Depósitos de Elementos de Terras Raras de Carbonatita

Os carbonatitos são um grupo especial de rochas ígneas ricas em carbonato e a principal fonte mundial de elementos de terras raras (REE), nióbio, zircônio e óxido de fosfato. Eles contêm mais de 50% de minerais carbonáticos primários, menos de 20% de minerais silicatados (piroxênio, anfibólio e olivina) e poucos minerais fosfatados. Depósitos de carbonatita existem em todo o mundo, principalmente em ambientes de rift continental. Na maioria dos casos, os carbonatitos são intrusivos ou subvulcânicos, formando lençóis cônicos, pescoços vulcânicos, diques, soleiras, brechas e veios. Uma exceção notável é a montanha Oldoinyo Lengai, no norte da Tanzânia, que é o único vulcão carbonatítico ativo conhecido na Terra. A preservação de fluxos de lava carbonatita é rara, porque os minerais carbonáticos se desgastam com muita facilidade.

Os carbonatitos são divididos em quatro grupos principais de acordo com o mineral carbonático dominante:

Elementos de terras raras (REE) são um grupo de elementos que possuem propriedades geoquímicas semelhantes e ocorrem juntos em um depósito. Eles pertencem a um grupo químico chamado lantanídeos, que ocupa os números atômicos 57 a 71. Os elementos incluem lantânio, cério, praseodímio, neodímio, promécio, samário, európio, gadolínio, térbio, disprósio, hólmio, érbio, túlio, itérbio e lutécio. . O ítrio e o escândio também são considerados REE porque ocorrem nos mesmos depósitos de minério que os lantanídeos e possuem propriedades químicas semelhantes. Os minerais contendo REE incluem bastnäsita, monazita e xenotime.

Os Elementos de Terras Raras não são particularmente raros – na verdade, são mais abundantes que o ouro. No entanto, raramente ocorrem em altas concentrações, e propriedades físicas e geoquímicas semelhantes tornam difícil separar os elementos de terras raras uns dos outros. A separação é conseguida através de tecnologia de processamento cara, o que torna a mineração de muitos carbonatitos REE de baixo teor pouco econômica. Os elementos de terras raras têm muitos usos, incluindo a fabricação de motores de carros elétricos, baterias de íons de lítio, discos rígidos de computador, painéis solares, cerâmica e ímãs.

Os carbonatitos têm a maior concentração conhecida de REEs em qualquer rocha ígnea, tornando-os um alvo atraente de mineração. Enquanto a mineração inicial de REE ocorreu principalmente em depósitos de placer na Índia e no Brasil. A mineração de REE de carbonatita decolou na década de 1950 com a descoberta do depósito Precambrian Mountain Pass na Califórnia, EUA. Mountain Pass foi o principal fornecedor mundial de REEs até o início dos anos 2000, quando as preocupações ambientais e a concorrência da China causaram o fechamento da mina. Três depósitos de carbonatita na China (Bayan Obo, Maoniuping e Dalucao) fornecem a maioria dos REEs do mundo. A mineração na mina Mountain Pass foi retomada em 2018 em resposta ao aumento da demanda de REEs e forças geopolíticas.

A crescente demanda por REEs levou a uma maior exploração de depósitos de REE em carbonatitos em todo o mundo. O continente africano, particularmente o Vale do Rift da África Oriental, alberga dois proeminentes depósitos de REE carbonatíticos, que são discutidos em detalhe abaixo.

Mrima Hill é um depósito de nióbio e REE localizado no condado de Kwale, cerca de 70 km a sudoeste da cidade costeira queniana de Mombasa. O depósito do Cretáceo consiste em quatro intrusões alcalinas separadas: Kiriku, Mrima, Nguluku e Jombo. Estas intrusões cobrem uma extensão superficial de aproximadamente 2 por 1,3 km e acredita-se que estejam unidas em profundidade. As intrusões alcalinas consistem em carbonatitos, aglomerados e sedimentos fenitizados. O complexo intrusivo em arenitos jurássicos e é coberto por solo e laterita com exposições pobres, embora a intrusão Mrima esteja exposta na superfície como uma pequena colina (1000 x 600 m). O intemperismo é extenso, atingindo profundidades de até 100 metros em alguns locais, com a seção intemperizada apresentando uma alta concentração de minerais resistentes de menor importância. Os principais minerais de terras raras presentes são monazita ((Ce, La, Th) PO4) e gorceixita (fosfato de bário-alumínio com terras raras).

O depósito foi descoberto no início da década de 1950 e passou por uma exploração histórica substancial. O Departamento de Minas e Geologia do Quênia realizou um poço de teste e 81 poços de teste na década de 1950, seguido por mais de 400 poços de teste e 2.000 m de perfuração realizados pela Anglo American de 1955-1957 e pela Pechiney de 1971-1973. Em 2010, os exploradores haviam amostrado mais de 3.000 m de perfuração, 9.000 m de poços de teste e 37 toneladas de amostragem em massa. Perfurações históricas indicaram alta mineralização para elementos de terras raras, nióbio, tântalo, fosfato e manganês até 150 metros de profundidade.