Một nghiên cứu mới của các nhà khoa học Trung Quốc đã làm sáng tỏ quá trình hình thành và tích tụ đất hiếm tại mỏ Kizilcaoren của Thổ Nhĩ Kỳ. Tuy nhiên, dù có ý nghĩa về mặt địa chất, mỏ này khó sớm trở thành nguồn cung thay thế đáng kể cho những nhà sản xuất đất hiếm hàng đầu thế giới, đặc biệt là Trung Quốc.
Giải mã quá trình hình thành mỏ đất hiếm
Các nhà nghiên cứu Trung Quốc vừa tái dựng quá trình tiến hóa địa chất phức tạp của mỏ Kizilcaoren tại Thổ Nhĩ Kỳ, qua đó cung cấp những hiểu biết mới về mỏ đất hiếm lớn nhất được biết đến tại quốc gia này. Tuy nhiên, kết quả nghiên cứu cũng làm giảm kỳ vọng về tiềm năng thương mại của mỏ.
Dù làm sáng tỏ cơ chế tích tụ các nguyên tố đất hiếm trong những thành tạo địa chất liên quan đến carbonatit, nhóm nghiên cứu nhận định Kizilcaoren khó có thể sớm trở thành đối trọng lớn trên thị trường toàn cầu, nơi các nhà sản xuất hiện hữu vẫn giữ vai trò chủ đạo.
Giáo sư Dương Tiểu Dũng (Yang Xiaoyong), nhà khoa học đứng đầu nghiên cứu, cho biết quy mô khoáng hóa tại đây còn nhỏ và “vẫn còn cách rất xa quy mô lớn của các mỏ đất hiếm”.
Những phát hiện này cho thấy các quốc gia muốn đa dạng hóa nguồn cung khoáng sản thiết yếu phải đối mặt với những rào cản đáng kể, cả về địa chất lẫn kinh tế.
“Cho đến nay, chưa có bằng chứng cho thấy Thổ Nhĩ Kỳ hay các quốc gia khác ở Trung Đông sở hữu những mỏ đất hiếm có trữ lượng đáng kể”, ông Dương, giáo sư tại Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc và Đại học Địa chất Hà Bắc, trả lời phỏng vấn SCMP.
“Trên phạm vi toàn cầu, tài nguyên đất hiếm chủ yếu tập trung ở Trung Quốc, Greenland, Australia, Canada và Đông Nam Á”, ông nói thêm.
Nghiên cứu được bình duyệt và đăng trực tuyến trên tạp chí Acta Geologica Sinica ngày 9/10. Đồng tác giả là Nhậm Di Tố (Ren Yisu) thuộc Đại học Mỏ và Công nghệ Trung Quốc, cùng các nhà nghiên cứu đến từ Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc, Đại học Địa chất Hà Bắc, Đại học Istanbul-Cerrahpaşa, Viện Năng lượng Sơn Tây và Trung tâm Tây An thuộc Cục Khảo sát Địa chất Trung Quốc.
Để tái dựng quá trình hình thành mỏ, nhóm nghiên cứu tổng hợp dữ liệu địa hóa toàn đá, phân tích khoáng vật học, đo hàm lượng các nguyên tố vi lượng trong fluorit và khảo sát đồng vị stronti. Qua đó, các nhà khoa học lần theo lịch sử địa chất của khu vực, từ giai đoạn magma ban đầu xâm nhập vào đá xung quanh cho đến quá trình khoáng hóa thủy nhiệt diễn ra sau đó.
Nhóm nghiên cứu xác định quá trình hình thành mỏ trải qua ba giai đoạn.
Đầu tiên, magma carbonatit xâm nhập vào các loại đá xung quanh, tạo điều kiện ban đầu cho quá trình khoáng hóa.
Tiếp đó, sự tiến hóa của magma dẫn đến hiện tượng phân tách pha lỏng, tạo ra các dung dịch thủy nhiệt giàu nguyên tố đất hiếm, flo và sunfat. Những dung dịch này vận chuyển và tập trung các kim loại trong khu vực.
Cuối cùng, nước mưa thấm vào hệ thống, làm biến đổi các loại đá chủ và thúc đẩy sự kết tủa của fluorit, barit cùng các khoáng vật đất hiếm.
Trữ lượng quặng không đồng nghĩa với tiềm năng khai thác thương mại
Tuy nhiên, giải mã được cách một mỏ khoáng sản hình thành là chuyện hoàn toàn khác với việc chứng minh mỏ đó có thể được khai thác một cách hiệu quả về kinh tế.
