foto Grønland

To grønlandske fjelde har jordartsmetaller til 100+ år

Kvanefjeld og Kringlerne indeholder nok sjældne jordartsmetaller til at kunne forsyne verdenssamfundet i mange år. Problemet er bare at få dem hevet ud af jorden, for det er ikke så lige til, som man skulle tro.

Langt størstedelen af verdens sjældne jordartsmetaller kommer fra Kina, men kunne i teorien lige så godt komme fra Grønland. Nærmere bestemt et fjeldområde tæt ved landets sydspids, som blev dannet i forbindelse med en kontinentsprække (rift) for 1,2 milliarder år siden.

Området kaldes Ilímaussaq Intrusionen (stiplet omrids herunder), og i starten af sin dannelse lå området faktisk 3–4 kilometer nede i jordskorpen. Siden har tidens tand gnavet alle de øvre lag af, så intrusionen i dag ligger til frit skue. Dog med undtagelse af midten og lidt i den sydlige del, som ligger under hver sin fjord. I den nordlige ende ligger Kuannersuit (Kvanefjeld), og mod syd ligger fjeldet Killavaat Alannguat (Kringlerne, som hedder sådan, fordi de geologiske lag set fra luften kan lede tankerne hen på svungne kringler).

Det er estimeret, at de to fjelde indeholder nok sjældne jordartsmetaller til at opfylde verdens samlede behov i omtrent 115 år med det nuværende forbrug. Eller 50 – 60 år, hvis
forbruget fordobles. Kvanefjeld indeholder formentlig omkring 1,5 millioner ton sjældne jordartsmetaller, og Kringlerne knap 26 millioner ton. I 2020 blev der i hele verden produceret omkring 240.000 ton, altså 107 (!) gange mindre end den formodede mængde i Kringlerne.

Læs også: Fra mine til magnet og tilbage igen

Ordet ‘intrusion’ betyder egentlig bare en smeltet stenmasse, der har bevæget sig ind i en fast bjergart. For Ilímaussaqs vedkommende skete det ved, at en strøm af magma i forbindelse med riftdannelsen var på vej op mod overfladen, men størknede undervejs og blev hængende der som en forstenet boble – også kaldet et magmakammer. Magmaen størknede på en måde, der dannede forskellige minerallag, hvoraf de to nederste lag indeholder en usædvanligt høj koncentration af de sjældne jordartsmetaller (læs mere om
lagdannelsen i ‘Metallerne, der ikke passer ind’.

Miljø som i Østafrika

En af dem, der har været med til at studere områdets rigdom af sjældne jordartsmetaller, er Per Kalvig, som er chefkonsulent hos De Nationale Geologiske Undersøgelser for Danmark og Grønland (GEUS). Han har i de seneste ti år arbejdet med særligt fokus på potentialet for udnyttelsen af sjældne jordartsmetaller i Kvanefjeld og Kringlerne. Vil man vide noget om forekomsten af sjældne jordartsmetaller i Ilímaussaq, er det ham, man skal gå til.

Læs også: Da Grønland rent faktisk var grøn

“Ilímaussaq Intrusionen er en del af et større riftmiljø i Sydgrønland, som blev dannet for omkring 1,2 millarder år siden, og som kaldes Gardar Provinsen. Området kan sammenlignes med nutidens Østafrika, hvor den Afrikanske Kontinentalplade er i gang med at splitte sig op, hvilket blandt andet har skabt rækken af store søer, hvor Nilen udspringer,” begynder Per Kalvig. (Se kort herunder. De grønne områder er der, hvor der er i gang med at dannes rifter, som over mange millioner år kan blive til oceaner).

Kort: Haakon Fossen, Det Store Norske Leksikon.

Kort fortalt sker dannelse af riftmiljøer, når bevægelser i Jordens indre får kontinentalplader til at bryde op. Det danner en lang svaghedszone i skorpen (rift eller sprækkezone), hvor
smeltet stenmasse (smelte/magma) fra den dybe del af skorpen kan bevæge sig op. En af de magmastrømme blev altså til Ilímaussaq Intrusionen.

To stykker minerallagkage

Kvanefjeld og Kringlerne består af to forskellige bjergarter (blandinger af mineraler), som begge indeholder sjældne jordartsmetaller. Kvanefjeld er dannet af lujavrit (se figur herunder, grønne områder), og Kringlerne af bjergarten karkotokit (blåt område). I lujavritten findes mineralet steenstrupin som en sort krystal, og det er heri, de sjældne jordartsmetaller er koncentreret. I kakortokitten sidder de i mineralet eudialyt som er en flot, rød krystal.

