این فایل در قالب ورد و قابل ویرایش در 130 صفحه می باشد.
فهرست
مقدمه ۱
تاثیر عناصر کمیاب خاکی ۵
تاثیر بر بدن انسان: ۵
تاثیر در محیط زیست: ۵
۱-۲ رفتار زمین شناسی عناصر خاکی کمیاب ۷
۱-۳ فراوانی پوسته ای ۱۷
رفتار زمین شناسی : سیستمهای ماگمایی ۲۶
رفتار زمین شناسی : سیستم آبگین ۳۱
کانی های عناصر خاکی کمیاب: ۳۹
سایر مشخصات: ۴۲
خواص شیمیایی: ۴۲
مشخصات میکروسکوپی: ۴۸
زیر کن (Zircon) ۵۱
آلانیتAllanite ۵۱
آپاتیت : ۵۲
رده بندی کانیهای عناصر نادر خاکی ۵۳
مکان B در بوربانکیت ۵۹
تصویر ساختاری بلور مونازیت سدیم دار که مثلثها و دایره های باز به ترتیب نشانة یونهای فسفات و عناصر خاکی کمیاب هستند ساختار بلور کانی باستنازیت ۶۳
(زیمانکی و اسکات۱۹۸۲) و داوید یست لانتایم دار ۶۶
تشکیل کمپلکس عناصر کمیاب خاکی ۶۹
تشکیل کانیهای خاکهای کمیاب ۷۱
اختلاط سیال ۷۴
بر هم کنش سیالات و سنگ میزبان ۷۵
تبلور کانیهای باطله ۷۵
دگرسانی کانیهای خاکهای کمیاب گرمابی ۷۷
نقش کانیهای خاکی در کانسار طلا ۸۲
ب- کانسارهای آبرفتی : ۸۲
عناصر خاکی کمیاب در کربناتیتها : ۸۴
سنتز باستنازیت و محدود پایداری ۸۸
در شکل بالا فازهای شناخته شده قابل توجه در سیستم ۹۱
در سیستم چهارتابی ۹۳
تشکیل کانیهای عناصر خاکی کمیاب در سیستمهای گرمابی ۹۷
کانیهای عناصر خاکی کمیاب با منشا گرمابی ۹۸
عناصر خاکی کمیاب در سیالات گرمابی ۱۰۲
روشهای تجزیه کانیهای خاکهای کمیاب ۱۰۳
روشهای تجزیه ۱۰۵
روشهای ریز تجزیه ای ۱۰۶
باستنازیت : ۱۱۲
عناصر خاکی کمیاب و کانیهای میزبان آنها در کربناتیتها ۱۱۴
مونازیت سریم دار در سنگهای کوارتزی ۱۱۵
مونازیت در سیلیکاتهای کاتالائو برزیل: ۱۱۵
سین شیزیت نئودییم دار: ۱۱۶
باستنازیت سریم دار: ۱۱۶
باستنازیت لانتان دار: ۱۱۷
مونازیت نئودیسم دار : ۱۱۷
مونازیت لانتان دار: ۱۱۷
کانیهای خاکهای کمیاب در چین : ۱۱۸
مهمترین کشورهای تولید کننده عناصر نادر خاکی : ۱۱۹
عناصر نادر خاکی در ایران : ۱۲۰
عملیات اکتشافی انجام شده : ۱۲۱
حفر پنج متر چاهک ۱۲۲
عناصر نادر خاکی در بافق ۱۲۴
نتیجه گیری ۱۲۶
فهرست منابع و مأخذ : ۱۲۸
فهرست منابع و مأخذ :
۱- کانیهای خاکهای کمیاب ، مؤلف : آدریان پی . جوئز،فرانسیس وال ، سی. تری ولیلیامز . ترجمه عبدالمجید یعقوب پور .
۲- کانی شناسی غیر سیلیکاتها تالیف دکتر سید محمد حسین رضوی انتشارات دانشگاه تربیت معلم .
۳- سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی .
۴- مجلة علوم زمین سازمان زمین شناسی انتشار(زمشتان ۷۰ سال اول – شمارة ۲ )
مقدمه
عناصر گروه خاک های نادر (Rear Earth) که لاتین آن (Terra Rarae) است و به طور اختصاری R.E یا Tr نامیده می شوند، به دلیل عنصر لانتانتیم
(La ) به عنوان سر گروه به لانتانیدها ( Lanthanides) نیز معروفند و در ردیف ششم جدول تناوبی عناصر واقع شده اند . اعداد اتمی ۵۷ تا ۷۱ دارند و عبارتند از:
که در آرایش الکترونی آن ها یک الکترون در اوربیتال ۵d موجود است و اوربیتال ۴f از عنصر سریم (Ce) به بعد به ترتیب کامل و اشغال می شود.
