En banbrytande studie har gett nya insikter i hur kopparavlagringsbildande vätskor transporteras naturligt från sin källa djupt under jorden mot jordens yta.

Ett team av geologer, ledd av Lawrence Carter från University of Exeters Camborne School of Mines, har publicerat en ny teori för hur porfyrkopparavlagringar bildas.

Porfyrfyndigheter tillhandahåller cirka 75 procent av världens koppar, vilket efterfrågas alltmer på elfordon, kraftinfrastruktur och grön teknik som vindkraftverk. De utvecklas ursprungligen flera kilometer under jordens yta ovanför stora magmakammare. Inte bara är porfyravlagringar sällsynta utan de flesta stora ytnära exemplen har redan hittats. Varje ny modell för hur och var de bildas kommer att vara av stort intresse för gruvföretag.

I den nya studien, forskarna har visat att enorma mängder mineraliserande vätskor kan utvinnas och transporteras från deras källamagma och fokuseras in i den malmbildande miljön genom "kristallmysvallar".

Lawrence Carter, ett sista år Ph.D. student vid Camborne School of Mines, baserad på University of Exeters Penryn Campus sa:"Vår studie tar upp den felande länken i modeller för bildandet av kopparavlagringar av porfyrtyp - hur stora mängder mineraliserande vätskor extraheras och transporteras från deras källamagma och fokuseras in i malmbildande miljö.

"Genom att göra det tillhandahåller vi det första fältet, petrografiska och mikroskaliga bevis för vätsketransport genom vad vi kallar "kristallmushdykes." Deras erkännande är avgörande för utvecklingen av mer tillförlitliga porfyrprospekteringsmodeller och har betydelse för andra malmbildande system och vulkaniska processer."

Samarbetar med forskare från British Geological Survey (BGS) och University of Surrey, denna forskning involverade fältstudier och mikrotexturella och geokemiska analyser av prover från det arketypiska porfyrdistriktet Yerington i Nevada, där ett exceptionellt ~8 km paleo-vertikalt tvärsnitt genom ett antal porfyrkopparavlagringssystem exponeras.

Teamet kunde identifiera ett maskigt sammankopplat nätverk av kvarts i vallar som hittats i stenar som en gång låg under kopparavlagringarna. Detta representerar paleoporositet i en en gång permeabel magmatisk kristallgröt av fältspat och kvarts. Mushen fungerade som ledningar för stora mängder porfyravlagringsbildande vätskor från djupa delar av underliggande magma.

Man tror att detta genombrott kan ge insikter för upptäckten av nya porfyrkopparfyndigheter, och den föreslagna mekanismen som är nyckeln till bildandet av andra typer av malmfyndigheter såväl som avgasningsprocesser i vulkaniska system.

Pappret, med titeln "Crystal mush vallar som ledningar för mineraliserande vätskor i Yeringtons porfyrkoppardistrikt, Nevada, " publicerades i den ledande tidskriften Nature Communications Jord &Miljö den 17 mars, 2021.