Microanalytical investigation of Iron Oxide-Apatite deposits
- Reference number
- ID23-0038
- Project leader
- Bauer, Tobias
- Start and end dates
- 240101-281231
- Amount granted
- 2 500 000 SEK
- Administrative organization
- Luleå University of Technology
- Research area
- Other
Summary
Iron oxide-apatite (IOA) deposits, also known as Kiruna-type deposits, are an ambiguous type of iron ore deposit that contain economic quantities of iron and potentially economic amounts of phosphorus, gypsum, and rare earth elements (REE). However, the genesis of IOA deposits is not well understood, and further research is needed to improve the understanding of these deposits to optimise future exploitation and exploration efforts. The longest standing debate in ore geology concerns the formation of IOA deposits with several competing formation models. The aim of the proposed PhD project is to improve the understanding of IOA deposit formation and improve exploration by utilising cutting edge micro-beam and micro-textural analytical approaches. The project will be conducted over a five-year time span and will be supervised by leading researchers in the field, namely Professors Tobias Bauer (main supervisor) at Luleå University of Technology and by Valentin Troll (co-supervisor) at Uppsala University, as well as mineral exploration industry expert Ian Cope (industry supervisor) at LKAB. The objective of this PhD project is to investigate magnetite, the main constituents of IOA deposits, using a combination of electron backscatter diffraction, electron probe micro-analyser and laser ablation induced coupled plasma mass spectrometry for major and trace element geochemistry and spatially resolved stable isotopes through micro-drilling and secondary ion mass spectrometry.
Popular science description
Apatit-järnmalmsfyndigheter (eng. IOA), även kända som Kiruna-typ fyndigheter, är en otydlig typ av järnmalmfyndighet som innehåller ekonomiska mängder järn och potentiellt ekonomiska mängder fosfor, gips och sällsynta jordartsmetaller (eng. REE). Dessa fyndigheter är avgörande för europeisk stålproduktion och har potentialen att tillhandahålla en stor del av den europeiska efterfrågan på gödselmedel och sällsynta jordartsmetaller. Bildningen av IOA-fyndigheter är den längsta pågående debatten inom malmgeologi och flera konkurrerande bildningsmodeller har historiskt existerat. Ytterligare forskning behövs för att förbättra förståelsen av dessa fyndigheter och optimera framtida prospektering- och utvinnings-insatser eftersom förståelsen för de malmbildande processerna och malmbildningsmiljö är viktig vid planering av prospekteringsprogram. Syftet med det föreslagna doktorandprojektet är att förbättra förståelsen av bildningen av IOA-fyndigheter och förbättra LKAB:s prospekteringsprotokoll genom att använda banbrytande mikrostrukturella- och mikrotexturella-analytiska metoder för att analysera magnetitkristaller i mycket liten skala. Projektet kommer att genomföras under en femårsperiod och handledas av ledande forskare inom området. Målet med detta doktorandprojekt är att undersöka magnetit, huvudbeståndsdelarna i IOA-fyndigheter, genom att kombinera analysmetoder som elektronåterkastningsdiffraktion, elektronson-mikroanalys och laserablation-inducerad kopplad plasmamasspektrometri för geo-kemi av huvud- och spårelement samt rumsligt avgränsade stabila isotoper genom högprecisionsmikroborrning och sekundärjonmasspektrometri. De specifika målen för denna studie är följande: 1. Att använda magnetit-kemi för huvud- och spårelement för att förstå episoder av magnetitkristalltillväxt under bildningen av IOA-fyndigheter och för att karakterisera möjliga källor till dessa fyndigheter. 2. Att använda elektronåterkastningsdiffraktion för att analysera mikrostruktur, mikrotextur, och kristallografisk orientering hos magnetitprover för att karakterisera bildningskinetik och bildningsmiljö för de undersökta IOA-fyndigheterna. 3. Att använda isotopanalyser för att undersöka IOA-fyndigheter och ultramafiska-intermediära magmatiska komplex i Norrbotten för att fastställa de ursprungliga källorna för dessa ekonomiskt viktiga fyndigheter.