Un chercheur de l'UNIGE a découvert les particularités des gisements porphyriques de cuivre et d'or, fournir aux sociétés minières un nouvel outil pour maximiser l'extraction de ces deux métaux.

Pourquoi certains gisements de porphyre, formés par des fluides magmatiques dans des arcs volcaniques, sont-ils riches en cuivre alors que d'autres contiennent principalement de l'or ? Pour tenter de répondre à cette question, un chercheur de l'Université de Genève a étudié comment les métaux s'accumulent pendant la durée d'un événement minéralisateur, à la recherche d'une corrélation entre les quantités de cuivre et d'or extraites des gisements. Non seulement le chercheur a découvert que la profondeur des gisements influence la quantité de métaux produits, mais aussi que plus de 95 % de l'or est perdu dans l'atmosphère à cause des émissions volcaniques. En bref, plus un gisement est profond, plus il y aura de cuivre, tandis que les gisements riches en or sont plus proches de la surface. Ces découvertes, qui sont publiés, apportera une aide précieuse aux entreprises qui extraient ces métaux.

Les processus géologiques produisent différents types de dépôts. Les gisements de type porphyre se forment sous les volcans par une accumulation de magma qui libère des fluides en se refroidissant et précipite les métaux sous forme de minerai. "La précipitation est l'extraction des métaux du fluide magmatique et leur fixation dans un minerai", explique Massimo Chiaradia, chercheur au Département des Sciences de la Terre de la Faculté des Sciences de l'UNIGE. Ces gisements de porphyre, qui se trouvent principalement autour de la ceinture de feu du Pacifique, produisent les trois quarts du cuivre naturel et un quart de l'or naturel extrait. « Un gisement de cuivre peut contenir de un à 150 millions de tonnes, tandis que la quantité d'or varie de dix tonnes à 2, 500 tonnes par gisement, " poursuit Chiaradia. Mais un gisement riche en cuivre sera-t-il automatiquement riche en or ? Et comment savoir où se situent les plus gros gisements ?

La profondeur du gisement est cruciale

Le géologue genevois a utilisé une série de modèles statistiques pour analyser deux hypothèses :soit les fluides magmatiques ont des quantités de métal variables dès le départ, soit les fluides sont identiques mais c'est l'efficacité de la précipitation des métaux qui influence la quantité de cuivre et de l'or. "J'ai vite vu que la première hypothèse n'était pas juste, et que la réponse réside dans les précipitations mais avec des différences pour l'or et le cuivre liées à la durée de la minéralisation, " explique Chiaradia. " Plus le temps de minéralisation est long, plus le gisement sera riche en cuivre. Et pour que la minéralisation soit la plus longue possible, le dépôt doit être profond, à 3 km de la surface, pour garantir un certain degré d'isolation et une longue durée de vie du magma.

Chiaradia a observé que moins de 1 pour cent de l'or est capturé dans les minerais des gisements profonds riches en cuivre. D'autre part, dans des gisements situés jusqu'à 3 km de profondeur, le taux grimpe à 5%, "ce qui est encore très petit, car plus de 95 % de l'or s'échappe toujours dans l'atmosphère". bien que l'or s'échappe extrêmement facilement dans les émissions volcaniques, « il est plus retenu dans les dépôts peu profonds où s'opère une séparation entre le liquide et la vapeur, ce qui favorise sa précipitation, " précise Chiaradia. " Dans les dépôts plus profonds, cependant, le liquide et la vapeur ne forment qu'une seule phase fluide, qui précipite le cuivre rapidement et fait fuir l'or dans l'atmosphère à mesure que le fluide remonte à la surface."

L'or se trouve à la surface, tandis que le cuivre se trouve en profondeur

Des études récentes ont montré que la demande de cuivre augmente à tel point qu'elle dépassera sa disponibilité dans les réserves naturelles et recyclables d'ici quelques décennies. Cela signifie que de nouvelles méthodes d'exploration sont nécessaires pour aider à trouver de nouveaux gisements. Et pour la première fois, ces résultats distinguent clairement deux types de gisements de porphyre et expliquent les différentes manières dont ils se forment. La première, qui sont très profonds, favoriser la minéralisation du cuivre sur une longue période, tandis que ce dernier, qui sont plus proches de la surface, produire plus d'or. "C'est une indication précieuse pour l'industrie de l'exploration minière, qui sait maintenant à quelle profondeur il trouvera d'importants gisements de cuivre, ou au contraire de grands gisements d'or, quel que soit le volcan, " conclut Chiaradia.