Tin thị trường và sản phẩm

Apatit – khoáng vật gắn liền với sự sống

Apatit (Apatite) có cách phát âm gần giống từ appetite (cảm giác thèm ăn), và điều này hoàn toàn phù hợp bởi khoáng vật này đóng vai trò quan trọng trong chính hoạt động ăn uống của con người. Có mặt trong răng và xương, apatit tạo nên độ cứng và sức bền giúp chúng ta có thể nhai thức ăn, đứng vững và di chuyển.

Tuy nhiên, apatit không chỉ là một thành phần cấu tạo của cơ thể sinh vật. Đây còn là một loại khoáng vật có vai trò đặc biệt quan trọng trong nông nghiệp, đồng thời là "chiếc đồng hồ địa chất" giúp các nhà khoa học xác định tuổi của đá và tái hiện lịch sử hình thành Trái Đất.

Apatit có công thức hóa học Ca₅(PO₄)₃(F,Cl,OH), thuộc nhóm khoáng vật phosphat canxi. Ngoài canxi và phospho, khoáng vật này còn chứa flo, clo cùng nhiều nguyên tố vi lượng, trong đó có các nguyên tố đất hiếm (REE) có giá trị kinh tế cao. Apatit có nhiều màu sắc khác nhau như xanh lục, xanh lam, hồng, vàng và đôi khi hoàn toàn trong suốt.

Nguồn cung phospho thiết yếu cho nông nghiệp

Không chỉ có ý nghĩa đối với cơ thể con người, apatit còn giữ vai trò nền tảng đối với sản xuất nông nghiệp vì đây là nguồn nguyên liệu chính để sản xuất phân bón phosphat.

Phospho là một trong ba nguyên tố dinh dưỡng đa lượng thiết yếu đối với cây trồng. Nguyên tố này giúp cây phát triển hệ rễ khỏe mạnh, thúc đẩy quá trình ra hoa, kết quả và nâng cao năng suất.

Nếu không có nguồn phospho từ apatit, nền nông nghiệp hiện đại sẽ rất khó đáp ứng nhu cầu lương thực của dân số thế giới ngày càng gia tăng. Vì vậy, phân bón phosphat được sản xuất từ apatit được xem là yếu tố không thể thiếu đối với an ninh lương thực toàn cầu.

Apatit được hình thành như thế nào?

Về mặt địa chất, apatit có thể hình thành thông qua nhiều quá trình khác nhau.

Khoáng vật này xuất hiện trong đá magma khi kết tinh từ dung nham nguội dần; trong đá trầm tích, nó tham gia vào quá trình gắn kết các hạt trầm tích; còn trong đá biến chất, apatit được hình thành dưới điều kiện áp suất và nhiệt độ rất cao.

Ngoài ra, apatit còn được tìm thấy trong các mạch thạch anh, thậm chí trong các thiên thạch có nguồn gốc từ Mặt Trăng và Sao Hỏa, cho thấy đây là khoáng vật có ý nghĩa cả trên Trái Đất lẫn ngoài không gian.
Tiến sĩ Coralie Siegel là nhà địa chất chuyên nghiên cứu sự di chuyển của các kim loại trong các hệ magma và thủy nhiệt. Bà sử dụng apatit để xác định thời điểm hình thành của các loại đá.

Theo Tiến sĩ Siegel, khả năng hình thành trong nhiều môi trường địa chất khác nhau khiến apatit trở thành công cụ rất hữu ích để nghiên cứu các hệ thống tạo quặng và tái dựng lịch sử địa chất.

"Do apatit có thể hình thành trong nhiều điều kiện khác nhau nên nó cung cấp những thông tin quan trọng về quá trình khoáng hóa của nhiều hệ thống tạo quặng khác nhau", Tiến sĩ Siegel cho biết.

Xác định tuổi đá bằng phương pháp địa niên học

Địa niên học (Geochronology) là ngành khoa học xác định tuổi của đá, hóa thạch và trầm tích thông qua sự phân rã phóng xạ tự nhiên.

Trong số các phương pháp hiện nay, phương pháp định tuổi uranium – chì (U-Pb) được xem là một trong những kỹ thuật đáng tin cậy và được sử dụng rộng rãi nhất trong địa chất học. Phương pháp này có thể xác định tuổi của các khoáng vật từ vài triệu đến hàng tỷ năm.

Apatit – "chiếc đồng hồ" của các nhà địa chất

Theo Tiến sĩ Siegel: "Apatit chứa hàm lượng nhỏ đến trung bình của uranium (U) và chì (Pb), cho phép sử dụng phương pháp địa niên học uranium – chì để xác định thời điểm khoáng vật kết tinh."

Phương pháp định tuổi uranium – chì dựa trên quá trình phân rã phóng xạ của các đồng vị uranium (^238U và ^235U) thành các đồng vị chì (^206Pb và ^207Pb). Vì chu kỳ bán rã của các đồng vị này đã được xác định chính xác, việc đo tỷ lệ giữa uranium và chì trong khoáng vật sẽ cho phép các nhà địa chất tính được tuổi của chúng.

Để thực hiện phép đo này, các nhà nghiên cứu sử dụng các thiết bị phân tích hiện đại như LA-ICP-MS (Laser Ablation Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry – phổ khối plasma cảm ứng kết hợp bào mòn bằng laser), cho phép xác định chính xác hàm lượng các nguyên tố vi lượng.

Tiến sĩ Siegel đã áp dụng phương pháp này để nghiên cứu apatit trong các mỏ sulfua niken magma tại khu vực Eastern Goldfields (bang Tây Australia). Kết quả cho thấy các mỏ này được hình thành cách đây khoảng 2,4 tỷ năm.

Gần đây, bà tiếp tục nghiên cứu apatit trong các mạch thạch anh chứa vàng tại các mỏ vàng bang Victoria. Các tinh thể apatit ở đây trẻ hơn đáng kể, được hình thành trong các quá trình thủy nhiệt diễn ra cách nay khoảng 160–390 triệu năm.

Công cụ hỗ trợ tìm kiếm khoáng sản quan trọng

Australia là một trong những khu vực có lịch sử địa chất lâu đời nhất trên Trái Đất, với một số phần của lục địa có tuổi trên 4,4 tỷ năm. Quốc gia này cũng sở hữu nguồn tài nguyên khoáng sản phong phú như vàng, niken, quặng sắt, đất hiếm và nhiều loại khoáng sản chiến lược khác.

Theo Tiến sĩ Siegel: "Apatit giúp chúng tôi hiểu rõ đặc điểm và thời điểm diễn ra các hoạt động thủy nhiệt cũng như các quá trình tạo khoáng."

Bà cho biết những thông tin này đóng vai trò quan trọng trong việc tìm kiếm các mỏ khoáng sản chiến lược mà nền kinh tế hiện đại đang phụ thuộc.

Nguồn: CSIRO (Tổ chức Nghiên cứu Khoa học và Công nghiệp Khối Thịnh vượng chung Australia)