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Formation des grands gisements de cuivre // Formation of major copper deposits

Un article paru sur le site de Futura Sciences nous apprend comment ce sont formés les grands gisements de cuivre dans le monde. Pour cela, il est fait référence à une nouvelle étude parue dans la revue Nature Communications Earth and Environment et qui nous explique les conditions nécessaires à la formation de tels gisements. On apprend qu’ils seraient associés à des éruptions ratées.

Le cuivre, en raison de ses propriétés thermiques et conductives, fait partie des métaux les plus utilisés de nos jours. Il n’est guère de semaine où la presse ne fait pas état de vols de dépôts de cuivre dont le prix ne cesse d’augmenter suite à l’importance de la demande. Cette hausse est loin d’être terminée car le cuivre représente un élément clé dans la transition énergétique voulue par de nombreux gouvernements. En effet, tous les systèmes électroniques et électriques présents dans les technologies « bas carbone » nécessitent, pour leur fabrication, de grandes quantités de cuivre.

Le secteur des transports est grand demandeur de cuivre, ce qui fait craindre une pénurie à l’horizon 2050, si aucune production secondaire issue du recyclage n’est mise en place à grande échelle.

Le cuivre se trouve à l’état naturel au sein des porphyres cuprifères. Ces dépôts sont formés par la circulation, au sein de la croûte terrestre, de fluides chauds produits lors du refroidissement des magmas. Le cuivre précipite à partir de ces fluides et se dépose sous la forme de porphyres entre 1 et 6 km de profondeur, à proximité des réservoirs magmatiques. L’étude précise que ce processus n’est pas instantané. Il faut des centaines de milliers d’années pour que ces dépôts se forment.

De récentes études ont permis de mieux définir les mécanismes de la genèse des porphyres cuprifères, mais également l’environnement tectonique et magmatique dans lequel ils se mettent en place. Ces dépôts semblent généralement associés à la production de magmas calco-alcalins caractéristiques d’arcs volcaniques qui se développent dans la croûte continentale au niveau de certaines zones de subduction.

Dans ce contexte, il apparaît que l’importance du dépôt de porphyre cuprifère va principalement dépendre de la quantité de fluide exsolvé par le magma qui va, elle-même, dépendre du volume de magma en train de refroidir. Cependant, l’accumulation de grandes quantités de magma dans la croûte ne garantit pas la formation de minerais de cuivre. D’autres paramètres entrent en jeu.

Dans la nouvelle étude mentionnée plus haut, des chercheurs se sont attelés à caractériser de manière plus précise les conditions permettant la formation de grands gisements de cuivre. Leurs résultats montrent que la formation des porphyres cuprifères est très dépendante du volume de magma, mais également de sa vitesse de transfert vers la croûte supérieure et le réservoir magmatique. La formation d’importants dépôts nécessite donc l’injection de grands volumes de magma avec une vitesse de remontée assez rapide, à un débit supérieur à 0,001 km3 par an.

Ce type de comportement magmatique est caractéristique des grandes éruptions qui surviennent habituellement en environnement de rift, de point chaud ou de subduction. Or, pour garantir la formation d’importants dépôts, il ne faut pas que ce système magmatique arrive jusqu’au stade de l’éruption. En effet, lorsqu’une éruption se produit, les fluides issus du magma et à partir desquels les porphyres cuprifères peuvent se former, vont être expulsés dans l’atmosphère au lieu de rester au sein de la croûte continentale.

Les auteurs de l’étude concluent donc que les plus abondants gisements de cuivre se forment lorsque ces grandes éruptions avortent. D’importants volumes de magma et de fluides restent ainsi stockés au sein de la croûte supérieure, ce qui permet la genèse de porphyre cuprifère. Ces nouvelles données vont permettre de mieux cibler les lieux de prospection, avec l’espoir de découvrir les nouveaux et vastes gisements de cuivre qui seront nécessaires à notre industrie dans un futur proche.

