Étiquette : copper

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/

——————————————-

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).

Les richesses de la Russie dans l’Arctique // Russia’s wealth in the Arctic

Avec la fonte de la banquise et de la glace de mer, de nouvelles voies de navigation comme la Route Maritime du Nord s’ouvrent dans l’Arctique et l’extraction de minéraux précieux devient beaucoup plus facile. La Russie – qui détient la plus grande partie de l’Arctique – a parfaitement compris tous les avantages qu’elle peut tirer de la nouvelle donne. L’Arctique semble être la version moderne de la caverne d’Ali Baba. Il y a de tout dans l’Arctique en matière de ressources naturelles, mais la rigueur du climat et le manque d’infrastructures ont, jusqu’à présent, entravé l’exploitation de ces richesses. Elles n’étaient pas, non plus, indispensables dans une économie basée sur les combustibles fossiles.
Aujourd’hui, avec l’envolée de la demande croissante en métaux conventionnels et pour certains minéraux considérés comme essentiels dans la transition énergétique comme le cobalt ou les terres rares, il semble y avoir une volonté, au moins en Russie, de favoriser le développement des ressources qui se cachent dans le nord inhospitalier.
Il suffit de prendre l’exemple du cuivre. Le métal est largement utilisé dans les véhicules électriques. Alors que le moteur à combustion interne classique contient environ 20 kilos de cuivre, la voiture électrique en contient jusqu’à quatre fois plus. Il n’est donc pas étonnant que la demande de cuivre pour la fabrication des véhicules électriques augmente énormément entre 2020 et 2030.
L’Arctique russe possède également d’importantes réserves de lithium. Les gisements de lithium en Sibérie orientale et en Yakoutie pourraient fournir 3,5 % du lithium de la planète d’ici 2025.
L’importance grandissante de ces minerais est la raison pour laquelle la Russie envisage de construire cinq nouvelles centrales nucléaires flottantes, toutes destinées à alimenter des projets miniers. L’option nucléaire a été préférée par le Kremlin à l’idée de centrales à gaz flottantes. Les cinq centrales nucléaires flottantes coûteront 2,2 milliards de dollars.
Les centrales électriques flottantes sont la première étape à franchir sur la voie du développement des ressources en métaux et en minerais dans l’Arctique russe. Sans électricité, la construction des routes et d’autres infrastructures vitales dans le cadre d’un projet minier serait beaucoup plus difficile. Avec l’électricité, le principal problème est résolu.
L’économie mondiale vise une transition progressive vers une énergie décarbonée, et c’est en train de devenir une réalité en Russie où le Premier ministre a déclaré : « Il faut se préparer à une réduction progressive de l’utilisation des combustibles traditionnels : pétrole, gaz, charbon. Il faut améliorer l’efficacité énergétique, développer les énergies alternatives, construire des infrastructures appropriées. »
La Russie, en d’autres termes, commence à se préparer à un monde post-fossiles, ou du moins à un monde qui a moins besoin des hydrocarbures utilisés depuis près de 200 ans. Ce monde remplacera les hydrocarbures par des métaux et des minéraux. Heureusement pour la Russie, elle a tout ce qu’il faut : beaucoup d’hydrocarbures, de métaux et de minéraux.
Source : Yahoo News.

———————————————

With the melting of sea ice, new shipping lanes like the Northern Sea Route are opening in the Arctic and the mining of precious minerals is getting much easier. Russia – which owns most of Arctic – has perfectly understood all the benefits it can draw from the new situation. The Arctic seems to be the modern version of Ali Baba’s treasure cave.There is everything in the Arctic in terms of natural resources, but the harsh climate and lack of basic infrastructure have up to now interfered with the development of these resources. There has also not been much need for them in a fossil fuel-based economy.

Now, with the surge in demand expected for most basic metals and certain minerals considered critical for the energy transition such as cobalt or rare earths, there seems to be strong motivation, at least in Russia, to push ahead with resource development in the inhospitable northern region.

Take copper, for example. The metal is used abundantly in electric vehicles. If the average internal combustion engine contains about 20 kilos of copper, the average electric car contains as much as four times that. No wonder, then, that copper demand from the EV industry alone is set to grow enormously between 2020 and 2030.

The Russian Arctic has also significant lithium reserves.The lithium deposits in eastern Siberia and Yakutia might become the source of 3.5 percent of the world’s lithium by 2025.

