Les échantillons ont été placés dans de petites capsules dorées - avec un point de fusion de 1, 064°C -- et soumis à des températures de 1, 000-1, 040°C et 1, 000 fois la pression atmosphérique de la Terre. Crédit :Lennart A. Fischer
Les géologues ont découvert que certains magmas se séparent en deux liquides séparés, dont l'un est très riche en fer. Leurs découvertes peuvent aider à découvrir de nouveaux gisements de minerai de fer pour l'exploitation minière.
Le minerai de fer est extrait dans environ 50 pays, avec l'Australie, Le Brésil et la Chine comme les plus gros producteurs. Il est principalement utilisé pour produire de l'acier. La plupart des gisements de minerai de fer se trouvent dans des roches sédimentaires. D'autres sont extraits dans des complexes volcaniques comme El Laco au Chili et Kiruna en Suède. Ces gisements de minerai de fer, appelés gisements de type Kiruna, représentent environ 10 pour cent de la production mondiale de fer, pourtant personne ne sait comment ils se forment.
Dans Communication Nature , une équipe internationale de chercheurs d'institutions dont la KU Leuven, Université Leibniz Hanovre, et l'ULiège présente la première preuve que ces gisements de minerai de fer se forment lorsque le magma se divise en deux liquides distincts.
"Les études précédentes ont toujours porté sur la texture ou la composition des roches naturelles. Nous avons été les premiers à reproduire réellement des magmas en laboratoire tels que ceux trouvés à El Laco, " dit le dernier auteur Olivier Namur du Département des Sciences de la Terre et de l'Environnement de la KU Leuven, La Belgique.
Les échantillons ont été placés dans de petites capsules dorées - avec un point de fusion de 1, 064°C -- et soumis à des températures de 1, 000-1, 040°C et 1, 000 fois la pression atmosphérique de la Terre. Crédit :Lennart A. Fischer
"Nous voulions reproduire les conditions trouvées dans les chambres magmatiques, où la roche en fusion s'accumule lorsqu'elle ne peut pas remonter à la surface de la Terre. C'est aussi là que se forment les gisements de minerai de fer sous les volcans, reproduire la température et la pression des chambres magmatiques semblait donc valoir la peine d'être examiné. »
"C'est pourquoi nous avons produit un mélange d'échantillons de minerai riche en fer et de laves typiques entourant les gisements de type Kiruna. Cela a créé une composition de magma en vrac qui, selon nous, existe dans la chambre magmatique profonde sous les volcans. Nous avons placé le mélange dans un four et élevé le température à 1, 000-1, 040°C. Nous avons également augmenté la pression à environ 1000 fois la pression atmosphérique de la Terre. Ce sont les conditions d'une chambre magmatique."
"Nous avons été surpris de constater que, dans ces conditions, le magma s'est divisé en deux liquides séparés. Ce processus est connu sous le nom d'immiscibilité. Pensez à ce qui se passe lorsque du pétrole se déverse dans l'océan :l'eau est striée de pétrole parce que le pétrole et l'eau ne peuvent pas se mélanger. »
"Un de ces liquides contenait beaucoup de silice, tandis que l'autre était extrêmement riche en fer - jusqu'à 40 pour cent - et en phosphore. Lorsque ce liquide riche en fer commence à se refroidir, vous obtenez des gisements de minerai de fer-phosphore de type Kiruna."
"C'est la première preuve que l'immiscibilité est la clé de la formation de gisements de minerai de fer tels que ceux extraits à El Laco. Si nous avons raison, ces découvertes peuvent aider à trouver de nouveaux gisements de minerai de fer. Cela est nécessaire pour répondre à la demande mondiale de fer :le recyclage à lui seul ne suffit pas encore. Et si vous voulez savoir où chercher du minerai de fer, vous avez la compréhension de la façon dont les dépôts se forment."
