Mycket av vår moderna teknik är beroende av användning av sällsynta jordartsmetaller (REE), och en nyckel för att hitta fler av dem är att förstå processerna som koncentrerar dem i jordskorpan. I den gamla Bergslagens malmprovins i Mellansverige ligger en zon av Bastnäs-typ av sällsynta jordartsmetaller, och i en ny studie, forskare från Uppsala universitet och Sveriges geologiska undersökning (SGU) visar hur dessa fyndigheter ursprungligen bildades.

Den ökande efterfrågan på REEs i ett brett utbud av moderna högteknologiska applikationer, inklusive tillämpningar som är avgörande för att uppnå "fossilfria" transporter och energiproduktion, har utlöst en världsomspännande ansträngning för att upptäcka nya källor till dessa kritiska metaller och därför också ett behov av att bättre förstå hur de bildades. REE-fyndigheterna av Bastnästyp i Bergslagens malmprovins i södra Mellansverige var de första hårda bergmalmer som någonsin bröts för REE och spelade en nyckelroll i den ursprungliga upptäckten av flera sällsynta jordartsmetaller (inklusive cerium och lantan) och REE mineraler (som mineralet bastnäsit; se foto). Dessa paleoproterozoiska, skarn-värdade magnetit-REE-avlagringar representerar en storskalig (> 100 km) inslag av högvärdiga REE-koncentrationer, "REE-linjen" i Bergslagen, södra mellersta Sverige. En förbättrad förståelse av deras ursprung skulle kunna hjälpa till att vägleda utforskning av denna typ av REE-mineralisering här och på andra håll för att säkra den framtida tillgången på dessa kritiska råvaror.

För att reda ut bildandet av REE-avlagringar av Bastnästyp, Det behövdes robusta begränsningar för arten av malmbildande processer och vätskor. För att ta itu med detta, ett forskargrupp från Uppsala universitet, Sveriges Geologiska Undersökning (SGU) och University of Cape Town samlade in data om syrgas och kolisotop från tio av de klassiska centrala svenska Bastnäs-fyndigheterna för att bedöma deras ursprungssätt. Resultaten har nu publicerats i Vetenskapliga rapporter .

De nya isotopdatana gjorde det möjligt för teamet att utföra numeriska modeller som, kombinerat med befintliga geologiska observationer, antyda ett ursprung i ett havsbotten, grund marina backbågsinställningar där magmatiska vätskor vid hög temperatur reagerade med redan existerande kalkstenskikt. De drastiska förändringarna i kemisk miljö som vätskorna upplevde under deras interaktion med kalkstenen ledde till lokal skarnbildning och magnetit-REE-mineralutfällning. Dessa resultat främjar den mångåriga debatten om ursprunget till de Bastnäs-typen av REE-fyndigheter och ger ny inblick i geologiska processer som har potential att producera högkvalitativ REE-mineralisering.