Địa y có thể là manh mối phát hiện 'kho báu' đất hiếm

Các nhà nghiên cứu Trung Quốc phát hiện rằng loài địa y tưởng như bình thường có thể được sử dụng làm dấu hiệu nhận biết trực quan tại thực địa về những mỏ đất hiếm chưa được phát hiện trên khắp thế giới.

Các nhà nghiên cứu cho biết màu sắc đặc trưng của loài địa y giúp dễ dàng nhận diện nó trên những bề mặt đá lộ thiên. Phát hiện này có thể được kết hợp với thiết bị bay không người lái (UAV) và công nghệ cảm biến từ xa siêu phổ để khảo sát trên diện rộng, qua đó sàng lọc những khu vực có khả năng chứa carbonat mang đất hiếm.

Các nhà khoa học Trung Quốc đã dành nhiều thập niên để xác định những chỉ dấu sinh học có thể hỗ trợ định vị mỏ khoáng sản.

"Đây là lần thứ hai các nhà khoa học Trung Quốc phát hiện ra chỉ dấu tương tự. Lần đầu tiên là loài cỏ đồng tiền vào những năm 1950. Cả hai đều là những phát hiện khoa học mang tính tiên phong trong lĩnh vực thăm dò khoáng sản", giáo sư Li Yang thuộc Đại học Bắc Kinh và Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc ngày 17/8 cho biết.

Nghiên cứu có tiêu đề "Địa y: Công cụ thăm dò tiềm năng đối với đá carbonatite giàu nguyên tố đất hiếm" đã được công bố trên tạp chí Economic Geology vào ngày 27/7.

Địa y tên khoa học Xanthoria elegans phát triển chủ yếu trên các loại đá carbonatite giàu nguyên tố đất hiếm.

Các nhà nghiên cứu đã phát hiện loài địa y này trên 57 trong số 67 mẫu đá carbonatite được lập bản đồ tại khu khai mỏ Bayan Obo ở miền Bắc Trung Quốc, nơi có mỏ đất hiếm lớn nhất thế giới.

Mặc dù loài địa y này phân bố rộng khắp thế giới, các nhà nghiên cứu nhận thấy nó hiếm khi xuất hiện trên đá granite, đá sa thạch, đá quartzite và các loại đá không phải carbonatite khác. Theo nghiên cứu, ngay cả khi địa y xuất hiện trên những loại đá nói trên, xác suất xảy ra cũng thường dưới 1%.

Ông Li Yang cho biết màu cam của địa y xuất phát từ chính sinh vật này, chứ không phải do các nguyên tố đất hiếm hay sắt. “Đó là lý do nó trở thành một chỉ dấu rất tốt, bởi bạn có thể nhìn thấy nó từ xa”, ông đánh giá.

Phân tích hóa học cung cấp thêm bằng chứng về mối liên hệ này, khi hàm lượng tổng các nguyên tố đất hiếm trong địa y dao động từ 3.500 đến 17.000 phần triệu.

Hàm lượng đất hiếm trong địa y cũng tăng tương ứng với hàm lượng trong lớp đá bên dưới. Địa y phát triển trên các đá carbonatite có mức độ khoáng hóa cao chứa nhiều nguyên tố đất hiếm hơn so với địa y phát triển trên đá carbonatite nghèo khoáng hoặc các loại đá xung quanh đã bị biến đổi.

Các nhà nghiên cứu còn phát hiện những hạt vật chất cực nhỏ giàu nguyên tố đất hiếm và bari bên trong vật chất hữu cơ của địa y. Phát hiện này cho thấy các hạt từ lớp đá bên dưới có thể được địa y hấp thụ hoặc giữ lại trong quá trình phong hóa và tương tác giữa địa y với đá.

Giáo sư Li Yang nhận định: “Chúng tôi cho rằng địa y có xu hướng gắn với các nguyên tố đất hiếm, nhưng cơ chế sinh học cụ thể đằng sau hiện tượng này vẫn chưa rõ”.

Phát hiện trên không đồng nghĩa với việc loài địa y chủ động tìm kiếm nguyên tố đất hiếm. Hiện các nhà khoa học vẫn chưa xác định được quá trình sinh học và địa hóa khiến loài địa y hấp thu các nguyên tố này.

Mối liên hệ này đặc biệt mạnh tại Bayan Obo nơi địa y có xu hướng phát triển trên đá carbonatite và những khu vực chịu tác động của quá trình biến đổi kiềm liên quan đến carbonatite.

Ông Li Yang cho biết sau khi bài nghiên cứu được công bố, các đồng nghiệp đang làm việc ở độ cao trên 5.000 m tại dãy Tây Côn Lôn, Tây Nam Tân Cương, đã chia sẻ mối liên hệ tương tự.

Tuy nhiên, vẫn cần tiến hành các nghiên cứu thực địa trên diện rộng hơn để xác định liệu địa y có thể được sử dụng một cách đáng tin cậy để chỉ dấu sự khoáng hóa đất hiếm trong những bối cảnh địa chất khác hay không.