科學精確定位全球金屬礦藏

礦工可以更輕鬆地找到新的礦藏

鹽湖城銅礦。

Pavisha Getty 影像

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銅、鉛和鋅對於現代技術的電子產品和電池至關重要。需求量激增,礦業公司消耗已知礦藏的速度超過了探礦者發現新礦藏的速度。現在,一個國際科學家團隊發現這些金屬礦藏與岩石圈(地球的地殼和上地幔)厚度之間存在關聯,為定位這些關鍵資源提供了一種可靠的方法。

新研究的第一作者、哈佛大學和哥倫比亞大學拉蒙特-多爾蒂地球觀測站的地質學家馬克·霍加德說,這個專案始於偶然。他的合著者,澳大利亞地球科學研究所的研究員卡羅爾·查諾塔訪問哈佛時提到,他注意到並想知道為什麼澳大利亞北部的金屬礦藏似乎與岩石圈厚度變化的區域對齊。研究團隊發現,這種聯絡在全球範圍內都適用,暗示有更多地方可以尋找隱藏的礦石。這項研究於七月發表在《自然地球科學》上,全面繪製了已知金屬礦藏與岩石圈厚度之間的相關性,並提出了這種相關性的潛在機制。

岩石圈可以延伸到地表以下 300 公里,耶魯大學地球物理學家莫琳·朗(未參與這項研究)表示,這使得其厚度“實際上對於地球物理學家來說非常難以測量”。為了計算岩石圈的厚度,通常使用地震儀讀數來記錄地震振動在地球上傳播的速度。然而,朗指出,世界範圍內有限的地震和地震儀意味著“我們解析地球結構的能力並不完美”。


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為了建立岩石圈厚度的高解析度世界地圖,霍加德和他的同事們結合並校準了現有的區域和全球模型,並添加了火山爆發帶到地表的岩石圈岩石的溫度和壓力資料。他們發現,金屬礦藏往往出現在岩石圈厚度約為 170 公里的地方。在推測原因時,他們指出,金屬的組成部分通常在地表附近發現,並在盆地中積聚。如果這些盆地位於岩石圈厚度合適的部分之上,那麼從更深地幔上升的熱量可能會為成分濃縮成金屬礦藏設定理想的溫度。

霍加德說,傳統上,尋找這些金屬需要“實地考察”,人們廣泛地取樣土壤中的礦物質含量或測量地球的磁場以尋找異常現象。該團隊的發現為遠端尋找有希望的地點提供了機會;事實上,霍加德說,礦業公司已經開始使用這些資訊來指導他們的搜尋。

朗說:“這些作者所做的真正新穎之處在於……將上地幔中這些更深層的結構與我們在地表[附近]可以看到的東西聯絡起來,這就是這些金屬礦藏的分佈。” “這是一項非常令人興奮的工作。”

Karen Kwon 是一位科學記者和編輯,常駐華盛頓特區地區。她是 2020 年《大眾科學》雜誌的 AAAS 大眾媒體研究員。

更多作者:Karen Kwon
大眾科學 Magazine Vol 323 Issue 4本文最初以“金屬探測”為標題發表於《大眾科學》雜誌第 323 卷第 4 期(),第 18 頁
doi:10.1038/scientificamerican1020-18
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