Des scientifiques identifient le mécanisme par lequel l'or atteint la surface de la Terre !
Un nouveau modèle explique comment l'or des grands fonds peut remonter à la surface dans des couches proches de la surface de la Terre et être exploité.
Une équipe de recherche, comprenant un scientifique de l'Université du Michigan, a découvert un nouveau complexe d'or et de soufre qui aide les chercheurs à comprendre comment se forment les dépôts d'o
L'or contenu dans les dépôts minéraux associés aux volcans entourant la ceinture de feu du Pacifique provient du manteau terrestre et est transporté par le magma jusqu'à la surface de la Terre. Cependant, la manière dont cet or atteint la surface a fait l'objet d'un débat. Aujourd'hui, l'équipe de recherche a utilisé des modèles numériques pour révéler les conditions spécifiques qui conduisent à l'enrichissement de l'or dans les magmas qui remontent du manteau terrestre vers la surface.
De l'or à des kilomètres de profondeur
Le modèle révèle notamment l'importance d'un complexe or-trisulfure dont l'existence a été vivement débattue, selon Adam Simon, professeur de sciences de la terre et de l'environnement à l'UM et co-auteur de l'étude.
La présence de ce complexe or-trisulfure sous un ensemble très spécifique de pressions et de températures dans le manteau, à une distance comprise entre 48 et 80 kilomètres sous les volcans actifs, entraîne le transfert de l'or du manteau vers les magmas qui se déplacent ensuite vers la surface de la Terre. Les résultats de l'équipe sont publiés dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences.
« Le modèle thermodynamique que nous avons publié est le premier à révéler la présence du complexe or-trisulfure, dont on ignorait jusqu'à présent qu'il existait dans ces conditions », a déclaré M. Simon. « Il constitue l'explication la plus plausible des très fortes concentrations d'or présentes dans certains systèmes minéraux des zones de subduction ».
Les gisements d'or associés aux volcans se forment dans ce que l'on appelle les zones de subduction. Les zones de subduction sont des régions où une plaque continentale (la plaque Pacifique, qui se trouve sous l'océan Pacifique) s'enfonce sous les plaques continentales environnantes. Dans ces filons où les plaques continentales se rencontrent, le magma du manteau terrestre a la possibilité de remonter à la surface.
« Sur tous les continents entourant l'océan Pacifique, de la Nouvelle-Zélande à l'Indonésie, aux Philippines, au Japon, à la Russie, à l'Alaska, à l'ouest des États-Unis et du Canada, et jusqu'au Chili, nous avons de nombreux volcans actifs », a déclaré M. Simon. « Tous ces volcans actifs se forment sur ou dans une zone de subduction. Les processus à l'origine des éruptions volcaniques sont les mêmes que ceux à l'origine des gisements d'or. »
L'or se trouve en abondance dans le manteau terrestre, au-dessus de la plaque océanique en subduction. Cependant, lorsque les conditions sont propices à l'ajout d'un fluide contenant l'ion triazufre depuis la plaque en subduction vers le manteau, l'or préfère se lier au triazufre pour former un complexe or-triazufre. Ce complexe est très mobile dans le magma.
Les scientifiques savaient déjà que l'or forme des complexes avec divers ions de soufre, mais cette étude, à laquelle ont participé des scientifiques chinois, suisses, australiens et français, est la première à présenter un modèle thermodynamique solide pour l'existence et l'importance du complexe or-triazole.
Mieux comprendre la formation des gisements d'or
Pour identifier ce nouveau complexe, les chercheurs ont développé un modèle thermodynamique basé sur des expériences de laboratoire dans lesquelles les chercheurs contrôlent la pression et la température de l'expérience et mesurent ensuite les résultats de l'expérience. Les chercheurs ont ensuite développé un modèle thermodynamique qui prédit les résultats de l'expérience. Ce modèle thermodynamique peut ensuite être appliqué à des conditions réelles.
« Ces résultats permettent de mieux comprendre ce qui fait que certaines zones de subduction produisent des gisements très riches en or », a déclaré M. Simon. « En combinant les résultats de cette étude avec les études existantes, on améliore notre compréhension de la formation des gisements d'or, ce qui peut avoir un impact positif sur l'exploration. »
Référence de l'article :
Deng-Yang He et al, Mantle oxidation by sulfur drives the formation of giant gold deposits in subduction zones, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI: 10.1073/pnas.2404731121