عناصر این گروه ، با وجود اهمیت فراوان و استفاده بی شمار صنعتی ، به دلیل گرانی در بازار و فراوانی ناچیز، کم تر مورد توجه قرار گرفته اند. از بین این عناصر، تنها عناصر پرومیتم (Prometium pm) به صورت مصنوعی ساخته شده است . عنصر ایتریوم Y ( Yttrium) با عدد اتمی ۳۹ عنصر دیگری است که معمولا با عناصر خاک های نادر ذکر می شود ، هر چند که در جدول تناوبی عناصر جای مشخصی در بین این سری از عناصر ندارد، ولی به دلیل شباهت های زیادی در خواص شیمیایی و ژنو شیمیایی، همواره همراه با این گروه نامبرده می شود.
گروه خاک های نادر به دو گروه تقسیم می شوند: زیر گروه سریم ، شامل عناصر(sm،Eu ،Gd، La، Ce، Pr، Nd،) که به صورت Trce نشان داده می شوند:و زیر گروه ایتریوم ، که شامل عناصر (Tu، Er، Ho، Dy، Tb، Lu، Yb و به TRy مشخص می گردند ، با اینکه معمولا خود عنصر ایترتیوم Y شامل این زیر گروه نمی شود. در تقسیمات ژئو شیمیایی این گروه را به سه زیر گروه تقسیم کرده اند( ۱۹۷۴،۱۹۶۹،D.Mineyer)
-زیر گروه لانتانیوم ، شامل عناصر La، Ce، Nd که اختصار آن ( La، Nd) 4 است.
- زیر گروه ایتریوم شامل عناصر Ho، Dy، Tb، Gd، Eu، Sm که اختصاری آن ( sm- Ho) 4 است.
- زیر گروه اسکاندیوم شامل عناصر Er، Tm، Yb، La که اختصاری آن ( Er-Lu) 4 است.
یکی دیگر از عناصری که به عنوان کانی همراه در اکثر کانی های این گروه موجود است و به عنوان محصول فرعی از تصفیه سنگ معدن کمپلکس خاک های نادر به دست می آید، عنصر توریم Th( Thorium) با عدد اتمی ۹۰ است. این عنصر جزو عناصر آکتنید است ، و از این نظر اهمیت دارد. همراهیش با این گروه از عناصر درانی های مختلف از جمله مونازیت بفرمول کلی ۴o( p، Si) (ce، La، Th) که در صورت همراه داشتن اورانیوم
(u) برای تعیین سن مطلق سنگ ها از طریق تجزیه ایزوتوپی نیز به کار می رود موجب شده که همراه با این گروه از عناصر و با یک متد آنالیزه اندازه گیری شود. به طور کلی ، معروف ترین نهشته های این گروه از عناصر تا کنون بدین صورت بدست آمده اند:
۱- magmatic
2- Feldspathic Metasomatites
3- Skarn
4- Carbonatites
5- Hydrothermal Plutonogenic
6- Placers
7- Sedimentary deposits
در ایران گروه ، عناصر خاکی نادر برای نخستین بار با روش ( سپکتروگرافی مورد بررسی قرار گرفت و اکثر عناصر گروه نیز در این بررسی اندازه گیری گزارش آن نیز تهیه شد( صالح آبادی – آذریان ، ۱۳۶۱) ولی به دلیل فراوانی بسیار کم این سه عنصر اخیر، خطوط طیفی آن ها غیر قابل بررسی و بود. البته تداخل و مزاحمت های خطوط منتشره از دیگر عناصر این گروه نیز مانع از مطالعه بررسی خطوط طیفی عناصر مورد بحث کنونی ما می شد. از طرف دیگر ترکیب اصلی ( Matrix یا Base) قبلی نیز، که سیلیکات بود، زمینه خوبی در مرحله تحریک در منبع اصلی انرژی جهت دست یابی به خطوط این عناصر نداشت، و این مسئله اخیر باعث شد تا برسی و مطالعه کنونی با تغییر ترکیب اصلی از سیلیکات به فسفات و کربنات ، و تغییرات کلی دیگری در شرایط کار در مراحل مختلف انجام گیرد و با مطالعات زیاد و مقایسه حالات و خطوط مختلف طبیعی به نتایج خوبی برسیم و سرانجام منحنی استاندارد این عناصر بسیار خوب و قابل قبولی رسم شود و مورد استفاده قرار گیرد. در ضمن عناصر نادر خاکی را با علامت اختصاری ( REE) نشان می دهند .