Vous trouverez l’article dans son intégralité en cliquant sur ce lien:

https://www.futura-sciences.com/planete/actualites/geologie-eruptions-ratees-sont-origine-importants-gisements-cuivre-98531/

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An article published on the Futura Sciences website tells us how the large copper deposits in the world are formed. For this, reference is made to a new study published in the journal Nature Communications Earth and Environment and which explains the necessary conditions to the formation of such deposits. We learn that they are probably associated with failed eruptions.
Copper, due to its thermal and conductive properties, is one of the most widely used metals today. There is hardly a week when the press does not report thefts of copper materials whose price keeps rising due to the importance of demand. This rise is far from over because copper represents a key element in the energy transition advocated by many governments. Indeed, all the electronic and electrical systems present in « low carbon » technologies require, for their manufacture, large quantities of copper.
The transport sector is a major copper user, which raises fears of a shortage by 2050, if no secondary production from recycling is implemented on a large scale.
Copper is found naturally in copper-bearing porphyries. These deposits are formed by the circulation, within Earth’s crust, of hot fluids produced during the cooling of magmas. Copper precipitates from these fluids and is deposited in the form of porphyries between 1 and 6 km deep, near magmatic reservoirs. The study specifies that this process is not instantaneous. It takes tens of hundreds of thousands of years for these deposits to form.
Recent studies have made it possible to better define the mechanisms of the genesis of copper-bearing porphyries, but also the tectonic and magmatic environment in which they are set up. These deposits seem generally associated with the production of calco-alkaline magmas characteristic of volcanic arcs which develop in the continental crust at certain subduction zones.
In this context, it appears that the importance of the copper porphyry deposit mainly depends on the quantity of fluid exsolved by the magma which will, itself, depend on the volume of magma in the cooling process. However, the accumulation of large amounts of magma in the crust does not guarantee the formation of copper ores. Other parameters come into play.
In the new study mentioned above, researchers set out to characterize more precisely the conditions allowing the formation of large copper deposits. Their results show that the formation of copper-bearing porphyries largely depends on the volume of magma, but also on its speed of transfer to the upper crust and the magmatic reservoir. The formation of large deposits therefore requires the injection of large volumes of magma with a fairly rapid ascent rate, at a rate greater than 0.001 km3 per year.
This type of magmatic behaviour is characteristic of large eruptions that usually occur in rift, hotspot, or subduction environments. However, to guarantee the formation of large deposits, this magmatic system must not reach the stage of eruption. Indeed, when an eruption occurs, the fluids from the magma and from which the copper-bearing porphyries can form, will be expelled into the atmosphere instead of remaining within the continental crust.
The authors of the study therefore conclude that the most abundant copper deposits are formed when these large eruptions abort. Large volumes of magma and fluids thus remain stored within the upper crust, which allows the genesis of copper-bearing porphyry. These new data will make it possible to better target prospecting sites, with the hope to discover the new and vast copper deposits that will be necessary for our industry in the near future.
You can find the article in its entirety (in French) by clicking on this link:

https://www.futura-sciences.com/planete/actualites/geologie-eruptions-ratees-sont-origine-importants-gisements-cuivre-98531/

Vue panoramique de la mine de cuivre de Chuquicamata, à 2 850 mètres d’altitude au Chili. Située à proximité de Calama, c’est en volume extrait la plus grande mine de cuivre à ciel ouvert au monde. La cavité géante mesure 4,5 kilomètres de long, 3,5 kilomètres de large, avec une profondeur de 850 mètres. Par la taille, c’est la deuxième mine à ciel ouvert la plus profonde au monde, après celle de Bingham Canyon dans l’Utah aux États-Unis. J’ai été particulièrement impressionné par la taille des camions et celle de leurs roues. Tout est gigantesque dans cette mine. (Photo: Wikipedia).

Exploration de la dorsale médio-atlantique // Exploring the Mid-Atlantic Ridge

L’Organisation des Nations Unies a mis en place des journées internationales. Ainsi, en juin 2022, il y a eu la journée des parents, de la bicyclette, de la langue russe… Vous trouverez la liste complète avec de lien: https://www.un.org/fr/observances/list-days-weeks

