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- 남아프리카 Vergenoeg 형석 광산에서 산출되는 파얄라이트(Fayalite) 희토류 금속 풍부
- 프리토리아의 북동쪽에 위치한 이 광산은 형석과 40가지 이상의 철 광물을 포함

희토류의 새로운 원천 발견
파얄라이트(Fayalite) 광물은 이전에 생각했던 것보다 더 많은 무거운 희토류 금속을 포함한다.

원료 펀드 :
지금까지 중국은 희토류 금속을 거의 독점하고 있다.
연구자들은 최근 다른 곳에서 무거운 희토류가 될 원천을 발견했다.
그들의 측정에 따르면 전 세계적으로 깊은 암석에서 발생하는 광물 파얄라이트(Fayalite)는 무거운 희토류 금속이 풍부하다. 따라서 하이테크 응용 분야에서 탐내는 이러한 원자재는 중국 밖에서도 채굴될 수 있다. 

▲ 아이펠(Eifel)에서 산출된 파얄라이트(Fayalite) 미네랄. 이 규산 철에는 연구원들이 현재 발견한 바와 같이 더 많은 양의 희토류 금속이 함유돼 있다. © Fred Kruijen / / CC-by-sa 3.0

희토류는 21세기의 금으로 전 세계적으로 희귀하고 인기가 높다.
네오디뮴, 이테르븀, 디스프로슘 또는 테르븀과 같은 희토류 금속은 영구 자석 및 수많은 기타 첨단 부품에 필요하기 때문이다. 풍력 터빈, 전기 모터, 스마트 폰, 제트 제트기, 확성기 또는 의약품에도 사용된다.

희토류는 그 이름에서 알 수 있듯이 희소하다.
원칙적으로 이러한 원소는 전 세계적으로 분포하지만 많은 퇴적물이 여전히 발견되지 않거나 개발하기 어렵다. 경제적으로 사용되는 저장고의 가장 큰 부분은 중국에 있다.
이것은 중국이 거의 독점하고 국제 무역, 특히 중 희토류 금속(HREE)을 지배하고 있다는 의미다.

남아프리카 광산에서 단서 찾기

이것은 남아프리카의 연구원들이 만든 발견으로 해결할 수 있다.
Erlangen-Nuremberg 대학의 Sönke Brandt와 그의 동료들은 그곳의 베르게노그(Vergenoeg)형석 광산에서 채취한 암석 샘플을 조사했다.
프리토리아의 북동쪽에 위치한 이 광산은 많은 양의 형석과 40가지 이상의 철 광물을 포함하는 매우 오래된 화강암 화산암 형성 위에 있다.

▲ 남아프리카 Vergenoeg 광산 위치

연구진은 레이저 증발 시료의 플라즈마 질량 분석법과 원자 분해능의 이미징 방법을 사용해 Vergenoeg 층의 깊이에서 발생하는 파얄라이트 광물을 조사했다.
Fayalit는 전 세계적으로 발생하는 규산 철((Fe2^(2+)[SiO4])이다.
적갈색-검은색의 광물은 주로 보석으로 채굴되지만 모래 분사용으로도 사용된다.

의외로 많은 비율의 희토류 중금속

분석 결과 놀라운 사실이 밝혀졌다.
Fayalite는 많은 양의 중 희토류 금속을 포함할 수 있다.
화산암의 초기 용융 동안 외부 원자는 광물의 결정 격자로 흡수되었다.
측정에 따르면 Vergenoeg 광산의 fayalite 미네랄은 콘드라이트 정규화로 알려진 참조 값의 6천 배를 포함하고 있다. 이들은 특히 독창적인 것으로 간주되는 탄소질 콘드라이트 운석의 희토류 함량을 기반으로 한다.

▲ 사니딘(Sanidin) 결정 사이의 파얄라이트(Fayalite) http://wannenkopfe.strahlen.org/fayalite06.html Author: Fred Kruijen

Brandt와 그의 팀은 "남아프리카의 Vergenoeg 광상에는 올리빈(Olivin; 감람석)로 기록된 것 중 가장 많은 양의 희토류가 포함돼 있다"고 보고했다.

▲ 올리빈 광물(Olivine), 암석하가들이 올리빈이라고 명명했다. 올리브 나무는 한자어로 감람나무로 불린다. 그래서 감람석이라고도 한다.

Fayalite는 일상적인 광물이 아니지만 전 세계적으로 흔히 발생하기 때문에 이 발견은 중국 외부에서 희토류를 추출할 수 있는 새로운 기회를 열 수 있다.
약 300개의 알려진 파얄라이트(fayalites) 사이트는 다양한 유럽 국가, 미국, 아시아의 여러 지역 및 심지어 달에 있다. Eifel의 화산 지역에도 fayalite가 있다.

▲ 독일 서부 아이펠(Eifel) 지역

중국 독점의 대안?

북바이에른 게오첸트룸(Geozentrum Nordbayern)의 연구 책임자 라이너 클렘트(Reiner Klemd)는 "세계 시장에서 무거운 희토류의 공급이 점점 부족해지고 있기 때문에 새로운 희토류 퇴적물을 탐지할 수있는 새로운 잠재적 원천으로서 파얄라이트(fayalite)를 발견하는 것은 경제적으로 매우 중요하다"고 말했다.
Erlangen-Nuremberg 대학에서. (지질, 2021; doi : 10.1130 / G48417.1)
출처 : Friedrich-Alexander University Erlangen-Nuremberg

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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