تاثیر عناصر کمیاب خاکی
تاثیر بر بدن انسان:
عناصر کمیاب خاکی در وسایل خانه مانند تلویزیون رنگی ، لامپهای رنگی ، لامپهای فلورسنت ، لامپهای ذخیره انرژی و شیشه به کار می رود و کاربرد این عناصر در حال افزایش است.
وجود این عناصر در محیط کار خطرناک است زیرا گاز آن با مواد استنشاق می شود و باعث انسداد ریه می شود به ویژه اگر برای مدت طولانی مورد استنشاق قرار گیرد و همچنین اکثر آن ها باعث ایجاد سرطان در انسان می‌شود و استنشاق آن احتمال بروز سرطان را افزایش می دهد در نهایت وقتی در بدن انسان تجمع یابد برای کبد خطرناک است از طرفی اکثر این فلزات سمی می باشند که از طریق پوست بدن جذب می گردد که باعث مسمویت و در نتیجه باعث مرگ می شود.
تاثیر در محیط زیست:
فلزات کمیاب خاکی به طریق مختلف و عمدتا در اثر صنایع تولید کننده نفت در محیط پراکنده می شوند به علاوه وقتی لوازم منزل دور ریخته می شوند این عناصر وارد محیط زیست می شوند به تدریج در خاک تجمع می یابند و در نهایت غلظت آن دربدن انسان و جانوران و ذرات خاک افزایش می یابد.
در جانوران آبزی عناصر نادر خاکی باعث آسیب غشای سلولی می شود که روی تولید مثل و عملکرد سیستم عصبی اثر منفی دارد.
رفتار زمین شیمیایی عناصر خاکی کمیاب موضوع مطالعات وسیعی در دهه های گذشته بوده است . علت این امر بر جالب بودن این عناصر سودمندی آن ها در پاسخگویی به مسایل گوناگون سنگ شناختی و کانی شناختی است . توزیع این عنصرها در سیستمهای آذرین ، به ویژه در مطالعات سنگ زادی مناسب است .
کمپلکس سازی این عنصرها در محیطهای مایع می تواند برای درک بهتر نسبت اجزای آنیونی سازنده به کار رفته رفتار اکسایش – کاهش آنها می تواند در تشخیص حدود فعالیت اکسیژن در یک سیستم کمک کند. نا متحرک بودن نسبی این عنصرها در طول انواع خاصی از دگرگونیهای سنگ ها ، وسیله مناسبی برای تعیین طبیعت یا ماهیت سنگ اولیه است . افزون بر این به دلیل خصوصیات فیزیکی و شیمیایی ویژه برخی از ترکیبهای عناصر خاکی کمیاب ، بسیاری از آنها از اهمیت اقتصادی قابل توجهی برخوردارند.
۱-۲ رفتار زمین شناسی عناصر خاکی کمیاب
عناصر خاکی کمیاب(REE) ، گروه پیوسته ای از عناصر مختلف ، با رفتارهای شیمیایی بسیار مشابه است. تفاوت این عنصرها در بسیاری موارد، برای ایجاد علاقه کافی بوده و به ویژه به صورتی یکنواخت و سیستماتیک تابعی از عدد اتمی آنهاست.
عناصر خاکی کمیاب بسیار الکتروپوزیتیو بوده و ترکیبهای ؟آنها، معمولا به صورت یونی است. این ترکیبها از نظر کانی شناسی شامل اکسیدها، هالیدها، کربنات ها ، فسفات ها و سیلیکاتها همراه با شماری از ترکیبها مانند بوراتها ،آرسناتهاو غیره بوده اما به صورت سولفید وجود ندارند. شعاع یونی این عناصر نسبتا بزرگ است لذا واکنشهای جانشینی این عناصر با کاتیونهای بزرگی مانند کلسیم و استرونسیم ، حتی اگر موازنه بار الکتریکی اضافی مورد لزوم باشد انجام می گیرد . رایجترین حالت اکسایش این عنصرها حالت سه ظرفیتی است اما عنصر اروپیم با ظرفیت +۲ و سریم با ظرفیت +۴ نیز در این گروه قرار دارند. نسبت حالتهای مختلف اکسایشی اروپیم و سریم در هر سیستم تابع دما، فشار ، ترکیب و شرایط اکسایش – کاهش است . اثر این عوامل هنوز به خوبی شناخته نشده و از این نظر با توجه به کاربرد بالقوه آن در مطالعات مربوط به زایش کانی و سنگ ، برای کانی شناسان متاثر کننده است .