Le 8 juin 2022 était la Journée mondiale des océans, afin de mieux faire connaître l’immense masse d’eau salée qui couvre environ 71% de la surface de la Terre. Cependant, le plancher océanique reste l’un des endroits les plus mal connus de notre planète. Comme je le dis souvent, nous connaissons mieux la surface de Mars que les abysses de nos océans. Il est vrai que les couleurs des corps célestes sont plus fascinantes et font davantage rêver que l’obscurité complète des fonds marins.
De mai à août 2022, une mission d’exploration océanique de la NOAA – « Journey to the Ridge 2022 » (Voyage sur le Dorsale) – explorera une section mal connue de la dorsale médio-atlantique (DMA) au nord et autour des Açores. Ces neuf îles forment une région autonome du Portugal à la jointure des plaques nord-américaine, eurasienne et africaine. Les Açores sont l’expression du volcanisme de point chaud, bien qu’il diffère considérablement du point chaud observé à Hawaii.
Avec une longueur nord-sud de 16 100 km le long de l’Atlantique, la DMA est la plus longue chaîne de montagnes au monde et l’une des quatre principales dorsales qui donnent naissance à une nouvelle croûte océanique. De ce fait, la DMA est le site d’une activité volcanique et sismique intense. Dans certaines zones de la DMA, des bouches hydrothermales spectaculaires apparaissent souvent là où le magma fournit de la chaleur au cours de son ascension vers le fond marin.
Ces bouches, appelées aussi fumeurs noirs, servent d’habitat à de nombreuses communautés biologiques qui se développent grâce à des réactions chimiques qui remplacent la lumière du soleil. Cependant, on sait peu de choses sur la vie sur ces sites une fois que les bouches hydrothermales cessent leur activité, ou sur la vie qui se trouve au-delà des bouches, le long de la zone de faille. Les expéditions passées ont permis de découvrir de nouvelles espèces, inconnues auparavant.
L’expédition « Journey to the Ridge » fait partie d’un important programme d’exploration océanique pluriannuel et multinational axé sur l’amélioration des connaissances et de la compréhension de l’océan Atlantique Nord.
L’océan Atlantique Nord joue un rôle essentiel pour l’humanité car il fournit des ressources biologiques et géologiques, produit des fruits de mer et régule le climat; c’est aussi une voie de commerce et de voyage entre l’Europe et les Amériques. Avec la mondialisation, la nécessité de comprendre, conserver, gérer et défendre les ressources océaniques est devenu une priorité.
Le véhicule télécommandé (ROV) de la NOAA est capable d’atteindre des profondeurs allant de 250 à 6 000 m. Au cours des plongées, les chercheurs exploreront les habitats de coraux et d’éponges en eau profonde, d’éventuelles bouches d’hydrothermales, des systèmes de sulfures polymétalliques éteints, les zones de rift, ainsi que la colonne d’eau.
Source : HVO.

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June 8th, 2022 was World Oceans Day, a day to appreciate the huge body of saltwater that covers about 71% of the Earth’s surface. However, the ocean floor remains one of the most poorly understood places on our planet. As I put it quite often, we know the surface of Mars better than the abysses of our oceans. It is true that the colours of space bodies are more fascinating than the complete darkness of the deep ocean floor.

From May to August 2022, a NOAA Ocean Exploration mission called “Journey to the Ridge 2022” will explore a poorly explored section of the Mid-Atlantic Ridge (MAR) north of and around the Azores Islands. These nine islands are an autonomous region of Portugal that sits at the triple junction boundary that separates the North American, Eurasian and African Plates. These volcanic islands are the expression of hotspot volcanism, though it differs significantly from the Hawaiian hotspot.

Spanning the north-south length of the Atlantic Ocean and stretching over 16,100 km, the MAR is the longest mountain range in the world and one of four major spreading ridges that create new oceanic crust. The MAR is the site of volcanic activity and frequent earthquakes. In other areas of the MAR, spectacular hydrothermal vents often form where magma provides heat as it rises to the seafloor.

These vents, called black smokers,are known to support diverse biologic communities that thrive on chemical reactions that replace the sunlight at the bottom of the ocean. However, little is known about life at these sites once vents go extinct, or what life lies beyond the vents, further away from the rift zone. Past expeditions have resulted in the discovery of new species, unseen before.

The « Journey to the Ridge » expedition is a part of a major multi-year, multi-national ocean exploration program focused on raising collective knowledge and understanding of the North Atlantic Ocean.

