Le cuivre est en train de devenir de plus en plus rare et pourtant nos besoins en ce métal ne cessent d’augmenter, surtout dans la dynamique actuelle de transition énergétique. Une nouvelle étude vient caractériser de manière plus précise les conditions nécessaires à la formation de vastes gisements et montre qu’ils seraient associés à des éruptions ratées.
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Le cuivrecuivre, en raison de ses propriétés thermiques et conductives, fait partie des métauxmétaux les plus utilisés actuellement, et donc les plus exploités. Sa valeur ne devrait cesser d'augmenter dans le futur car il représente un élément clé dans la transition énergétique en cours. En effet, tous les systèmes électroniques et électriques présents dans les technologies dites « bas carbonecarbone » nécessitent, pour leur fabrication, de grandes quantités de cuivre dont les ressources diminuent à vue d'œilœil.
Le secteur des transports est tout particulièrement gourmand en 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. Il devient donc urgent de repenser l'économie du cuivre mais également de trouver de nouveaux gisements.
La (très chaude) genèse des gisements de cuivre
Habituellement, le cuivre se trouve à l'état naturel au sein de dépôts minérauxminéraux appelés « 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. Ce processus n'est cependant pas instantané. Il faut des dizaines de 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. Il apparait que ces dépôts sont généralement associés à la production de magmas calc-alcalins, caractéristiques des arcs volcaniquesarcs volcaniques se développant dans la croûte continentale au niveau de certaines zones de subductionzones de subduction.
Dans ce contexte, il apparait 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 volumevolume de magma en train de refroidir. Cependant, l'accumulation de grandes quantités de magma dans la croûte ne garantit pas la formation de mineraisminerais de cuivre. D'autres paramètres entrent en jeu.
Des éruptions avortées permettent la genèse d’importants dépôts de cuivre
Dans une nouvelle étude, des chercheurs se sont attelés à caractériser de manière plus précise les conditions permettant la formation de grands gisements de cuivre. Leurs résultats, publiés dans Nature Communications Earth and Environment montrent que la formation des porphyres cuprifères est en effet très dépendante du volume de magma, mais également de sa vitessevitesse de transfert vers la croûte supérieure et le réservoir magmatique. La formation d'importants dépôts nécessite ainsi l'injection de grands volumes de magma avec une vitesse de remontée assez rapide, à un débitdébit supérieur à 0,001 km3/an.
Ce type de comportement magmatique est caractéristique des grandes éruptions qui s'observent habituellement en environnement de rift, de point chaudpoint 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 rejetés dans l'atmosphèreatmosphère au lieu de rester au sein de la croûte continentalecroûte continentale.
Les auteurs 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, permettant la genèse de porphyre cuprifère. Ces nouvelles données vont permettre de mieux cibler les lieux de prospection pour découvrir les nouveaux et vastes gisements de cuivre qui seront nécessaires à notre industrie dans un futur proche.
