En UNIGE-forskare har upptäckt särdragen hos porfyrkoppar och guldfyndigheter, förse gruvföretag med ett nytt verktyg för att maximera utvinningen av dessa två metaller.

Varför är vissa porfyravlagringar – bildade av magmatiska vätskor i vulkanbågar – rika på koppar medan andra främst innehåller guld? I ett försök att svara på denna fråga, en forskare från universitetet i Genève undersökte hur metallerna ackumuleras under en mineraliseringshändelse, letar efter en korrelation mellan mängderna koppar och guld som utvinns från fyndigheterna. Forskaren upptäckte inte bara att avlagringarnas djup påverkar mängden metaller som produceras utan också att över 95 procent av guldet går förlorat till atmosfären genom vulkaniska utsläpp. Kortfattat, ju djupare en insättning är, ju mer koppar blir det, medan guldrika fyndigheter är närmare ytan. Dessa fynd, som publiceras, kommer att ge värdefull hjälp till företag som bryter dessa metaller.

Geologiska processer producerar olika typer av fyndigheter. Avlagringar av porfyrtyp bildas under vulkaner genom en ansamling av magma som frigör vätskor vid kylning och fäller ut metaller i form av malm. "Nederbörd är utvinning av metaller från den magmatiska vätskan och deras fixering i en malm", förklarar Massimo Chiaradia, en forskare vid institutionen för geovetenskaper vid UNIGEs naturvetenskapliga fakultet. Dessa porfyravlagringar, som finns främst runt Stillahavsringen, producera tre fjärdedelar av den naturliga kopparn och en fjärdedel av det naturliga guldet. "En kopparfyndighet kan innehålla från en till 150 miljoner ton, medan mängden guld varierar från tio ton till 2, 500 ton per pant, " fortsätter Chiaradia. Men kommer en kopparrik fyndighet automatiskt att vara rik på guld? Och hur kan vi se var de största fyndigheterna finns?

Depositionens djup är avgörande

Den Genève-baserade geologen använde en rad statistiska modeller för att analysera två hypoteser:antingen har de magmatiska vätskorna varierande mängder metall från början eller så är vätskorna identiska men det är effektiviteten av utfällningen av metallerna som påverkar mängden koppar och guld. "Jag såg snabbt att den första hypotesen inte stämde, och att svaret ligger i nederbörd men med skillnader för guld och koppar relaterade till mineraliseringens varaktighet, " förklarar Chiaradia. "Ju längre mineraliseringstiden är, desto rikare blir fyndigheten i koppar. Och för att mineraliseringen ska vara så lång som möjligt, avlagringen måste vara djup – 3 km från ytan – för att garantera en viss grad av isolering och lång magmalivslängd."

Chiaradia observerade att mindre än 1 procent av guldet fångas i malmerna i de djupa kopparrika fyndigheterna. Å andra sidan, i avlagringar på ett djup av upp till 3 km, takten stiger till 5 procent, "som fortfarande är mycket liten, eftersom över 95 procent av guldet alltid flyr ut i atmosfären". även om guld försvinner extremt lätt i vulkaniska utsläpp, "det hålls kvar mer i grunda avlagringar där en separation sker mellan vätskan och ångan, som hjälper dess utfällning, " påpekar Chiaradia. "I de djupare avlagringarna, dock, vätska och ånga bildar endast en enda vätskefas, som fäller ut kopparn snabbt och får guldet att läcka ut i atmosfären när vätskan stiger till ytan."

Guld finns på ytan, medan koppar finns på djupet

Nyligen genomförda studier har visat att efterfrågan på koppar ökar i en sådan grad att den kommer att överträffa dess tillgänglighet i naturliga och återvinningsbara reserver inom några decennier. Det betyder att det behövs nya prospekteringsmetoder för att hjälpa till att hitta nya fyndigheter. Och för första gången, dessa resultat skiljer tydligt mellan två typer av porfyravlagringar och förklarar de olika sätten de bildas på. Den första, som är mycket djupa, främja mineraliseringen av koppar under en lång period, medan den senare, som är närmare ytan, producera mer guld. "Det är en värdefull indikation för mineralprospekteringsindustrin, som nu vet på vilket djup den kommer att hitta stora avlagringar av koppar, eller omvänt stora guldfyndigheter, oavsett vulkan, avslutar Chiaradia.