The North Atlantic Ocean plays a pivotal role to humankind, providing biological and geological resources, seafood production and climate regulation and a route for trade and travel between Europe and the Americas. With increased globalization, efforts to understand, conserve, manage and defend the maritime commons have become an essential shared responsibility.

The dives with the remotely operated vehicle (ROV) may span depths ranging from 250 to 6,000 m deep. During dives, the researchers expect to explore deep-sea coral and sponge habitats, potential hydrothermal vent and extinct polymetallic sulfide systems, fracture and rift zones, and the water column.

Source: HVO.

Carte bathymétrique de la dorsale médio-atlantique (Source: Wikipedia)

Image du robot télécommandé (ROV) « Deep Discoverer » qui sera utilisé au cours de la mission « Voyage to the Ridge 2022 ». (Crédit photo: NOAA)

Conflit entre principe de précaution et intérêts touristiques à Vulcano (Iles Eoliennes)

La situation actuelle sur l’île éolienne de Vulcano (Sicile) illustre parfaitement le conflit entre le principe de précaution décidé par les autorités et les intérêts touristiques défendus par les habitants.

Dans une lettre adressée à différentes institutions (Protection Civile, INGV, Région Sicile, Commune de Lipari), le Comitato Spontaneo Vulcano qui rassemble les principaux acteurs économiques de l’île dresse un tableau très pessimiste de la situation actuelle imposée par les mesures de sécurité et demande aux autorités que des allègements soient mis en place pour la prochaine saison estivale.

Au début de sa lettre, le comité explique que les ordonnances émises par le maire de Lipari ont un effet désastreux sur l’île de Vulcano. Il apprécie le fait que les autorités compétentes se préoccupent de la santé et de la sécurité de la population, mais constate que ces mesures ont « des répercussions préjudiciables au bien-être économique et social de l’île. » Les touristes visitent les Iles Eoliennes, mais très peu s’arrêtent à Vulcano pour séjourner dans des hôtels et des chambres d’hôtes. On ne compte plus les annulations de réservations.
A cause des mesures prises depuis près d’un an maintenant et des pertes économiques qui ont suivi, les habitants de Vulcano craignent que leurs revenus ne suffisent plus à répondre aux besoins des familles hors saison. Ils regrettent aussi la publicité négative et alarmiste répandue par les médias qui ont oublié les conséquences pour ceux qui vivent sur l’île,

La lettre rappelle les mesures imposées en décembre 2021 à la population de Vulcano lorsque les scientifiques ont détecté de dangereuses émissions de CO2, SO2 et H2S avec l’obligation pour certaines personnes d’évacuer leurs maisons et d’aller vivre chez des parents ou dans des hôtels, avec des compensations financières qui ont été très longues à arriver. .

Parallèlement à ces mesures, les contrôles se sont intensifiés, avec la promesse de placer des détecteurs de gaz dans les endroits les plus sensibles, dans les habitations et les structures touristiques, en sachant que certains ne sont jamais arrivés. Deux stations de mesures ont été installées (l’une d’elles ne fonctionne pas), et un test d’évacuation a été effectué pour lequel des milliers d’euros ont été dépensés. La sécurisation des jetées de secours a été promise, ainsi que l’aménagement des routes menant aux espaces, indispensables en cas d’urgence, mais ces travaux restent inachevés. Le Comité voudrait savoir comment ont été utilisés les cinq millions alloués à l’époque, ainsi que les dix millions destinés à ces derniers travaux.
Après l’urgence du début 2022, les bulletins quotidiens et hebdomadaires émis par l’INGV, l’ARPA et ISPRA ont révélé le retour à des valeurs et des niveaux stables et absolument pas
alarmants. Malgré cela, l’ascension du volcan interdite en octobre 2021 se poursuit de nos jours, avec le risque d’une amende de 500 euros pour les contrevenants.
Le Comité souligne (NDLR: avec raison semble-t-il) que de nombreux touristes ne sont pas au courant de cette disposition, étant donné la très mauvaise signalisation de l’interdiction. Là encore, pourquoi ne pas avoir remplacé l’interdiction par l’ascension du volcan avec des guides volcanologiques professionnels les jours où les conditions géophysiques et météorologiques le permettent (NDLR: comme cela se fait à Stromboli).