آرایش الکترونی اطراف هسته REE مختلف، عامل تعیین کننده خواص این عنصرهاست . پیکربندی الکترونی ( جدول صفحة بعد ) عنصرهای خاکی کمیاب La تا Lu ، شامل پر شدن منظم لایه الکترونی ۴f ( در حالی که لایه خارجی ۵d خالی می ماند)
شعاع یونهای سه ظرفیتی عناصر خاکی کمیاب (نشانه ) و در مقابل عدد اتمی
از سریم تا ایتریوم است ، به استثنای گادولینیم که یک الکترون در لایه ۵d دارد. لانتانیم و لوتسیم نیز یک الکترون در لایه ۵d دارند. این عنصرها در حالت اکسیدی ، هیچ الکترونی در لایه ۵d ندارند و هر گونه تغییری در تعداد الکترونها ، در تراز ۴f آنها منعکس می شود. این واقعیت در مورد عنصرهای خاکی کمیاب مختلف صادق است که هر گونه تغییری در پیکر بندی الکترونی خاکهای کمیاب غالبا به لایه های درونی محدود می شود تا به لایه های بیرونی و همین امر، رفتار زمین شناسی منسجمی را برای این عناصر بوجود آورده است . به همین سبب تغییرات شعاع یونی عناصر خاکی کمیاب ، تغییری یکنواخت را با عدد اتمی ، برای همه حالتهای اکسایشی نشان می دهد( شکل ۱-۱) . پیکر بندی الکترونی ایتریم به صورت یون سه ظرفیتی مثبت ، شبیه گاز کریپتون است و همین امر به آن پایداری ویژه ای را می دهد ، اما شعاع یونی آن نزدیک به است . همچنین شعاع هر یون ، تابعی از اندازه و بنابراین ، عدد همارایی مکانی است که یون در یک کانی پر می کند . به طور کلی هر یون ، تابعی از اندازه و بنابراین ، عدد همارایی مکانی است که یون در یک کانی پر می کند . به طور کلی هر چه عدد همارایی بزرگتر باشد ، شعاع یونی یون اشغال کنندة خاص بزگتر است . شعاع یونی برای حالتهای اکسایشی رایج همان طور که شانون [۱] (۱۹۷۶) گردآوری کرده ، در جدول ۱-۲ برا اعداد همارایی مختلف آورده شده است . همچنین شعاع یونی ، تابعی از ظرفیت یونی است (جدول ذیل ) .
با ملاحظه اندازه REE سه ظرفیتی در هماوایی درجه شش ، مشخص شده است که تنها معدودی از یونهای دیگر با این همارایی ، اندازه هایی بین بزرگترین آنها یعنی (۱۰/۳۲nm) و کوچکترین آنها یعنی (۸/۶nm) را دارند. این عناصر عبارت اند از (۱۰/۲ nm) ، (۱۰/۰۰nm) ، و (۹/۰nm) . از نمونه یونهای بزرگتر از La می توان (۱۱/۸) و(۵/۱۳) و از یونهای کوچکتر از لوتسیم می توان (۲/۷) ، (۱/۷) را نام برد.
هر گونه رفتار زمین شناسی که به طور مشخص به شعاع یونی REE موثر است . شرکت پذیری معمولا تابع یکنواختی از عدد اتمی است . به این ترتیب که ضریب شرکت پذیری یک عنصر خاکی کمیاب را در صورتی که عدد اتمی عنصرهای مجاور و حالت اکسایش آنها معلوم باشد می توان تخمین زد.
اگر چه تغییرات شعاع یونی با عدد اتمی یکنواخت است، اما مقدار این تغیر ، به اندازه کافی برای استفاده غیر مستقیم در کانی شناسی و زمین شیمی بزرگ می باشد . برای مثال ، رفتار توزیع REE برای دوکانی ، با مکانهای همارایی مختلف کاتیونی متفاوت است. این مورد برای دو کانی زیر کن و فلدسپار
پلاژکلاز در شکل بالا نشان داده شده است . از چنین رفتار متفاوتی می توان در مدل زایش سنگ یا کانی استفاده کرد.