Một ước tính trước đây được trích dẫn trong nghiên cứu cho rằng Kizilcaoren có khoảng 4,67 triệu tấn quặng đất hiếm, với hàm lượng trung bình 2,78%. Điểm quan trọng là con số này phản ánh tổng khối lượng quặng thô, chứ không phải lượng oxit đất hiếm thu được sau chế biến.
Khi đặt cạnh những mỏ đất hiếm hàng đầu thế giới, quy mô của Kizilcaoren tỏ ra khá khiêm tốn.
Giáo sư Dương cho biết Kizilcaoren thuộc cùng nhóm rộng các mỏ carbonatit có nguồn gốc magma như mỏ Maoniuping ở tỉnh Tứ Xuyên, Trung Quốc. Tuy nhiên, mỏ này khác biệt đáng kể so với mỏ Bayan Obo khổng lồ tại Khu tự trị Nội Mông.
“Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy Kizilcaoren khác với Bayan Obo, nhưng thuộc cùng nhóm với những mỏ carbonatit magma điển hình như Maoniuping”, ông Dương nói. “Quy mô khoáng hóa rất nhỏ”.
Để so sánh, Bayan Obo – mỏ đất hiếm lớn nhất thế giới – sở hữu hơn 57,4 triệu tấn tài nguyên quặng chứa đất hiếm, với hàm lượng oxit đất hiếm trung bình khoảng 6%. Trong khi đó, Maoniuping được xếp vào nhóm mỏ đất hiếm nhẹ có sản lượng khai thác lớn thứ hai thế giới.
Mặc dù sự khác biệt trong tiêu chuẩn báo cáo khiến việc so sánh trực tiếp các số liệu gặp hạn chế, những con số trên vẫn cho thấy khoảng cách rất lớn về quy mô thương mại giữa các mỏ.
Đánh giá này được đưa ra sau nhận định của nhà địa chất Lý Dương (Li Yang), thuộc Đại học Bắc Kinh và Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, vào ngày 17/8. Ông cho rằng Kizilcaoren và Bayan Obo có những đặc điểm địa chất cốt lõi tương đồng.
“Cả hai đều là carbonatit có nguồn gốc magma và các quy luật cơ bản của quá trình khoáng hóa là giống nhau”, ông Lý nhận xét.
Hai quan điểm trên không mâu thuẫn với nhau. Việc các mỏ có chung cơ chế hình thành không có nghĩa chúng sở hữu hàm lượng quặng, thành phần khoáng vật hay khả năng sinh lời giống nhau. Trong đánh giá của mình, ông Dương nhấn mạnh hơn vào quy mô khoáng hóa cụ thể của Kizilcaoren.
Trung Quốc vẫn nắm lợi thế lớn trong chuỗi cung ứng đất hiếm
Những giới hạn về địa chất của Kizilcaoren phản ánh một vấn đề rộng hơn đối với ngành đất hiếm toàn cầu: việc tìm kiếm thêm các mỏ mới chưa đủ để giúp các quốc gia nhanh chóng thoát khỏi sự phụ thuộc vào những nhà cung cấp hiện hữu.
Theo báo cáo Mineral Commodity Summaries 2026 của Cục Khảo sát Địa chất Mỹ (USGS), Trung Quốc sở hữu lượng tài nguyên đất hiếm được ước tính ở mức 44 triệu tấn trong năm 2025. Brazil đứng thứ hai với 21 triệu tấn, tiếp theo là Australia với 6,3 triệu tấn. Nga, Việt Nam, Mỹ và Greenland cũng có nguồn tài nguyên đất hiếm đáng kể.
Ngay cả tại những nơi hoạt động khai thác đã phát triển bên ngoài Trung Quốc, chẳng hạn mỏ Mountain Pass ở bang California của Mỹ và mỏ Mount Weld tại Australia, khai thác quặng vẫn chỉ là bước đầu tiên trong chuỗi cung ứng.
Quặng thô phải trải qua quá trình xử lý hóa học và phân tách để thu được từng nguyên tố đất hiếm riêng biệt, trước khi những nguyên liệu này có thể được sử dụng để sản xuất nam châm vĩnh cửu hiệu suất cao.
Đây là khâu có ý nghĩa đặc biệt quan trọng bởi nam châm đất hiếm được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp công nghệ cao. Việc sở hữu mỏ khoáng sản không tự động đồng nghĩa với khả năng kiểm soát các công đoạn chế biến và sản xuất thành phẩm có giá trị cao hơn.
Một báo cáo công bố hồi tháng 3 của Cơ quan Nghiên cứu Quốc hội Mỹ (CRS) ước tính Trung Quốc chiếm khoảng 60% hoạt động khai thác đất hiếm toàn cầu, 90% công đoạn chế biến và phân tách, cùng 94% sản lượng nam châm.
