Kobberbundede aflejringer

Verdens mest værdifulde kobberforekomster, kendt som porfyraflejringer, stammer fra kølende magma. Men hvordan kan vi forudsige størrelsen af ​​disse indskud? Hvilke faktorer styrer mængden af ​​tilstedeværende kobber? Forskere ved Universitetet i Genève (UNIGE), Schweiz, har studeret over 100, 000 kombinationer for at fastslå den dybde og det antal år, der kræves for at magma kan producere en given mængde kobber. De samme videnskabsmænd har også udtænkt en model, der ved hjælp af en simpel faktoranalyse kan påvise mængden af ​​kobber i en forekomst. Forskningen, som er publiceret i tidsskriftet Videnskabelige rapporter , vil gøre det muligt at estimere potentialet for udvinding af metallet, før der påbegyndes nogen boring. Det er en model, som uden tvivl vil være til stor gavn for mineselskaber.

Porfyrkobberforekomster tegner sig for 75% af naturligt kobber på verdensplan. De er dannet af magmakamre placeret mellem 10 og 15 km under jordens overflade. I denne dybde, magmaet opvarmes til omkring 900°C, men når det kommer i kontakt med den omgivende sten, det køler og krystalliserer. Vandet i magmaen kan så ikke længere være i opløsning:det danner bobler, der undslipper til overfladen, med sig en væsentlig del af det kobber, der oprindeligt var indeholdt i magmaen. I en dybde på omkring 2-3 km, boblerne afkøles i klippernes porøsitet, og udfælde det kobber, de indeholder som sulfid, oprettelse af indskud, der kan omfatte fra 1 til> 200 millioner tons kobber. Dette forklarer, hvorfor Massimo Chiaradia og Luca Caricchi, forskere i den geovidenskabelige afdeling på det naturvidenskabelige fakultet på UNIGE, var så ivrige efter at finde ud af, hvad der dikterer mængden af ​​kobber i en forekomst, og om det var muligt at forudse dens størrelse.

Mere magma betyder mere kobber

Volumenet af magma bestemmer mængden af ​​kobber, men under hvilke forhold dannes volumenet af den oprindelige magma? Chiaradia forklarer:"Vi brugte modeller, der inkorporerer dybden og tidsskalaen, hvor magmaen akkumuleres, varigheden af ​​den opbygning, der danner aflejringen, vandindholdet i magmaen og mængden af ​​kobber i vandet. Vi varierede derefter disse parametre fra et minimum til et maksimum baseret på faktiske målinger." Ved at ændre parametrene, forskerne opnåede 100, 000 simuleringer, som de sammenlignede med de faktiske tilgængelige data, som var med til at definere de ideelle betingelser for dannelsen af ​​et kæmpe depositum. Som Caricchi tilføjer:"De optimale betingelser for at skabe et magmatisk system, der resulterer i dannelsen af ​​en aflejring på 30 til 240 millioner tons kobber, er en dybde på over 20 km og en kontinuerlig indsprøjtningstid af smeltet magma på over 2 millioner år. "

På jagt efter det ideelle depositum

Magma indeholder vand, kobber og forskellige andre kemiske komponenter, herunder Strontium (Sr) og Yttrium (Y). Vi ved, at når Sr divideret med Y-forholdet er mellem 50 og 150 i magmaen, der er stor sandsynlighed for at finde kobber i forekomsten. Forskerne ved UNIGE integrerede dette forhold i deres nye model og slog det sammen med den estimerede dannelsestid for aflejringer. Andre mineraler er forbundet med kobber i disse aflejringer, hvilket gør det muligt for forskere at datere dem takket være det naturlige henfald af uran til bly og rhenium til osmium. Dette gjorde det muligt for forskerne at fastslå alderen, dvs fødslen, men også længden, dvs. antallet af år, til at danne en kobberaflejring, som kan variere fra titusinder af år til to millioner år. "Disse to dataelementer - Sr/Y-forholdet og varigheden af ​​dannelsen - betød, at vi kunne designe en tabel over sandsynligheder til at bestemme mængden af ​​kobber i aflejringen under analyse", fortsætter Chiaradia. Mineselskaber vil være i stand til at bruge denne model til at vurdere størrelsen af ​​en kobberforekomst i den indledende forskningsfase, før et væsentligt borearbejde påbegyndes. "Vores model, " siger Caricchi, "som vi har sammenlignet med rigtige data, har en fremragende matchrate, og det kan spare enormt meget tid og penge under mineudforskning."