همچنین تغییرات رفتار ناشی از اختلاف در حالت اکسایش ، کاربرد مهمی دارد . شواهد مهم برای وجود حالتهای اکسایش REE ، بجز حالت +۳ ، تنها در مورد ( شرایط کاهنده نسبی ) و ( شرایط اکسنده نسبی) وجود دارد. اندازه این دو یون از یونهای +۳ معادل آنها ، به این ، به اندازه کافی متفاوت شکا بالا رابطه بین شعاع یونی و ضریب توزیع یونهای عناصر خاکی کمیاب بین زیر کن و پلاژیوکلاز و مذابهای همراه با آنها . زیر کن با نماد از ناگازوا (۱۹۷۰) و پلاژیکلاز با نماد از نش و کراکرافت(۱۹۸۵)
فلدسپار پلاژکلاز در شکل ۱-۲ نشان داده شده است . از چنین رفتار متفاوتی می توان در مدل زایش سنگ یا کانی استفاده کرد.
همچنین تغییرات رفتار ناشی از اختلاف در حالت اکسایش، کاربرد مهمی دارد . شواهد مهم برای وجود حالتهای اکسایش REE ، بجز حالت +۳ ، تنها در مورد ( شرایط کاهنده نسبی) و ( شرایط اکسنده نسبی) وجود دارد . اندازه این دو یون از یونهای +۳ معادل آنها، به اندازه کافی متفاوت هست که اثری مشخص بر رفتار زمین شیمیایی آنها داشته باشد. به این ترتیب از عنصرهای خاکی کمیاب می توان برای به دست آوردن شرایط نسبی اکسایش- کاهش در بعضی از سیستمهای کانی یا سنگ استفاده کرد.
از آنجا که موقعیت REE در ساختار کانیها ، به اندازه و بار یونی بستگی دارد، لذا تعیین ماهیت مواضع همارایی با روشهای طیف سنجی سودمند خواهد بود . متاسفانه خواص طیفی REE ، با محیط اطراف یون زیاد متاثر نمی شود ، زیرا الکترونهای لایه ۴f تعیین کننده رفتار یونها هستند، در اوربیتالهایی قرار گرفته اند که کاملا به وسیله لایه های بیرونی
پوشیده شده اند. بنابر این استفاده از طیفهای الکترونی در تشخیص عدد همارایی خاکهای کمیاب خاص محدود است. به همین دلیل ترکیبهای REE، معمولا همرنگ یونهای آبگین آنهاست . کمپلکسهای حاوی REE خاص دارای خاصیت فسفرسانس هستند مانند فسفر قرمز و فسفر سبز بسیاری از این فسفرها برای مثال در صنایع تولید تلویزیون و صفحه دید رایانه ها کاربرد دارند.
طیف سنجی موس بوئر ۱ که جزئیات حالتهای اکسایش محیط ساختاری عناصر خاص را در اختیار قرار می دهد در مورد REE ، به علت نامناسب بودن هسته آنها برای این تکنیک کاربرد ندارد. در هر حال، در مطالعات حالت اکسایش Eu به کار برده شده است ( برای مثال اصلانی ثمین [۲] و همکاران۱۹۸۷) . از طیف سنجی جذب پرتوایکس گسترش یافته ساختارهای ظریف
(EXAFS) ، می توان برای تعیین همارایی کاتیونی این عناصر استفاده کرد. این روش در مطالعه کانیهای مصنوعی حاوی REE، تا حدی موفق بوده است ( مانند کرسی و استیل [۳]۱۹۸۸) . اما در مورد نمونه های طبیعی پوشش طیفی ناشی از حضور برخی REE ، مختلف محدودیت شدیدی را برای کاربرد این روش پدید می آورد.