This is rthe reason why the country plans to build five more floating nuclear power plants, all to supply mining projects. The nuclear option was preferred by the Kremlin to the idea for floating gas-fired power plants. The five floating power plants will cost $2.2 billion.

Floating power plants are the first step that needs to be made on the road to the development of Russia’s metal and mineral wealth in the Arctic. Without electricity, the task of building roads and other vital infrastructure for a mining project is a lot more challenging. With electricity, the first big problem is solved.

The world economy is aimed at a gradual transition to low-carbon energy, and this is already a new reality. Russia’s Prime Minister, said : « It is necessary to prepare for a step-by-step reduction in the use of traditional fuels: oil, gas, coal. It is necessary to improve energy efficiency, develop alternative energy, build appropriate infrastructure.

Russia, in other words, is beginning to prepare for a post-fossil fuel world, or at least a world that needs less of the hydrocarbons that have fuelled it for close to 200 years now. This world will replace hydrocarbons with metals and minerals. Fortunately for Russia, it has a lot of both hydrocarbons and metals and minerals.

Source: Yahoo News.

Extrême nord russe (Source: Wikipedia)

Islande :Ce n’est qu’un début! // Iceland : It’s just the beginning!

Pour la plupart d’entre nous, l’Islande est le symbole de la Nature à l’état pur, une espèce de temple qui ne saurait être profané. Malheureusement, cela ne semble pas être l’opinion de tout le monde. En lisant la presse islandaise, on apprend que « les robots et l’énergie géothermique devraient permettre à une entreprise canadienne d’extraire de l’or «de façon écologique» dans ce pays. »

La société St-Georges Eco-Mining étudie la possibilité d’extraction de l’or sur plusieurs sites en Islande, notamment à Þormóðsdalur, à 20 km à l’est de Reykjavík. La société insiste sur le fait que l’accent sera mis sur la protection de l’environnement.

Des études sont encore nécessaires pour savoir si les gisements d’or islandais sont suffisamment rentables pour pouvoir être exploités. La société prévoit d’investir plus de 3 millions d’euros dans ces études au cours des prochaines années et ajoute que les travaux n’affecteront que très peu l’environnement. Par exemple, à Þormóðsdalur, les gens se rendront à peine compte que l’activité minière a commencé. St-Georges Eco-Mining prévoit de réutiliser tous les matériaux extraits du sol pendant l’exploitation minière. Ils seront utilisés dans la construction et pour la fabrication du béton. La société a annoncé dans un communiqué de presse le mois dernier qu’elle avait acquis tous les permis d’exploitation minière en Islande, ce qui lui donne l’exclusivité  dans le pays. Outre l’or, St-Georges Eco-Mining détient également des droits d’exploration pour l’argent et le cuivre. Les licences minières couvrent une superficie de plus de 4 600 kilomètres carrés à travers le pays, par exemple à Vopnafjörður dans le nord-est de l’Islande; à Öxnadalur dans le nord du pays, et à Þormóðsdalur.

Source: Iceland Review.

Je crains fort que ce qui est censé être une « exploration minière écologique » au début devienne rapidement une exploitation minière à grande échelle en Islande et dans l’Arctique dans son ensemble avec la fonte de la glace et le dégel du pergélisol. Plusieurs pays ont déjà exprimé leur intérêt pour les minéraux qui se cachent sous la calotte glaciaire du Groenland. Outre l’or, St-Georges Eco-Mining prévoit également l’extraction du cuivre et de l’argent. Des exemples ailleurs dans le monde montrent que ces mines sont loin d’être respectueuses de l’environnement!

++++++++++

Une mauvaise nouvelle n’arrive jamais seule. Le site Iceland Review nous apprend que la montagne de Hjörleifshöfði et la plage de sable noir qui l’entoure ont été vendues à deux sociétés, une islandaise et une allemande. Elles prévoient d’extraire et de vendre du sable destiné au décapage et à la fabrication de ciment. Le matériau sera principalement exporté à la vente. Les anciens propriétaires du terrain disent avoir tenté à plusieurs reprises et sans succès de vendre cette terre historique à l’État islandais qui n’a manifesté aucun intérêt.

Hjörleifshöfði est une montagne de 221 mètres de haut qui domine une plaine de sable noir, près de la pointe sud de l’Islande, à environ 15 kilomètres à l’est de la ville de Vík í Mýrdal. Son nom est celui de l’un des premiers colons islandais, Hjörleifr Hróðmarsson, qui s’y installa à la fin du 9ème siècle, et on dit qu’il y serait enterré.

