Des scientifiques de l’Université d’Exeter et du British Geological Survey (BGS), aux côtés d’une équipe d’institutions à travers l’Europe, ont développé un nouveau modèle géologique 3D conçu pour guider l’exploration des éléments de terres rares (REE), qui sont essentiels au développement des énergies renouvelables et les transports.
Le modèle cible les systèmes ignés alcalins, qui abritent de nombreux gisements de terres rares dans le monde.
Le développement des énergies renouvelables décarbonées et des infrastructures de transport nécessitera un nouvel équilibre des minéraux, y compris de plus grandes quantités de métaux. La demande croissante ne peut être satisfaite par le recyclage.
Les minéraux critiques sont ceux dont l’approvisionnement présente un risque élevé, par exemple les matériaux spécialisés produits dans une poignée de pays seulement. Cela inclut les éléments de terres rares, ou REE, qui est le nom donné à 17 éléments métalliques chimiquement similaires présents dans une large gamme de minéraux et extraits collectivement.
Les ETR sont des matières premières essentielles pour un large éventail d’applications, notamment les aimants permanents, les alliages métalliques, la céramique et le verre, les batteries rechargeables et la fibre optique, entre autres.
Ils sont donc vitaux pour les technologies qui soutiendront la transition mondiale vers les énergies renouvelables, allant des éoliennes aux véhicules électriques, en passant par les réseaux de communication, etc.
Malgré cela, les modèles d’exploration pour les ETR sont comparativement moins bien développés que ceux pour les métaux majeurs et précieux tels que le fer, le cuivre et l’or, sur lesquels la majeure partie de l’industrie de l’exploration minérale continue de se concentrer.
Pour résoudre ce problème, une équipe multidisciplinaire de scientifiques dirigée par des géologues économiques de BGS a, pour la première fois, développé un modèle géologique 3D qui aidera à guider l’exploration des terres rares en utilisant à la fois des approches géophysiques et géochimiques.
Des groupes de roches ignées alcalines ayant une histoire géologique commune (systèmes ignés alcalins) se trouvent dans de nombreuses localités à travers le monde et sont des hôtes communs de gisements d’ÉTR.
Le nouveau modèle, qui est basé sur une compilation de cartes, de données géophysiques et géochimiques et d’observations pétrologiques des systèmes ignés alcalins du monde entier, est publié dans Géologie économique.
Il a été développé dans le cadre de HiTech AlkCarb, un projet de l’Union européenne Horizon 2020 dirigé par l’Université d’Exeter, avec 40 participants répartis dans des études géologiques, des entreprises et des universités à travers l’Europe.
Le Dr Charles Beard, associé de recherche à l’Université de Cambridge et auteur principal des travaux, déclare que « la décarbonisation de l’énergie et des transports nous entraîne une demande accrue de nombreux métaux, y compris des matières premières critiques, telles que les éléments de terres rares ».
« Parce que la demande historique pour les ETR a été faible, leurs chaînes d’approvisionnement sont dominées par une poignée de pays qui ont investi tôt. Notre compréhension de la géologie des gisements d’ETR était largement basée sur des études détaillées d’occurrences individuelles, avec une foule de complexes locaux. nomenclature – un obstacle à l’exploration, par rapport à des matières premières plus matures telles que le cuivre ou l’or.
« Le but de ce travail était de générer un guide d’exploration multi-échelles des ETR avec des systèmes alcalino-silicates, permettant aux géologues de localiser plus efficacement les régions prospectives et les gisements d’ETR. »
« Cela a été fait en synthétisant diverses observations à partir de cartes, de modèles géophysiques et d’indicateurs géochimiques pour générer un flux de travail pour les explorateurs qui est applicable de l’échelle continentale à l’échelle du gisement. La publication comprend un modèle schématique 3D pour les systèmes alcalino-silicate montrant la position de divers types de des gisements minéraux critiques. »
Le professeur Frances Wall, de la Camborne School of Mines de l’Université d’Exeter et coordinatrice du projet HiTech AlkCarb et co-auteur de l’ouvrage a ajouté que « je suis ravie de voir cet article publié, et je suis sûr que ce sera le ‘ go to’ référence pour les géologues économiques explorant les terres rares dans les roches alcalines ainsi que pour les futurs chercheurs. »
« Nous avons créé le modèle 3D afin que les géologues novices dans les roches alcalines puissent rapidement apprendre les points clés pour guider la recherche d’ETR. Le corps principal de l’article contient un examen et une discussion complets et approfondis de la science. »
Le Dr Kathryn Goodenough, géologue principale de BGS et co-auteur de l’ouvrage, déclare que « la demande mondiale de minéraux critiques a connu une croissance sans précédent au 21e siècle. La majorité des ressources mondiales de certains de ces éléments, en particulier les ETR, se trouvent dans les systèmes ignés alcalins. »
« Bien que les gisements d’ETR soient présents partout dans le monde, les mines sont principalement limitées à la Chine, dont l’UE dépend encore principalement pour les importations. L’objectif de notre travail était de produire un modèle qui pourrait guider l’exploration des roches ignées alcalines et, surtout, développer notre compréhension des structures 3D de ces gisements. »
« C’est la première fois qu’un modèle est visualisé de cette manière. Nous avons également recommandé des approches géophysiques et géochimiques pour le ciblage de l’exploration, ainsi que le traitement des minéraux et les facteurs environnementaux pertinents pour le développement des ressources minérales hébergées par des systèmes ignés alcalins. »
Charles D. Beard et al, Systèmes alcalins-silicate REE-HFSE, Géologie économique (2022). DOI : 10.5382/econgeo.4956