由于其导电和导热特性，铜是当今地球上使用最广泛的金属之一。这种金属最大的自然资源是来自地球深处岩浆的所谓“斑岩”矿床。在最近的一项研究项目中，日内瓦大学 (UNIGE) 的科学家们证明，这些沉积物主要是由类似于导致大型火山爆发的机制产生的。在当前铜资源日益减少且这种金属在能源转型中发挥关键作用的时候，这一发现为开发寻找新矿床的工具开辟了新途径。这些结果发表在《通讯地球与环境》杂志上。
铜是地球上开发最多的自然资源之一。它是一种优良的导体，具有很高的耐腐蚀性，用于生产各种类型的电线和电连接器。它还用于制造许多合金，例如青铜和黄铜。被认为是能源转型的重要材料——它被大量用于装备电动汽车——它的需求将在几十年内超过目前可用的资源。因此，发现新矿床并获得有关其形成的新知识是一项至关重要的挑战。
由UNIGE理学院地球与环境科学系高级讲师Massimo Chiaradia领导的研究在该领域取得了重要发现。它强调了这样一个事实，即以含有铜的岩浆岩命名的“斑岩”沉积物是与导致大型火山喷发的机制非常相似的结果。研究人员解释说：“我们发现大量铜储量是由于火山爆发失败而产生的。”
来自岩浆
铜来自热流体，主要由水组成，由冷却的岩浆释放。这些岩浆也是喷发的基础，它们来自地核和地壳之间的中间层，称为“地幔”，然后上升到地球表面，形成“岩浆房”。 " 该腔室通常位于 5 公里至 15 公里深度之间。该研究的第一作者 Massimo Chiaradia 解释说： “如果注入该储层的岩浆的体积和速度非常大，那么在火山喷发期间，大量流体可能会与岩浆一起灾难性地排放到大气中。” 但这些流体也可以在地下以更安静的方式发展的表面，并在 1 公里至 6 公里的深度产生斑岩铜矿床。
然而，这种现象的频率要低得多，这部分解释了铜矿床的稀有性。“形成铜矿需要数万到数十万年，而火山喷发更为频繁。一次失败的喷发取决于几个参数的组合：岩浆注入的速度、冷却速度和岩浆的硬度。岩浆房周围的地壳。后者必须是灵活的，以吸收新的岩浆到达所施加的压力，这样就不会发生喷发，”第二作者兼地球系副教授 Luca Caricchi 解释说环境科学。
对未来的矿床勘探很有用
“发现大型喷发和沉积物之间的相似性，将使我们有可能利用火山学家获得的大量知识来促进我们对斑岩沉积物形成的理解，”Massimo Chiaradia 说。为了得出他们的结果，UNIGE 的科学家们依靠采矿公司提供的数据和数据，以及众多研究人员在现场和实验室收集的数据和数据——结合岩石学和地球化学模型。
这些发现为未来成功勘探地球上最大的斑岩铜矿床开辟了地质、矿物学和地球化学工具的开发新途径。“下一步将是建立一个模型，该模型将帮助我们尽可能准确地量化总铜含量，从而量化潜在可开采矿床的质量，”Massimo Chiaradia 总结道。