“Begge mineraler er dannet i intrusionen, men i henholdsvis det midterste og nederste lag, og derfor er der forskel på dem, da mineraliseringsprocessen for de to niveauer er forskellig,” forklarer Per Kalvig.

Grunden til, at de to forekomster er forskellige, selvom de er to stykker af den samme
minerallagkage, er, at det ene lagkagestykke mangler toppen. På et tidspunkt efter dannelsen opstod der nemlig en forkastning i jordskorpen, der løb tværs igennem Ilímaussaq og hævede den sydligste fjerdedel af intrusionen opad (se figur herunder).

Over tid blev alle minerallag i den del hævet så meget op, at det nederste lag fra det oprindelige magmakammer (det med eudialytten) nu lå overfor det lag, der blev dannet i midten (det med steenstrupin).

Kort: Redigeret efter (Anouk) Borst et al. (2016), baseret på Ferguson (1964),Andersen et al. (1988) og Upton (2013). Tværsnit baseret på Upton, Brian G.J.: ‘Tectono-magmatic evolution of the younger Gardar southern rift, South Greenland’. Geological Survey of Denmark and Greenland Bulletin 29, 2013

Når et stykke undergrund løftes opad på den måde, udsættes en større del af det for omgivelsernes slid (forvitring/erosion), og derfor slides de øverste lag ofte hurtigere af. I Kringlerne lå lujavrit/steenstrupin-laget ‘pludselig’ en tand højere oppe, så det er sammen med de overliggende lag blevet høvlet af og har nu blotlagt kakortokit/eudialyt-laget, der altså udgør overfladen af Kringlerne.

Så langt er forvitringshøvlen ikke kommet med Kvanefjeld-delen, som blev i det oprindelige niveau. Her er det stadig kun visse steder, hvor terrænet formentlig har været højest og dermed mest udsat, at det er gået ekstra hurtigt. Derfor ses de steenstrupin-bærende lag blandt andet som grønne bånd på det geologiske kort over Ilímaussaq-området. Med tiden vil forvitringen skrælle de overliggende lag fra intrusionen af og afdække en mere eller mindre ensartet flade af lujavrit i stil med den ensartede flade ved Kringlerne.

Læs også: Metallerne der ikke rigtig passer ind

“Desuden sker der jo meget i jordskorpen i en periode på en milliard år, og derfor er lagene i Ilímaussaq-området gentagne gange blevet forstyrret og gennembrudt af en række andre bjergarter, der er dannet senere, eller som også er blevet rykket rundt ved forkastninger,” siger Per Kalvig.

Geologi er bare aldrig simpelt.

Altafgørende procenter

Selvom de to fjeld indeholder sjældne jordartsmetaller i hver sin slags mineral, findes alle 17 metaller stadig hvert sted, minder Per Kalvig om.

“De indeholder begge to alle de sjældne jordartsmetaller, men i forskellige forhold. Dette forhold har stor betydning for mineselskaber, der helst vil have en stor andel af de metaller,
der er dyrest, og som der er det største marked for,” siger han.

” Både Kvanefjeld og Kringlerne har faktisk en ret god fordeling i forhold til det økonomisk vigtigste marked for sjældne jordartsmetaller “

Per Kalvig

Der er nemlig stor forskel på priserne for de forskellige sjældne jordartsmetaller. Et kilo ren neodymium koster i skrivende stund knap 750 kroner, hvorimod et kilo ren lanthan kan
købes for omkring de 30 kroner.

“Både Kvanefjeld og Kringlerne har faktisk en ret god fordeling i forhold til det økonomisk vigtigste marked for sjældne jordartsmetaller, nemlig produktion af permanente magneter
til vindmøller, elbiler, elcykler, elektronik m.m., hvor der især bruges neodymium, praseodymium og dysprosium. Det er typisk for både steenstrupin og eudialyt, at der er langt mest cerium og lanthan i dem, men også et relativt højt indhold af neodymium og praseodymium i forhold til andre mineraler.”

Se fordelingen af sjældne jordartsmetaller i de to fjeld her:

(Diagrammer efter: Machacek & Kalvig (2017): EURARE (Development of a Sustainable Exploitation Scheme for Europe’s Rare Earth Ore Deposits))

Han tilføjer, at det dog ikke kun kommer an på fordelingen af de sjældne jordartsmetaller. Lige så vigtigt er det at undersøge, hvor stor en del af området der rent faktisk indeholder
de pågældende mineraler. For hvis de kun sidder i et lille hjørne, giver det ikke mening at sætte et kæmpestort og meget dyrt mineprojekt i gang.