La zone (d’une superficie de plus de 11 000 hectares) achetée par les deux sociétés comprend les montagnes de Hjörleifshöfði et Hafursey. Elle s’étend depuis le glacier Kötlujökull jusqu’à la mer et se compose principalement d’étendues de sable. La Route n°1, traverse le site. Les sociétés prévoient d’ouvrir deux mines de sable pour commencer, et peut-être plus par la suite. Elles ont déjà conclu des accords avec d’autres propriétaires fonciers de la région concernant le traitement de la matière première.

Les deux compagnies affirment qu’elles donneront la priorité à l’environnement. Elles disent avoir l’intention de développer le tourisme sur place afin d’attirer les Islandais et les étrangers. A voir!

Source: Iceland Review.

————————————————

To most of us, Iceland is the symbol of pure Nature, a sort of temple that should not be desecrated. Unfortunately, this does not seem to be everybody’s opinion. Reading the Icelandic newspapers, we learn that robots and geothermal energy are expected to help a Canadian company produce “eco-friendly” gold in this country.

St-Georges Eco-Mining is exploring the possibility of gold mining at several locations in Iceland, including at Þormóðsdalur, 20 km east of Reykjavík. The company insists that their emphasis will be put on the protection of the environment

Research is still needed to find out whether Iceland’s gold deposits are large or concentrated enough to be mined. The company expects to spend more than 3 million euros over the next few years on finding out and adds the operation would be “minimally invasive.” For instance, they say that in Þormóðsdalur, people will hardly see when mining activity starts. The company plans to make use of all materials extracted from the ground during mining. After the gold is extracted, the remaining material will be used in building material and concrete.

St-Georges Eco Mining announced in a press release last month that it had acquired all Icelandic mineral licences in Iceland, giving it total control over all the mineral rights in the country. Besides gold, the company also holds exploration rights for silver and copper in Iceland. The mining licences cover a total area of over 4,600 square kilometres in locations across the country, including Vopnafjörður, Northeast Iceland; Öxnadalur, North Iceland; and Þormóðsdalur.

Source: Iceland Review.

I do fear that what will be alled eco-friendly mining at the beginning will rapidly become large-scale mining in Iceland and the Arctic as a whole with the melting of the ice and the thawing of permafrost. Several countries have already expressed interest in the minerals hidden beneath Greenland’s ice cap. Beside gold, St-Georges Eco-Mining also expects to mine copper and silver. Examples elsewhere in the world show that these mines are far from being eco-friendly!

+++++++++++

Bad news never comes alone. The Iceland Review website informs us that Hjörleifshöfði Mountain and the black sand beach surrounding it have been sold to two companies, one Icelandic and one German. They plan to mine and sell sand from the location for use in sandblasting and cement making. The material will mostly be exported for sale. The land’s previous owners say they made several unsuccessful attempts to sell the historic property to the Icelandic state which did not show any interest.

Hjörleifshöfði is a 221-metre tall mountain located on a black sand plain, near the southernmost tip of Iceland, some 15 kilometres east of the town of Vík í Mýrdal. It was named by one of the first legendary settlers of Iceland, Hjörleifr Hróðmarsson, who settled there at the end of the ninth century, and he is said to be buried on it.

The land area (over 11,000 hectares) bought by the two companies includes both Hjörleifshöfði and Hafursey mountains. It stretches from Kötlujökull glacier down to the sea and consists mostly of sand plains. The Ring Road, or Route 1, passes through the land.

The companies plan to set up two sand mines on the land to begin with, though possibly more in the future. They have already made agreements with other landowners in the area regarding processing of the raw materials.

The companies assert that environmental considerations are paramount. They say they have plans to develop tourism at the location to attract local and foreign tourists. Wait and see!

Source: Iceland Review.

Après la géothermie, l’Islande sera-t-elle livrée à l’industrie minière? (Photo : C. Grandpey)

Nouveau minéral découvert sur le Tolbachik (Kamchatka) // Discovery of a new mineral on Tolbachik Volcano (Kamchatka)

Ce n’est pas une nouvelle fracassante pour le monde de la volcanologie, mais elle mérite d’être signalée. Des chercheurs russes ont découvert un minéral qui n’a encore jamais été mentionné dans les documents scientifiques. Baptisé pétrovite, il a été prélevé sur le volcan Tolbachik dans la péninsule du Kamtchatka.

L’histoire éruptive du Tolbachik a été marquée par deux éruptions récentes: la «Grande éruption fissurale de 1975–1976, et un deuxième événement, moins spectaculaire, en 2012–2013.

