Geologen hebben ontdekt dat sommige magma's zich in twee afzonderlijke vloeistoffen splitsen, waarvan er één zeer rijk is aan ijzer. Hun bevindingen kunnen helpen bij het ontdekken van nieuwe ijzerertsafzettingen voor mijnbouw.

IJzererts wordt gewonnen in ongeveer 50 landen, met Australië, Brazilië en China als de grootste producenten. Het wordt meestal gebruikt om staal te produceren. De meeste ijzerertsafzettingen zijn te vinden in afzettingsgesteenten. Anderen worden gewonnen in vulkanische complexen zoals El Laco in Chili en Kiruna in Zweden. Deze ijzerertsafzettingen, afzettingen van het Kiruna-type genoemd, goed voor ongeveer 10 procent van de wereldwijde productie van ijzer, toch weet niemand hoe ze worden gevormd.

In Natuurcommunicatie , een internationaal team van onderzoekers van onder meer de KU Leuven, Leibniz-universiteit Hannover, en ULiège presenteert het eerste bewijs dat deze ijzerertsafzettingen worden gevormd wanneer magma zich splitst in twee afzonderlijke vloeistoffen.

"Eerdere studies waren altijd gericht op de textuur of de samenstelling van natuurlijke rotsen. We waren de eersten die magma's in het laboratorium reproduceerden, zoals die in El Laco, " zegt laatste auteur Olivier Namen van het Departement Aard- en Milieuwetenschappen van de KU Leuven, België.

"We wilden de omstandigheden in magmakamers reproduceren, waar gesmolten gesteente zich ophoopt wanneer het niet naar de oppervlakte van de aarde kan stijgen. Hier worden ook de ijzerertsafzettingen onder vulkanen gevormd, dus het reproduceren van de temperatuur en druk van de magmakamers leek het onderzoeken waard."

"Daarom produceerden we een mengsel van ijzerrijke ertsmonsters en typische lava's rond Kiruna-achtige afzettingen. Dit creëerde een bulkmagmasamenstelling waarvan we denken dat deze bestaat in de diepe magmakamer onder vulkanen. We plaatsten het mengsel in een oven en verhoogden de temperatuur tot 1, 000-1, 040°C. We hebben ook de druk verhoogd tot ongeveer 1000 keer de atmosferische druk van de aarde. Dit zijn de voorwaarden van een magmakamer."

"We waren verrast om te ontdekken dat, onder deze voorwaarden, het magma splitste zich in twee afzonderlijke vloeistoffen. Dit proces staat bekend als niet-mengbaarheid. Denk maar aan wat er gebeurt als er olie in de oceaan terechtkomt:het water raakt besmeurd met olie omdat olie en water zich niet kunnen vermengen."

"Een van deze vloeistoffen bevatte veel silica, terwijl de andere extreem rijk was aan ijzer - tot 40 procent - en fosfor. Wanneer deze ijzerrijke vloeistof begint af te koelen, je krijgt ijzer-fosforhoudende ertsafzettingen van het Kiruna-type."

"Dit is het eerste bewijs dat onmengbaarheid de sleutel is tot de vorming van ijzerertsafzettingen zoals die in El Laco worden gedolven. Als we gelijk hebben, deze bevindingen kunnen helpen bij het vinden van nieuwe ijzerertsafzettingen. Dat is nodig om de wereldwijde vraag naar ijzer bij te houden:recycling alleen is nog niet genoeg. En als je wilt weten waar je ijzererts moet zoeken, je begrijpt hoe de afzettingen worden gevormd."