's Werelds meest waardevolle koperafzettingen, bekend als porfierafzettingen, afkomstig zijn van koelmagma. Maar hoe kunnen we de omvang van deze afzettingen voorspellen? Welke factoren bepalen de aanwezige hoeveelheid koper? Onderzoekers van de Universiteit van Genève (UNIGE), Zwitserland, heb meer dan 100 gestudeerd, 000 combinaties om de diepte en het aantal jaren vast te stellen die magma nodig heeft om een ​​bepaalde hoeveelheid koper te produceren. Dezelfde wetenschappers hebben ook een model bedacht dat door middel van een eenvoudige factoranalyse de hoeveelheid koper in een depot kan detecteren. Het onderzoek, die is gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschappelijke rapporten , zal het mogelijk maken om het potentieel voor het delven van het metaal in te schatten voordat met boren wordt begonnen. Het is een model waar mijnbouwbedrijven ongetwijfeld veel baat bij zullen hebben.

Porfierkoperafzettingen zijn goed voor 75% van het natuurlijke koper wereldwijd. Ze worden gevormd door magmakamers die zich tussen de 10 en 15 km onder het aardoppervlak bevinden. Op deze diepte, het magma warmt op tot ongeveer 900°C, maar wanneer het in contact komt met het omringende gesteente, het koelt af en kristalliseert. Het water in het magma kan dan niet meer in oplossing zijn:het vormt bellen die naar de oppervlakte ontsnappen, met een aanzienlijk deel van het koper dat oorspronkelijk in het magma zat. Op een diepte van ongeveer 2-3 km, de bubbels koelen af ​​in de porositeit van de rotsen, en het koper dat ze bevatten neerslaan als sulfide, deposito's maken die kunnen bestaan ​​uit 1 tot> 200 miljoen ton koper. Dit verklaart waarom Massimo Chiaradia en Luca Caricchi, onderzoekers van de afdeling aardwetenschappen van de faculteit wetenschappen van UNIGE, waren zo enthousiast om te ontdekken wat de hoeveelheid koper in een afzetting dicteert en of het mogelijk was om de omvang ervan te voorspellen.

Meer magma betekent meer koper

Het volume magma bepaalt de hoeveelheid koper, maar onder welke omstandigheden wordt het volume van het oorspronkelijke magma gevormd? Chiaradia legt uit:"We gebruikten modellen die de diepte en tijdschaal bevatten waarop het magma zich ophoopt, de duur van de opbouw die het depot vormt, het watergehalte van het magma en de hoeveelheid koper in het water. Deze parameters hebben we vervolgens gevarieerd van een minimum tot een maximum op basis van werkelijke metingen." Door de parameters aan te passen, de wetenschappers verkregen 100, 000 simulaties die ze vergeleken met de werkelijke gegevens waarover ze beschikken, die hielpen bij het definiëren van de ideale omstandigheden voor de vorming van een enorme afzetting. Caricchi voegt hieraan toe:"De optimale omstandigheden voor het creëren van een magmatisch systeem dat resulteert in de vorming van een afzetting van 30 tot 240 miljoen ton koper, is een diepte van meer dan 20 km en een continue injectietijd van gesmolten magma van meer dan 2 miljoen jaar. "

Op zoek naar de ideale storting

Magma bevat water, koper en diverse andere chemische componenten, inclusief Strontium (Sr) en Yttrium (Y). We weten dat wanneer de verhouding Sr gedeeld door Y tussen 50 en 150 ligt in het magma, er is een grote kans om koper in het depot te vinden. De onderzoekers van UNIGE hebben deze verhouding in hun nieuwe model geïntegreerd en samengevoegd met de geschatte vormingstijd voor afzettingen. Andere mineralen worden geassocieerd met koper in deze afzettingen, waardoor wetenschappers ze kunnen dateren dankzij het natuurlijke verval van uranium in lood en rhenium in osmium. Hierdoor konden de wetenschappers de leeftijd vaststellen, d.w.z. de geboorte, maar ook de lengte d.w.z. het aantal jaren, voor het vormen van een koperafzetting, die kan variëren van tienduizenden jaren tot twee miljoen jaar. "Deze twee gegevens - de Sr / Y-verhouding en de duur van de formatie - zorgden ervoor dat we een waarschijnlijkheidstabel konden ontwerpen voor het bepalen van de hoeveelheid koper in de te analyseren afzetting", vervolgt Chiaradia. Mijnbouwbedrijven zullen dit model kunnen gebruiken om de omvang van een koperafzetting in de eerste onderzoeksfase te beoordelen, voordat u met belangrijke boorwerkzaamheden begint. "Ons model, " zegt Caricchi, "die we hebben vergeleken met echte gegevens, heeft een uitstekende match rate, en het kan enorm veel tijd en geld besparen tijdens mijnexploraties."