روش کاتودولومینسانس( مارشال[۴]۱۹۸۸) در مطالعه REE، استفاده محدودی دارد، زیرا طیف نشری REE سه ظرقیتی ، به علت اثر حفاظتی لایه الکترونی ۴f ، اطلاعاتی در مورد محیطهای یونی نمی دهد. به هر حال این روش ، برای مسائل کانی شناسی که در آن REE کم مقدار است کاربرد دارد، زیرا در این موارد، عناصر نامبرده به عنوان فعال کننده کاتودولومینسانس
(CL) عمل می کنند. در این حالت چناچه تمرکز خاکهای کمیاب تغییر کند، مثلا در آپاتیت اولیه و ثانویه ، ممکن است مراحل رشد بلور قابل مشاهده باشد. در اینجا باید کاملا دقت شود ، زیرا علاوه بر REE، یونهای متعددی(مانند)می توانند فعال کننده کاتودولومینسانس باشند.
۱-۳ فراوانی پوسته ای
فراوانی برخی از REE، در پوسته قاره ای زمین ، بسیار پایین است اما مقدار آنها از کمیاب ترین عناصر مانند طلا، جیوه و ایندیم کمتر نیست . فراوانی هفت عنصر خاکی کمیاب قابل مقایسه با عناصری است که اهمیت اقتصادی دارند( بین یک تا ۱۰ میکروگرم در گرم ) مانند تنگستن ، قلع ، آرسنیک و برم که اغلب در زمره عناصر خیلی کمیاب به شمار نمی آیند. چهار عنصر خاکی کمیاب، فراوانی بین ۱۵ تا ۱۰۰ میکروگرم در گرم دارند که همانند عناصری مانند مس ، کبالت ، روبیدیم و روی می باشند. در میان همه عنصرهای خاکی کمیاب، عنصر سریم (Ce) با تمرکزی در حدود ۳۰ میکروگرم در گرم ، فراوانترین عنصر خاکی کمیاب در پوسته است.
در سالهای اخیر برای ترکیب پوسته زمین و بخشهای بالایی و پایینی آن برآوردهای متعددی صورت گرفته است ( مانند ویور و تارنی ۱، ۱۹۸۴ : تیلور و مک لنان ۲ ، ۱۹۸۵: شاو ۳و همکاران ، ۱۹۸۶ ، کاندی ۴۱۹۹۳: و همچنین مراجع ذکر شده در کاندی ۱۹۹۳ ) . این نویسندگان روشهای گوناگونی را برای برآورد تمرکز هر عنصر به کار گرفته اند. برای مثال فراوانی REE، برای پوسته بالایی با مدل کاندی ( که در آن نسبت سنگها بر اساس نقشه های زمین شناسی در نظر گرفته شده است) اختلافی تا حدود ۶ درصد را نشان می دهد . به هر حال ، ماهیت عمومی یا الگوی فراوانیها در یک مدل مشابه مدل دیگر است. فراوانیهای برآورد شده به وسیله نویسندگان مختلف در جدول صفحة قبل آورده شده است . این برآوردها نشان می دهد که چناچه مقایسه ای بین ترکیب میانگین هسته و گوشته زمین صورت گیرد ، بالاترین تمرکز عناصر ، در پوسته زمین خواهد بود.
۱-۳ الف) . این مراحل حاصل تولید REE در فرایندهای هسته سازی و پایداری نسبی بالتر هسته های دارای عد اتمی زوج در مقابل هسته های دارای عدد اتمی فرد است . این نمودار همچنین روند کاهش فراوانی را با عدد اتمی نشان می دهد. توجه شود که عنصر پرومتیم به علت نداشتن ایزوتوپ پایدار طبیعی یا بادوام طولانی ، عملا در پوسته حضور ندارد.
