Leurs travaux, publiés dans la revue internationale Global Challenges , dévoile une profondeur de compréhension nouvellement acquise et jusqu'alors inexplorée dans ce domaine. Ensemble, ces résultats marquent une avancée significative et promettent de remodeler notre compréhension de la formation des minéraux de terres rares.

Surtout, alors que la demande mondiale en éléments de terres rares continue d'augmenter – en grande partie pour satisfaire la demande croissante de téléphones portables, de batteries et de haut-parleurs dans lesquels ils sont utilisés – les enseignements de cette recherche pourraient avoir des implications de grande envergure et diverses conséquences industrielles et environnementales. candidatures.

Contrairement aux hypothèses antérieures, la nouvelle recherche révèle que la formation de bastnäsite, le principal minéral de terre rare exploité par l'industrie, n'est pas un processus simple mais plutôt un processus motivé par une interaction très complexe de plusieurs facteurs.

L'approche expérimentale consistait à étudier l'interaction entre des solutions contenant plusieurs éléments de terres rares et des minéraux communs de carbonate de calcium et de magnésium comme la calcite, l'aragonite et la dolomite (qui sont omniprésents dans la nature) dans des conditions hydrothermales allant de 21°C à 210°C. L'équipe a testé deux types de solutions :une avec des concentrations égales de terres rares et une autre simulant des concentrations plus typiques des fluides hydrothermaux habituels trouvés sur Terre.

Les résultats montrent que lorsque les minéraux communs de carbonate de calcium et de magnésium réagissent avec des fluides riches en terres rares, ils modifient leurs structures et leurs compositions chimiques, formant une série de minéraux contenant des terres rares portant des noms exotiques comme la lanthanite, la kozoïte, la bastnasite et la cérianite, avec chimies, formes et textures très complexes.

Il est particulièrement intéressant de noter que différents types de solutions conduisent à des résultats distincts :par exemple, des solutions à concentration égale favorisent la cristallisation de la kozoïte et de la bastnasite, en maintenant des ratios de terres rares similaires dans les solides et les solutions.

À l'inverse, les fluides hydrothermaux imitant ceux trouvés sur Terre donnent naissance à des minéraux contenant des terres rares avec des distributions élémentaires variées, et certains d'entre eux subissent même des processus de décarbonatation dus à la formation d'oxydes de terres rares.

En fin de compte, les expériences mettent en évidence la nature extrêmement dynamique de la formation des minéraux de terres rares, avec des minéraux instables se transformant en minéraux plus stables au fil du temps et développant parfois des textures influencées par des réactions minérales adjacentes qui soulignent encore davantage la complexité du processus.

Les implications de cette recherche s’étendent bien au-delà du laboratoire. Comprendre les processus complexes impliqués dans la formation de la bastnäsite a de profondes implications pour les géologues et l'industrie. La recherche démontre que le développement de modèles de simulation avancés est absolument nécessaire, permettant aux scientifiques de reproduire les conditions naturelles et d'explorer des méthodes alternatives d'extraction ou de synthèse de minéraux.

Bien que des défis demeurent, les enseignements de cette étude ouvrent la porte à de nouveaux protocoles expérimentaux pour comprendre le sort des éléments de terres rares dans les minerais géologiques complexes où ils se concentrent.

Mélanie Maddin, Ph.D. Candidat en géologie à l'École des sciences naturelles de Trinity, est l'auteur principal de cette étude. Elle a déclaré :"Ces résultats remettent en question les modèles précédemment appliqués à la formation de minéraux de terres rares.

"Nos recherches mettent en évidence la dépendance des voies de cristallisation, de la cinétique de formation des minéraux et de la texture chimique sur une myriade de facteurs, notamment les concentrations de terres rares, les rayons ioniques, la température, le temps et la solubilité des grains hôtes."

Juan Diego Rodriguez-Blanco, chercheur principal du groupe de recherche et professeur à l'École des sciences naturelles de Trinity, a souligné l'importance de ces résultats pour comprendre non seulement la formation de la bastnäsite, mais également le domaine plus large de la minéralogie des terres rares.

Le Dr Rodriguez-Blanco, chercheur financé à l'iCRAG (Science Foundation Ireland Research Center in Applied Geosciences), a déclaré :« Cette étude ouvre de nouvelles voies de recherche en géochimie et minéralogie, ouvrant la voie à une compréhension plus complète des processus de formation minérale. "