Sjeldne jordartsmetaller inngår i gruppen av såkalte kritiske mineraler. EU har identifisert et sett mineralbaserte råmaterialer som er særlig kritiske for europeisk industri og næringsutvikling.

Mineralene defineres som kritiske hvis de har stor økonomisk betydning og samtidig er forbundet med høy forsyningsrisiko.

Gir et detaljert fargebilde

Det fem kvadratkilometer store Fensfeltet i Vestfold og Telemark fylke har en av Europas største forekomster av sjeldne jordartsmetaller. På engelsk omtales disse metallene som «Rare Earth Elements» og forkortes REE.

Analysemetoden som nå er brukt, er knyttet til et såkalt hyperspektralt kamera:

– Vi ser de sjeldne jordartsmetallene i kjernene, hvor de er konsentrert og hvordan de er fordelt. Denne metoden fungerer utrolig godt for bergartene i Fensfeltet, sier forsker Tobias Kurz ved Norges geologiske undersøkelse (NGU).

Kjerner er prøver av berggrunnen tatt ved boring.

Et vanlig kamera har tre bånd som fanger opp fargene rødt, grønt og blått gjennom sensorer.

Et hyperspektralt kamera har fra noen titalls til flere hundretalls bånd. Det gir et svært detaljert fargebilde, med betydelig mer informasjon om mineralene enn det man får fra et vanlig fotoapparat.

580 millioner år gamle kalksteinsvulkaner

Det har gjentatte ganger blitt påvist at den kalkholdige bergarten karbonitt i Fensfeltet i Nome kommune inneholder store mengder sjeldne jordartartsmetaller eller REE.

Undersøkelsene de siste årene tyder på at det fem kvadratkilometer store området har en av Europas største forekomster av REE.

En av de viktigste kildene for disse metallene er bergarter som ble dannet under kalksteinsvulkaner. Det er sjeldne vulkaner der det dannes lava med stort innhold av karbonat. Den vulkanske aktiviteten i Fensfeltet skjedde for 580 millioner år siden.

De to dype boringene er de siste årene blitt undersøkt både visuelt, kjemisk, geofysisk og med hyperspektrale kamera. Forskere ved NGU gjennomførte dette i 2018 i samarbeid med regiongeolog Sven Dahlgren med økonomisk støtte fra regjeringen,

Her er sjeldne jordartsmetaller påvist helt til bunns i begge kjernene, den ene på 1.000 meter og den andre på 700 meter.

Magneter i vindturbiner

Gruppen med sjeldne jordartsmetaller i jordskorpa omfatter 17 metaller. Neodym (Nd) og praseodym (Pr) er for eksempel viktige bestanddeler i supermagneter i vindturbiner.

Undersøkelser i Fensfeltet viser at disse to grunnstoffene utgjør mellom 15 og 25 prosent av REE som er påvist her.

Ved kjemiske analyser må forskerne knuse deler av prøven for å beregne innholdet av sjeldne jordartsmetaller.

– Typisk splitter vi en kjerne i to og deler den ene halvparten i to nye biter. En av de to siste, altså 25 prosent av prøven, blir knust og dermed ødelagt. Når de blir ødelagt, kan vi ikke bruke dem på nytt, forteller NGU-forsker Nolwenn Coint.

Slipper å famle i blinde

Ved hyperspektral fotografering slipper forskerne å ødelegge prøvematerialet. Kjernene fra Fensfeltet ble først fotografert av selskapet TerraCore Geospectral Imaging.

Nå er alle de 1.700 meterne med kjerneprøver behandlet på nytt ved NGU. Forskerne der har bearbeidet dataene videre gjennom den nye avanserte bildebehandlingen.

De sjeldne jordartsmetallene er diagnostisert og tallfestet.

– De ulike undersøkelsesmetodene har resultert i unike datasett og sammenhengen mellom dataene er meget god, sier Tobias Kurz.

– Eventuelle leteselskaper som skal granske materialet videre i detalj, kan nå undersøke kun den delen av kjernene og de metallene de er interessert i. De slipper å famle i blinde. Ved å se på bildene kan de velge hvilken del av kjernen de vil arbeide videre med.

Stort mineralbehov

Verden tar i bruk stadig flere elementer i det periodiske system. Sjeldne jordartsmetaller inngår i de fleste produkter som er nødvendige for elektrifisering og overgang til fornybare energiformer.

Etterspørselen øker, men så langt har Kina hatt tilnærmet monopol på utvinning og produksjon av de 17 metallene som regnes i denne klassen.

Myndighetene i både EU og Norden fastslår at det er viktig å finne og utvinne forekomster som kan dekke behovet for slike mineralske råvarer i framtida.

– For oss er det ikke mulig å vite om de sjeldne jordartsmetallene i dette området kan utvinnes. Det er opp til selskapene og næringslivet, og er ikke bare knyttet til mengden og metallinnholdet i bergartene, sier Nolwenn Coint.

Hun forteller at utvinning også handler om god teknologi for prosessering, om salgsverdi og lønnsomhet, og om sannsynligheten for politisk tilslutning til gruvedrift i området.

To leteselskaper arbeider nå videre i Fensfeltet.

Artikkelen er produsert og finansiert av Norges geologiske undersøkelse

Norges geologiske undersøkelse er én av over 80 eiere av forskning.no.
Deres kommunikasjonsansatte leverer innhold til forskning.no. Vi merker dette innholdet for å tydelig skille formidling fra uavhengig redaksjonelt stoff.
Her kan du lese mer om ordningen.

Les også disse sakene fra Norges geologiske undersøkelse:

• 

  – Dette er viktig for vurdering av radonfare

• 

  Nytt kart avslører hvor fjellet er dårlig

• 

  Slik jakter geologene på mineralressurser

• 

  Fire nye norske steder på geologisk verdensliste

• 

  Isbreene smelter raskere enn vi trodde

• 

  Dette holder enorme mengder karbon på plass: Havbunnen utenfor Norge lagrer seks millioner tonn CO2 hvert år

Les flere saker laget av Norges geologiske undersøkelse her.

forskning.no vil gjerne høre fra deg!
Har du en tilbakemelding, spørsmål, ros eller kritikk? TA KONTAKT HER