死火山很难研究 —— 我们从未见过它们喷发。使用一种独特的实验技术，我们能够在实验室中重建某种类型的死火山，更多地了解这些火山产生的岩浆。

我们发现，一些稀有的岩浆类型在富集稀土元素方面有着惊人的效率。这是一组在几个高科技行业中有着重要应用的金属，比如电动汽车和风力涡轮机的磁铁。

随着社会从化石燃料转向能源生产和运输电气化，对稀土的需求正在飙升。尽管稀土被称为稀土，但它并不是特别稀有。最大的挑战是找到这些金属足够集中的岩石，使其在经济上可行。

我们发表在《地球化学展望快报》杂志上的新研究表明，某些死火山是一个很好的研究地点。

死火山中的富铁岩浆

有一种神秘的岩浆，含有异常大量的铁。这是如此罕见，在有记录的历史中没有发生过以这种岩浆为特征的喷发。

相反，人们只知道数百万年前活跃的死火山。

这种火山最著名的例子是智利的拉科火山。另一个值得注意的例子是瑞典的基律纳，这里开采铁矿石已有几十年的历史。去年，其运营公司LKAB宣布基鲁纳是欧洲最大的稀土资源。

基律纳的发现让我们（和其他许多人）想知道为什么火山铁矿里会有稀土资源。我们已经知道许多其他含有稀土的岩石类型，它们都不像基律纳和其他已灭绝的富含铁的火山。

这只是地质上的偶然发现，还是富含铁的岩浆中有某种内在的东西使它们也富含稀土？毕竟，许多富含铁的死火山是已知的，但没有人费心去检查它们是否含有稀土资源。

此外，尽管富含铁的岩石很罕见，但由于它们的强磁信号，通常很容易找到。它们应该被加入稀土勘探的目标名单吗？

在瓶子里重现火山活动

为了验证这个假设，我们使用了一种叫做活塞缸的机器。我们把类似于火山岩和岩浆的合成材料放入由铂等贵金属制成的小胶囊或“瓶子”中。

然后，我们将它们加压到相当于地壳15公里深的地方，并将它们加热到1100摄氏度，将它们融化成液体。

在这些极端条件下，我们发现富铁岩浆以气泡的形式存在于一种更常见的岩浆类型中，这种岩浆类型在几乎所有现代活火山中都有。富含铁的岩浆从周围的液体中吸收稀土。

这些富含铁的气泡将具有不同的密度和粘度，并将从它们缺乏铁的环境中分离出来，类似于水和油混合在一起最终分离成不同的层。

富铁岩浆吸收稀土的效率很高，它们的稀土含量几乎是周围普通岩浆的200倍。

这意味着基律纳的发现并非偶然。这是我们可以从大多数富含铁的火山中预料到的，如果不是全部的话。

为什么我们需要更多的稀土矿床？

稀土元素的生产集中在少数几个国家 —— 主要是中国，还有美国、缅甸和澳大利亚。

因此，稀土被归类为“关键矿产”：它们具有重要用途，但由于地缘政治因素而面临供应链风险。

由于对稀土的需求激增，这导致了对研究和勘探额外矿藏的大量投资。已知的矿藏越多，行业就越能以最低的财务、环境和社会成本挑选出产出稀土的矿藏。

我们的研究结果表明，在这些地方现有的矿山也有可能被改造以生产稀土。

这将是一个积极的结果 —— 现有的采矿作业可以获得额外的价值。在某些情况下，可以对矿山废物进行再加工以提取这些关键金属。

这意味着甚至可能不需要新的稀土矿，从而避免对自然环境造成不必要的破坏。

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