À ce jour, Vulcano est une île partiellement interdite. [Suite à la décoloration de l’eau de mer], la Baia di Levante a été grossièrement fermée avec du ruban de chantier rouge et blanc, et (plus récemment et uniquement pour une entrée de la plage) avec des barrières sans aucune indication. Malgré l’ordonnance qui rappelle l’interdiction, la plage grouillait de touristes enfreignant la loi, avec des risques pour leur santé, bien qu’aucune maladie n’ait été signalée.

Le Comité regrette que l’interdiction d’accès à cette plage s’appuie sur la constatation d’un phénomène (la décoloration de l’eau de mer) qui se produit ponctuellement à Vulcano et qui n’a rien de particulièrement alarmant. De plus, la température, le pH, et les paramètres physico-chimiques mesurés le 26 mai 2022 n’ont rien révélé d’inquiétant. De nombreux habitants de l’île rappellent que de plus importantes quantités de fumerolles ont été observées sur la plage et sur le volcan dans les années 1980 et 1990; à cette époque, la vie des habitants et des touristes s’est poursuivie normalement. Il existe d’innombrables photos de la plage prises au cours des années passées montrant une mer décolorée comme aujourd’hui. Selon le Comité, « ce phénomène n’est nouveau que pour ceux qui ont décidé d’exploiter politiquement et médicalement l’urgence au détriment de la population. »

Le Comitato Spontaneo Vulcano ne critique absolument pas les conclusions scientifiques des autorités compétentes. Il demande seulement une gestion des mesures d’urgence qui permette aux habitants de continuer à vivre et nourrir leurs enfants.

Ainsi, les interdictions pures et simples pourraient être remplacées par le positionnement d’opérateurs spécialisés qui suivraient l’évolution de l’activité volcanique et alerteraient la population en cas d’urgence réelle et immédiate.

Le Comité ne comprend pas la position de « la Protection Civile qui pousse vers la fermeture totale de l’île ». « Les volcanologues ont confié leur surprise devant une mesure qu’ils jugent douteuse, exagérée et extrêmement contraire à l’éthique. »

Source : Eolie News.

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On peut comprendre la position des autorités siciliennes qui ne voudraient pas que la situation volcanique dégénère au coeur de la saison estivale, quand Vulcano est envahie par des milliers de touristes. N’oublions pas que certains scientifiques italiens ont failli aller en prison pour ne pas avoir suffisamment mis en évidence le risque sismique dans une autre région du pays.

On peut aussi comprendre le point de vue des habitants de l’île qui sont fortement pénalisés par les interdictions. A leurs yeux, les mesures effectuées par les scientifiques n’ont rien d’alarmant et ne justifient pas l’abondance d’interdictions. Il est vrai qu’aucune interdiction n’a été prononcée dans les années 1990 quand le cratère de la Fossa a connu une montée en température très semblable à celle d’aujourd’hui…

Vous trouverez l’intégralité de la lettre du Comitato Spontaneo Vulcano en cliquant sur ce lien :

https://www.giornaledilipari.it/vulcano-tra-proibizionismo-e-misure-non-attuate-il-comitato-chiede-spiegazioni/

Photo: C. Grandpey

Il y a 110 ans, éruption du Novarupta (Alaska)… // 110 years ago, Novarupta (Alaska) erupted…

Il y a 110 ans, dans l’après-midi du 6 juin 1912, une puissante éruption a secoué la péninsule de l’Alaska. Par le volume de matériaux émis, l’éruption du Novarupta a été la plus importante du 20ème siècle et n’a été dépassée dans l’histoire que par celle du Tambora un siècle plus tôt. Le volume de matériaux expulsés par le Novarupta était 30 fois supérieur à celui de l’éruption du mont Saint Helens en 1980.

Cette région de l’Alaska était peu peuplée au début du 20ème siècle, donc personne ne se trouvait assez près pour voir l’éruption proprement dite. Elle a été observée pour la première fois par l’équipage d’un bateau postal, le Dora, qui a entendu une explosion puis a vu un panache de fumée s’élever dans le ciel derrière le mont Katmai. C’est pourquoi tout le monde a d’abord pensé que le mont Katmai était entré en éruption.