“Både kvalitet og kvantitet skal være tilstrækkeligt høj, før mineprojektet kan blive økonomisk rentabelt. Her kan man sige om Kvanefjeld og Kringlerne, at indholdet af de sjældne jordartsmetaller i mineralerne er forholdsvis lavt (hhv. 1,4 og 0,6 pct.), men de har en eftertragtet sammensætning og findes i store mængder. Derfor er de interessante,” forklarer han.

Den problematiske blinde passager

Kvanefjeld og Kringlerne er altså begge geologisk set velegnede til minedrift, og det er ikke gået upåagtet hen. Kvanefjeld har siden 2007 været underkastet en lang række undersøgelser, analyser og flere undersøgelser af det australske mineselskab Greenland Minerals, som har fået rettighederne til at undersøge mulighederne for minedrift på fjeldet.

Det samme gælder for Kringlerne, som siden 2007 har været genstand for samme indsats fra mineselskabet Tanbreez, der også er australsk. Tanbreez fik i 2019 lov til at starte en mine ved Kringlerne, men selve opstarten afventer angiveligt yderligere tekniske og økonomiske vurderinger, som har trukket ud. Ifølge selskabet selv på grund af Covid-19-pandemien.

Anderledes er det gået ved Kvanefjeld. Her udløste projektets fremskridt mod en tilladelse stor opstandelse i Grønland samt blandt en række internationale miljøorganisationer. Faktisk så meget, at det var med til at udløse det valg, der i april 2021 gav Grønland en ny regering. Partiet, der fik flest stemmer, IA (Inuit Ataqatigiit), meldte som det første ud, at de ikke
vil give tilladelse til mineprojektet på Kvanefjeld.

Alt det udsprang af de mineralogiske forskelle på de to fjeld, nærmere betegnet det politisk kildne grundstof, der findes i Kvanefjeld, men ikke i Kringlerne. Ud over sjældne jordartsmetaller indeholder Kvanefjeld nemlig uran. Omkring 350 gram pr. ton malm. Det ville uvægerligt komme med ud, hvis man bryder malmen og forarbejder steenstrupin-mineralet. Et faktum, der gav anledning til stor nervøsitet hos dele af befolkningen i Grønland, herunder i byen Narsaq, der har fjeldet som nabo, og hvor flere frygtede negative miljøkonsekvenser.

Hvorom alting er, har projektet i Kvanefjeld på nuværende tidspunkt ikke fået sin endelige godkendelse til at drive minedrift – til forskel fra Kringlerne, som er heldigere med
sammensætningen af grundstoffer i sine mineraler.

“Malmen i Kringlerne har ikke uran som biprodukt, men derimod grundstoffer som tantal og zirkonium, som er efterspurgte råstoffer på verdensmarkedet,” siger Per Kalvig.


Skal vi starte en mine?

mine, bauxit i rusland
En ‘open pit’ mine i Kachkanar i Rusland (Foto: Shutterstock)

Der er tre grundlæggende geologiske forhold, der skal være på plads, før man kan overveje, om det kan betale sig at starte en mine, der udvinder sjældne jordartsmetaller:

  • FOREKOMST
    Hvor stor er forekomsten? Det vil sige, hvor mange ton bjergart i det givne område indeholder en forhøjet koncentration af sjældne jordartsmetaller?
  • KONCENTRATION
    Hvor mange procent af bjergarterne i forekomsten indeholder sjældne jordartsmetaller?
  • SAMMENSÆTNING
    Hvordan er den indbyrdes fordeling af de sjældne jordartsmetaller i forekomsten? Lige nu vil man helst have højt indhold af f.eks. neodymium og praseodymium, som er meget efterspurgte til permanente magneter, men det kan ændre sig med den teknologiske udvikling.

Derudover indgår mange andre forhold i overvejelsen, for eksempel:

  • PLACERING
    Er der infrastruktur i området, så man kan transportere sine varer derfra og få mandskab osv. ind? Eller kan det etableres? En dårlig forekomst tæt på havne og vejnet kan være bedre end en god forekomst på havets bund.
  • MILJØ
    Er der særlige miljøhensyn i området? Er der fredninger? Særligt følsom natur?
  • POLITISK KLIMA
    Kan man være sikker på, at kommende regeringer i landet fortsat vil støtte ens projekt, eller vil nogen pludselig forbyde det, selvom man var klar til at bygge sin mine?

Flere indlæg