برای کمک به مطالعه زمین شناسی REE ، بهنجار کردن تمرکز هر یک REE های خاص در یک سنگ ، کانی ، سیال و غیره نسبت به برخی مواد استاندارد مرجع سودمند تشخیص داده شده است . این امر به ویژه هنگامی که از نمودار ترسیمی داده های REE ، استفاده می شود ، ضروری است ، زیرا مشکلات ممکن در مقایسه عناصر ناشی از نوسان فراوانی با عدد اتمی و نظایر آن را برطرف می کند. برای این منظور منابع متعددی در نظر گرفته شدند اما یکی از بهترین آنها برای گسترده وسیعی از مواد، منبع واکیتا ، ری و اشمیت ۱ ۱۹۷۱ که مجموعه ای از ۱۲ شاخه کندریتی را گردآوری کرده است . ( جدول ذیل) . در قسمت پایین شکل ۱-۳ ( الف) تغییرات فراوانی ، با عدد اتمی در این شخانه ها نشان داده شده است . در شکل ۱-۳ (ب) نمودار بهنجار شده فراوانی عناصر در پوسته بالایی آورده شده است . ( به این ترتیب که میانگین تمرکز هر عنصر در پوسته به تمرکز نسبی در مجموعه مرجع تقسم شده است)
مجموعه های دیگر مقادیر بهنجار شده کنریتها به صورت پیشنهادی است . برای مثال ، در حالی که اونسن ، هامیلتون و اونیونز ۱ ) ۱۹۸۷) میانگین های خوبی را برای برخی انواع کندریتها ارائه داده اند اما دارای مقادیری است که در حدود ۲۵ درصد کمتر از مقادیر ارائه شده به وسیله واکیتا ، ری و اشمیت (۱۹۷۱) بود. بنابر این نمودار بهنجار شده کندریتی آنها مقدار نسبی بالاتری را نشان می داد . داده های واکیتا ، ری و اشمیت امروزه به طور وسیعی به کار می رود و از آنجا که هدف بیشتر نمودارها مقایسه آنها با نمودارهای دیگر است ، پیشنهاد می شود که استفاده از آنها همچنان ادامه پیدا کند. در مورد رسوبات و برخی اوقات کانیهای رسوبی ، تجربه ، استفاده از تمرکز REE، در یک رسوب میانگین به عنوان مقادیر بهنجار شده را نشان می دهد. نمونه معمولی که مورد استفاده قرار گرفته ترکیب شیلهای آمریکای شمالی (NASC) است که در جدول ۱-۴ آورده شده است . نمودارهای بهنجار شده کندریتی برای ترکیب پوسته زمین با برآوردی که به وسیله نویسندگان دیگر انجام گرفته ، در شکل ۱-۴ آورده شده است . مطالعه این الگوها و الگوهای مربوط به برخی رسوبالت، امکان نتیجه گیری زیرا را در مورد فراوانی REE، فراهم می کند:
v فراوانی بهنجار شده کندریتی برای REE با جرم اتمی نسبتا کمتر مانند La. Sm ( که اغلب به REE سبک معروفند) بیش از آنهایی است که جرم اتمی بیشتری دارند Gd تا Lu (REE سنگین ):
v شیلهای تپیک ، معروف ترکیب پوسته رخنمون شده هستند:
v عنصر اروپیم در مقایسه با عناصر خاکی کمیاب مجاور رسم شده در نمودار بهنجار شده کندریتی ،در پوسته بالایی فقیر شده است:
v پوسته بالایی ، عناصر خاکی کمیاب بیشتری نسبت به پوسته زیرین دارد.
عناصر خاکی کمیاب ، در بسیاری از انواع سنگهای آذرین، رسوبی و دگرگونی تنها به صورت عناصر کم مقدار وجود دارند. در این سنگها ، عناصر خاکی کمیاب بیشتر در چندین کانی سنگ ساز مانند تیتانیت، آپاتیت ، زیر کن ، اپیدوت ، گارنت و رسها متمرکز می شوند. این عناصر اغلب در بسیاری از کربناتیتها و برخی پگماتیتهای گرانیتی و سینیتی به فراوان یافت می شوند و این نوع سنگها معمولا دارای کانیهای متفاوتی از عناصر خاکی کمیاب هستند. بسیاری از کیمبرلیتها و همچنین برخی از لامپروفیرها، گرانیتها، اسکارنها، و ذخایر متاسوماتیک دیگر ، می توانند چندین هزار قسمت در میلیون عناصر خاکی کمیاب داشته باشند. کانیهای عناصر خاکی کمیاب ، گاه در سنگهای رسوبی به صورت فاز تخریبی ( مانند اکسید، برنریت یا فسفاتها ، مونازیت و رسوبی حاوی عناصر خاکی کمیاب در بایان اوبو ۱، چین ، که یکی از بزرگترین ذخایر عناصر خاکی کمیاب در جهان به شمار می رود. از ذخایر دیگر می توان کربناتیت مانتین پس۲ ، کالیفرنیا ایلات متحده و ذخایر پلاسر مونازیت در استرالیا را نام برد . برای اطلاع از فراوانی عناصر خاکی کمیاب در سنگهای مختلف، می توان به فصلهای کتاب هندرسن (۱۹۸۴ الف ) مراجعه کرد.
پروژه بررسی کانیهای در بردارنده عناصر نادر خاکی شامل مونازیت ، باستنازیت و زینوتایم و کاربرد آن در ایران