La première éruption a donné naissance à de nombreux cônes de scories où les chercheurs ont découvert des minéraux jamais vus ailleurs dans le monde. Parmi eux, la pétrovite est un sulfate minéral qui apparaît – selon le Mineralogical Magazine – sous forme d’« agrégats globulaires bleus de cristaux tabulaires, dont beaucoup contiennent des inclusions gazeuses. »

Le spécimen a été découvert en 2000 près du deuxième cône de scories édifié par l’éruption de 1975. Il a été mis de côté pour une analyse ultérieure. Cette dernière révèle aujourd’hui que le minéral bleu présente des caractéristiques moléculaires très particulières, rarement vues auparavant.

Un chercheur russe explique que l’atome de cuivre à l’intérieur de la structure cristalline de la pétrovite présente «une coordination inhabituelle et très rare de sept atomes d’oxygène. Une telle coordination n’est caractéristique que de quelques composés, ainsi que de la saranchinaite. » La saranchinaite a été identifiée il y a quelques années et a également été découverte sur le Tolbachik.

La pétrovite s’est probablement cristallisée par précipitation directe des gaz volcaniques. C’est peut-être la raison pour laquelle elle se présente sous forme de croûtes cryptocristallines bleues enveloppant une fine matière pyroclastique.

D’un point de vue chimique, la pétrovite représente un nouveau type de structure cristalline. Elle offre des similitudes avec la saranchinaite à partir de laquelle elle est peut-être produite, mais cela doit être confirmé

La structure moléculaire de la pétrovite, qui se compose d’atomes d’oxygène, de soufre de sodium et de cuivre, est de nature poreuse et montre des passages interconnectés qui permettent peut-être aux ions sodium de migrer à travers la structure. Si cette hypothèse se confirme, les chercheurs pensent que cela pourrait conduire à des applications importantes en science des matériaux. Cela pourrait en particulier permettre de nouvelles méthodes de fabrication des cathodes utilisées dans les batteries et les appareils électriques. Cependant, pour le moment, la quantité de cuivre – métal de transition – dans la structure cristalline du minéral est beaucoup trop réduite pour envisager de telles applications. Ce problème pourrait toutefois être résolu en synthétisant en laboratoire un composé ayant la même structure que la pétrovite.

Source:  Mineralogical Magazine.

————————————————

It is not a piece of news that will deeply transform the world of volcanology but it is worth mentioning. Russian researchers have reported the discovery of a mineral that had never before ben documented by scientists. Called petrovite, the new mineral was found on Tolbachik volcano in the Kamchatka Peninsula.

Tolbachik’s eruptive history was marked by two recent eruptions: the ‘Great Tolbachik Fissure Eruption’ of 1975–1976, and a second, less dramatic event, in 2012–2013.

The first eruption gave birth to numerous cinder cones in the volcanic complex where researchers discovered minerals never seen elsewhere in the world. Among them, petrovite is a sulfate mineral that appears as blue globular aggregates of tabular crystals, many holding gaseous inclusions.

The specimen was discovered in 2000 near the second cinder cone associated with the 1975 eruption, and was kept aside for later analysis which now reveals that the blue mineral exhibits peculiar molecular hallmarks only rarely seen before.

A Russian researcher explains that the copper atom in the crystal structure of petrovite has “an unusual and very rare coordination of seven oxygen atoms. Such coordination is characteristic of only a couple of compounds, as well as of saranchinaite. » Saranchinaite was identified a couple of years ago, and was also uncovered at Tolbachik.

Petrovite probably crystallised via direct precipitation from volcanic gases. This may be the reason why it takes form as blue cryptocrystalline crusts enveloping a fine pyroclastic material.

From a chemical standpoint, petrovite represents a new type of crystal structure, although one that bears similarities to saranchinaite, from which it may be produced, but this needs to be confirmed

Petrovite‘s molecular framework, which consists of oxygen atoms, sodium sulphur and copper, is effectively porous in nature, demonstrating interconnected pathways that could enable sodium ions to migrate through the structure. Due to this behaviour, the researchers think this could lead to important applications in material science, potentially enabling new ways of developing cathodes for use in batteries and electrical devices. However, for the moment, the quantity of copper – a transition metal – within the crystal structure of the mineral is far too reduced for such applications. This problem might be solved by synthesizing a compound with the same structure as petrovite in the laboratory.

Source : Mineralogical Magazine.

Echantillons de pétrovite (Source : The Minealogical Magazine)