Une équipe de recherche, comprenant un scientifique de l’Université du Michigan, découvert un nouveau complexe or-soufre ce qui aide les chercheurs à comprendre comment se forment les dépôts
Or contenu dans les gisements 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 de débats. L’équipe de recherche a maintenant utilisé des modèles numériques pour révéler les conditions spécifiques qui conduisent à l’enrichissement en or des magmas. qui s’élèvent du manteau terrestre vers la surface.
Des kilomètres d’or en 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, provoque le transfert de l’or du manteau vers les magmas qui se déplacent ensuite vers la surface terrestre. 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 l’existence jusqu’à présent n’était pas connue dans ces conditions”, a déclaré Simon. “Cela 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 qu’on appelle les zones de subduction. Les zones de subduction sont des régions où une plaque continentale (la plaque Pacifique, située sous l’océan Pacifique) s’enfonce sous les plaques continentales environnantes. Dans ces veines où se rejoignent les plaques continentales, 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, en passant par les Philippines, le Japon, la Russie, l’Alaska, l’ouest des États-Unis et le 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 qui provoquent les éruptions volcaniques sont les mêmes que ceux qui provoquent les gisements d’or. »
L’or se trouve en abondance dans le manteau terrestre, au-dessus de la plaque océanique subductrice. Cependant, lorsque les conditions sont favorables à l’ajout d’un fluide contenant l’ion triazufre de la plaque subductrice au 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 soufre, mais cette étude, à laquelle ont participé des scientifiques de Chine, de Suisse, d’Australie et de France, est le premier à présenter un modèle thermodynamique robuste 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 en laboratoire dans lesquelles les chercheurs contrôlent la pression et la température de l’expérience puis mesurent 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 aux 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 des études existantes, Nous améliorons notre compréhension de la façon dont se forment les gisements d’or, ce qui peut avoir un impact positif sur l’exploration. »
Référence de l’article :
Deng-Yang He et al, L’oxydation du manteau par le soufre entraîne la formation de gisements d’or géants dans les zones de subduction, Actes de l’Académie nationale des sciences (2024). DOI : 10.1073/pnas.2404731121
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