“高科技藏宝图”,为人类指明了又一处丰富金属矿藏的所在_风闻
Science_北京-不惧过往,不畏将来!2020-07-03 10:00
原创 科学大观园 科学大观园杂志 今天

研究人员发现新的地质结构线,或暗藏大规模的优质金属矿藏。

巨型矿床紧密分布在硬质岩石开始变薄的位置上方(白色区域),这些硬质岩石位于地下深处,构成了古大陆的核心。
如果人类希望保持经济的可持续发展,并抵御气候变化的影响,建立一个与可再生能源领域紧密相连的金属矿业将非常重要。然而,人类对金属的需求可能已经远远超出了矿藏的探明储量,并且无法利用利用现有技术找到更多矿体。
《自然·地球科学》杂志6月29日报道,科学家们在位于地下100英里或更深处的结构线,找到了新的铜、铅、锌和其他重要金属的大型矿床。
虽然这些可开采矿床离地表足够近,但目前的勘探方法还无法进行探测。作者表示,新发现可以大大缩小搜索区域,减少未来矿山的工业足迹。

“人类离不开金属制品,但它们又无法完全回收,”论文作者、哈佛大学和哥伦比亚大学拉蒙特-多尔蒂地球观测站的博士后研究员Mark Hoggard说,“我们需要找到其他矿源。”
研究发现,85%的已知基础金属矿床以沉积物形式存在,100%的“巨型”矿床都位于深埋在地球下的结构线上(地表以下约170公里处)。

此前,大多数矿床都是在地表发现的,它们的位置分布比较随机。近几十年来,地质学家虽然引入了其它地球物理勘探方法,但结果却不尽人意。而新研究向地质学家展示了一张高科技藏宝图,为他们寻找金属指明了方向。
随着文明的快速发展,人类对基本金属的需求量越来越高。科学家长期使用地震波来绘制岩石圈的垂直变化深度。

在最古老的、未受干扰的大陆块的核心,岩石圈的深度低至300公里,而在海床的年轻岩石下方,岩石圈的深度则渐渐趋近零。由于大陆在漫长岁月中发生了移动、碰撞和开裂,岩石圈出现了不规则现象,其中许多已被绘制出来。
新研究正是立足于此。论文作者发现,澳大利亚最富饶的矿场整齐地分布在厚重、古老的岩石圈接近海岸方向的170公里深处。随后,他们将调查范围扩大到全球约2100个沉积岩型矿藏,从中发现了相同的模式。

作者认为,厚厚的大陆岩石伸展并下垂形成一个凹陷,这就为金属沉积物的形成创造了条件:岩石圈变薄,海水涌入。长期以来,这些低洼区域被周围海拔较高的岩石产生的含金属沉积物填满。咸水向下循环至某个深度后,金属在恰当条件下沉淀出来,在当时的地表下100米到10公里处形成巨大的沉积物。
这其中的关键因素是岩石圈的深度。岩石圈最厚的地方,来自炎热的下地幔的热量很少,几乎没有热量能上升到潜在的近地表成矿区,而岩石圈最薄的地方,就会有很多热量通过。170公里深度的边界似乎是“适居带”,只要有合适的化学物质存在,就能创造合适的温度条件。

“这真是恰到好处,” Hoggard说,“这些矿床含有大量金属,它们结合形成了高品位矿石。”目前大多数的基本金属矿都是无序的、破坏性的露天作业。但在许多情况下,开采一公里以下的矿藏可能是经济可行的,这些矿藏“几乎肯定能通过低破坏性性的竖井加以开采。”
(部分图片来源于网络)
◎编译 | 李华
◎审稿 | 西莫
◎责编 | 雷鑫宇
◎期刊来源 | 《自然·地球科学》
◎期刊编号 | 1752-0894
◎原文链接:
https://phys.org/news/2020-06-geologists-deep-earth-hidden-metal-lodes.html
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