Sjeldne jordarter i nefelinsyenittpegmatitter i Vevja, Tvedalen

Abstract

Kritiske råmaterialer som blant annet sjeldne jordarter og niob er viktige for moderne teknologi og det grønne skiftet. Nefelinsyenittpegmatitter inneholder disse elementene. Tidligere er det gjennomført arbeid (Øksnes 2023) der det er tatt ut nefelinsyenittpegmatittganger som i denne oppgaven blir analysert og karakterisert. Hovedfokuset har vært å se på innholdet av sjeldne jordarter (REE) med tanke på mulig økonomisk utnyttelse. Det kritiske råmaterialet niob er også vurdert. For å se på dette har analysene XRD, XRF, ICP-MS, optisk mikroskopi og automatisk mineralogi blitt utført. Ved å se på resultatene fra analysene kommer det fram at innholdet av sjeldne jordarter er varierende for de forskjellige prøvene som er analysert. Tre av prøvene skiller seg ut med høyere REE-innhold enn de andre prøvene, dette gjelder hovedsakelig lette sjeldne jordarter (LREE). ICP-MS resultatene viser at innholdet av tunge sjeldne jordarter (HREE) er lavt og at det kun er en prøve med tydelig innhold av HREE. Radioaktivitet er også sett på i denne oppgaven. Resultatene fra XRF og ICP-MS tyder på at de radioaktive elementene thorium (Th) og uran (U) følger innholdet av REE. Høyere REEinnhold gir typisk høyere innhold av Th og U. I prøvene som er analysert med AM ser det ut til at uran stort sett forekommer med niobmineralet pyroklor, mens thorium forekommer sammen med sjeldne jordarts mineraler typisk britolittgruppemineraler. Det kritiske råmaterialet niob (Nb) følger også innholdet av REE og er høyest for de prøvene med høyest innhold av REE. Niobmineralet pyroklor ser ut til å følge mineralene med som inneholder REE og kan tyde på en sammenheng. Det er en pegmatittgang i Vevja som ved analyser ser ut til å være den mest spennende å undersøke videre. Datagrunnlaget for i denne oppgaven er svakt og dette gir derfor kun en indikasjon på hvordan det kan være. Det er derfor nødvendig å studere nefelinsynittgangene i Vevja nærmere med tanke på REE for å si noe sikkert angående innholdet, om det har noen økonomisk verdi og om det er mulig å utvinne. Dette studiet er en start og gir et grunnlag for videre arbeid.

Critical raw materials, including rare earth elements and niobium, are essential for modern technology and the green transition. Nepheline syenite pegmatites contain these elements. Previous work (Øksnes 2023) has extracted nepheline syenite pegmatite veins, which are analyzed and characterized in this study. The main focus has been examining the content of rare earth elements (REE) for possible economic utilization, and content of the critical raw material niobium is also evaluated. To investigate this, XRD, XRF, ICP-MS, optical microscopy, and automated mineralogy analyses have been performed. Results from the analyses reveal that the content of rare earth elements varies among the different samples analyzed. Three samples stand out with higher REE content than the others, primarily in light rare earth elements (LREE). ICP-MS results show that the content of heavy rare earth elements (HREE) is low, with only one sample showing a clear HREE content. Radioactivity is also examined in this study. Results from XRF and ICP-MS suggest that the radioactive elements thorium (Th) and uranium (U) follow the REE content. Higher REE content typically corresponds to higher Th and U content. In samples analyzed with AM, it appears that uranium is mostly associated with the niobium mineral pyrochlore, while thorium is associated with rare earth mineral typically britolite group minerals. The critical raw material niobium (Nb) also follows the REE content, being highest in samples with the highest REE content. The niobium mineral pyrochlore seems to be associated with minerals containing REE, suggesting a correlation. One pegmatite vein in Vevja appears to be the most promising and intriguing for further investigation. The data foundation in this study is weak, providing only an indication of potential scenarios. It is, therefore, necessary to further examine the nepheline syenite veins in Vevja regarding REE to make definitive statements about content, economic value, and extractability. This study serves as a starting point and provides a foundation for future work.