Những tỷ lệ này cho thấy lợi thế của Trung Quốc không chỉ nằm ở nguồn tài nguyên trong lòng đất mà còn ở năng lực xử lý và chuyển đổi nguyên liệu thành các sản phẩm công nghiệp thiết yếu.
Vì vậy, ngay cả khi một quốc gia phát hiện được mỏ đất hiếm mới có triển vọng, việc xây dựng một chuỗi cung ứng đủ sức cạnh tranh vẫn đòi hỏi thời gian, vốn đầu tư, công nghệ chế biến và năng lực sản xuất ở quy mô lớn.
Hàm lượng thorium đặt ra bài toán môi trường
Bên cạnh quy mô khoáng hóa và hiệu quả kinh tế, việc khai thác đất hiếm còn gặp những thách thức về kỹ thuật và môi trường.
Tại Kizilcaoren, một số mẫu được phân tích có hàm lượng thorium vượt 1.000 phần triệu (ppm). Thorium là nguyên tố phóng xạ có thể xuất hiện trong các hệ thống khoáng sản đất hiếm.
Cần lưu ý rằng con số trên chỉ phản ánh các mẫu đá được lấy để phân tích, không phải hàm lượng trung bình của toàn bộ mỏ. Dù vậy, kết quả này vẫn minh họa những rủi ro liên quan đến chất phóng xạ mà ngành khai thác đất hiếm có thể phải xử lý.
“Hầu hết các mỏ đất hiếm đều có hàm lượng các nguyên tố phóng xạ cao”, ông Dương nói. “Đôi khi, chính những nguyên tố này cũng là sản phẩm phụ có thể thu hồi”.
Tuy nhiên, ông nhấn mạnh: “Hoạt động khai thác phải trả giá bằng môi trường”.
Sự hiện diện của các nguyên tố phóng xạ có thể làm gia tăng yêu cầu về quản lý chất thải, kiểm soát mức độ phơi nhiễm và bảo đảm an toàn trong quá trình khai thác, chế biến. Điều này có thể làm tăng chi phí đầu tư, vận hành và xử lý môi trường, từ đó ảnh hưởng đến hiệu quả kinh tế của dự án.
Do đó, đánh giá tiềm năng của một mỏ đất hiếm không thể chỉ dựa vào khối lượng quặng hoặc hàm lượng nguyên tố có giá trị. Khả năng thu hồi, công nghệ xử lý, chi phí sản xuất và các nghĩa vụ môi trường cũng là những yếu tố quyết định liệu tài nguyên đó có thể chuyển thành nguồn cung thương mại hay không.
Một nghiên cứu học thuật chưa thể thay đổi chuỗi cung ứng
Giáo sư Dương nhấn mạnh nghiên cứu về Kizilcaoren thuần túy mang tính học thuật, không phải một dự án vận hành nhằm phát triển tài nguyên của Thổ Nhĩ Kỳ hay tái cấu trúc các dòng chảy thương mại toàn cầu.
“Khoa học không có biên giới”, ông nói. “Đây là nghiên cứu hợp tác và hoạt động khám phá tự do”.
Ông cũng cảnh báo không nên xem những phát hiện học thuật như giải pháp thương mại có thể triển khai ngay lập tức.
“Một bài báo khoa học đơn lẻ không thể thay đổi chuỗi cung ứng”, ông nói thêm.
Nhận định này phản ánh khoảng cách giữa việc hiểu rõ hơn về một mỏ khoáng sản và việc biến mỏ đó thành nguồn cung có ý nghĩa đối với thị trường thế giới. Nghiên cứu địa chất có thể giúp xác định cơ chế hình thành, phân bố và tích tụ đất hiếm, nhưng để đi đến khai thác thương mại, cần thêm các bước đánh giá trữ lượng, nghiên cứu khả thi, đầu tư hạ tầng và phát triển công nghệ chế biến.
Với Kizilcaoren, phát hiện mới giúp làm sáng tỏ lịch sử địa chất của mỏ đất hiếm đáng chú ý nhất được biết đến tại Thổ Nhĩ Kỳ. Tuy nhiên, theo nhóm nghiên cứu, những kết quả này chưa cung cấp cơ sở để kỳ vọng mỏ sẽ sớm trở thành nguồn cung thay thế đáng kể cho các trung tâm sản xuất hiện nay.
Trong bối cảnh nhiều quốc gia tìm cách đa dạng hóa nguồn cung khoáng sản thiết yếu, trường hợp Kizilcaoren cho thấy thách thức không chỉ là tìm ra đất hiếm ở đâu, mà còn là xác định liệu nguồn tài nguyên đó có đủ quy mô, có thể khai thác hiệu quả và có thể được chế biến thành sản phẩm đáp ứng nhu cầu công nghiệp hay không.
Theo SCMP
