Description: Michigan International Copper Analogue (MICA) project Langzeitverhalten von Kupfer in natürlichen Systemen zur Unterstützung von Sicherheitsbetrachtungen M. Schönhofen-Romer, A. Liebscher, H. Reijonen, I. Aaltonen, X. Liu, C. Lilja, S. Norris, P. Keech und N. Diomidis 1. Keweenaw – Kupferlagerstätte4. Kupfer im Endlagerkontext SW Rand des Mittelkontinentalen Riftsystems Nordamerikas > 2000 km lang Riftfüllung vorwiegend subaerische basaltische Lavaströme + Sedimente Metallische Kupferlagerstätte ~ 200 km lang Kupfervorkomm en in vulkanischen und sedimentären Gesteinen Kupfer Teil verschiedener Endlagerbehälter-Konzepte (z. B. Finnland, Kanada, Schweden) Endlagerbehälter als Hauptbarriere Resistenz gegen a) b) c) geomechanische Beanspruchung (Tektonik, Hydrostatik, etc.) Chemische Resistenz gegen langfristige Korrosion Analogstudien an natürlichen Kupfervorkommen Langzeitstabilität über Laborexperimente hinaus Prozesse und Verhaltensweise von Kupfer in natürlicher Abb. 4: Endlagerbehälter Kanada’s mit a) KBS-3 aus Schweden, b) NWMO IV-25 (altes Modell) und c) geologischer Umgebung NWMO Mark II (aktuelles Modell; Hall and Kech, 2017). Abb. 1: Karte des Keweenaw Gebietes (modifiziert nach Bornhorst & Lankton, 2009 und Bornhorst & Mathur, 2017) 2. Keweenaw – Entstehung 5. MICA – Phase I 1. Riftfüllung 2. Initiale Subsidenz vor Versenkungsmetamorphose Genaue Beschreibung Mineralogie + Geochemie Beschreibung Texturen + Korrosionsphänomene Altersdatierung Abb. 5: Schematischer Plan zur Projektdurchführung der 1. Phase von MICA. 3. Regionales hydrothermales Event mit regionaler Kompression (~1,07 – 1,04 Mrd. Jahre) unter stabilen Ablagerungsbedingungen Abb. 2: Modell zur Entstehung der Keweenaw-Kupferlagerstätte in drei Phasen mit Sandsteinen an Riftflanken (gelb; 1,07 Mrd. - 950 Mio. Jahre alt), Rift-füllenden klastischen Sedimentgesteinen (orange; 1,09 - 1,07 Mrd. Jahre alt) und subaerischen vulkanischen Gesteinen (grün; 1,15 - 1,09 Mrd. Jahre alt). Modifiziert nach Bodden et al. (2022). Salinität 5-15% Ca/Na ~4 Niedriges CO2 + S Systematische Studie von Alterationsphänomenen, Rekonstruktion von Herkunft + Zeitrahmen Verbindung von Parametern mit spezifischen Prozessen 6. MICA – Korrosionsmineralogie XRD crystal structure SEM-EDS chemistry 1: Native Cu 2: Cuprite 3. Keweenaw – Geologische Entwicklung Cu1.3O 2: cuprite 2: cuprite 3: nano mixture 3: Nano-mixture (cuprite+chlorite) CuFe2Al2.9Mg1.1K0.6Ti0.2Si11.3Ox ~ 1,04 Mrd. – 500 Mio. Jahre: Oxidierendes Mileu (supergene Alteration) + Übergang von anoxisch zu oxisch 4: Malachite CuCOx MICA-3F ~ 500 – 175 Mio. Jahre: Anoxisches, salinares Milieu Unterschiedliche Korrosionsprozesse (Sulfidierung, Oxidation, mikrobiell induziert,…) Reflected light 4: malachite Reflected light 3 SEM-BSE SEM-BSE 1 2 4 2 Literaturverzeichnis Bodden, T. J., Bornhorst, T. J., Bégué, F., & Deering, C. (2022). Sources of Hydrothermal Fluids Inferred from Oxygen and Carbon Isotope Composition of Calcite, Keweenaw Peninsula Native Copper District, Michigan, USA. Minerals, 12(4), 474. Bornhorst, T. J., & Lankton, L. D. (2012). Copper mining: A billion years of geologic and human history. Bornhorst, T. J., & Mathur, R. (2017). Copper isotope constraints on the genesis of the Keweenaw Peninsula native copper district, Michigan, USA. Minerals, 7(10), 185. Hall, D. S., & Keech, P. G. (2017). An overview of the Canadian corrosion program for the long-term management of nuclear waste. Corrosion Engineering, Science and Technology, 52(sup1), 2-5. www.bge.de Tage der Standortauswahl 2022 / Aachen GZ: SG01201/12/2-2022#23 | Objekt-ID: 931116 | Stand 01.06.2022
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Tags: Aachen ? Kupfer ? Bodden ? Finnland ? Schweden ? Michigan ? Geochemie ? Kohlenstoff ? Sauerstoff ? Kanada ? USA ? Kupferbergbau ? Stadtteil ? Tektonik ? Korrosion ? Sandstein ? Karte ? Halbinsel ? Geologischer Prozess ? Nordamerika ? Laborversuch ? Studie ? Vulkanit ? Mineralogie ? Sediment ? Calcit ? Oxidation ? Isotop ? Langzeitverhalten ? Standortwahl ? Sedimentgestein ? Glimmer ? Mineral ? Geologisches Modell ?
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