Photo du nuage de cendre de l’éruption de 1912 prise depuis le Dora (Source: Kodiak Historical Society)

Le panache de cendres a rapidement atteint une hauteur de 30 kilomètres. En moins de 2 heures de temps, le nuage a enveloppé le Dora. D’autres explosions se sont produites pendant trois jours. Les maisons de l’île de Kodiak, à 160 kilomètres de là, ont été recouvertes d’une couche de 30 cm de cendres. Les habitants se sont blottis à l’intérieur pour échapper à la cendre. Des milliers d’animaux ont péri, ainsi que les poissons dans les rivières et les lacs envahis par les sédiments. Dans les jours qui ont suivi l’éruption, le nuage de cendres s’est propagé à travers l’Amérique du Nord et la planète; il a atteint l’Algérie le 17 juin.
Une équipe d’explorateurs de la National Geographic Society, dirigée par Robert Griggs, s’est rendue sur le site en 1916. L’ancienne vallée en forme de V entourant le site de l’éruption était devenue une plaine plate et aride.

Photo: C. Grandpey

En raison des innombrables panaches de vapeur qui s’échappaient des bouches dans la région, Griggs a appelé le site la « Vallée des dix mille fumées ». Lorsqu’il a découvert un nouveau dôme de lave près du mont Katmai, Griggs l’a baptisé Novarupta. D’autres expéditions dans les années 1950 ont confirmé que le Novarupta, et non le mont Katmai, était la source de l’éruption.

Dôme de lave du Novarupta (Crédit photo : USGS)

Griggs et d’autres scientifiques étaient persuadés que la région présentait un grand intérêt scientifique. Ils ont réussi à convaincre le président Woodrow Wilson de créer le Monument national du Katmai le 24 septembre 1918. Le 18 mai 1980, le Monument national est devenu le Parc National du Katmai. Par coïncidence, c’est le jour où le mont Saint Helens est entré en éruption.

Des milliers de visiteurs viennent dans le Parc National chaque année, notamment pour observer les grizzlis qui se nourrissent de saumons dans la Brooks River. La découverte de la Vallée des 10 000 Fumées est aussi une expérience inoubliable.

Photos: C. Grandpey

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110 years ago, on the afternoon of June 6th, 1912, a powerful volcanic eruption occurred on the Alaskan Peninsula. The Novarupta eruption was the largest in volume in the 20th Century, and was surpassed in history only by the eruption of Mount Tambora about 100 years earlier. The volume of materials expelled was 30 times greater than that of the Mount Saint Helens eruption in 1980.

This area of Alaska was sparsely populated in the early years of the 20th century, so no one was close enough to actually see the eruption itself. It was first observed by the crew of a mail boat, the Dora, who heard an explosion and then observed a smoke plume rising in the sky behind Mount Katmai. This is why everyone assumed that Mount Katmai had erupted.

The ash plume rose rapidly to a height of 30 kilometers. Within 2 hours, the ash cloud had enveloped the Dora. Moreexplosions continued for three days.  Settlements on Kodiak Island, 160 kilometers away, were blanketed in a layer of 30 cm of ash. Local residents huddled indoors to escape the choking atmosphere. Wildlife died by the millions, as did fish swimming in sediment-filled rivers and lakes. In the following days, the ash cloud spread across North America and the world, reaching Algeria by June 17th.

A team of National Geographic Society explorers, led by Robert Griggs, investigated the site in 1916. The former v-shaped valley surrounding the eruption site had become a flat, barren plain. Because of innumerable steam plumes escaping from vents across the area, Griggs called the site the “Valley of Ten Thousand Smokes.” Discovering a new lava dome near Mount Katmai, Griggs named it Novarupta. Further expeditions in the 1950s confirmed that Novarupta, not Mount Katmai, was the source of the eruption.

Griggs and others  considered the area of great scientific value. They began a lobbying effort that soon convinced President Woodrow Wilson to create the Katmai National Monument on September 24th, 1918. It was only on May 18th, 1980, that th National Monument became Katmai National Park and Preserve. By coincidence, this was the same day that Mount Saint Helens erupted. Thousands of visitors comr to the Pak each year, in particular to observe the grizzly bears that come to feed on salmon in the Brooks River. Discovering the Valley of the Thousans Smokes is also a great experience.