Le transport de l’or du manteau terrestre jusqu’à la surface repose sur le soufre provenant des volcans actifs. Deux études récentes s’accordent sur le fait que certaines formes de soufre se lient à l’or, permettant à ce précieux élément de remonter à la surface. Cependant, les scientifiques ne s’accordent pas sur quelle forme de soufre est la plus importante, rapporte ScienceAlert dans une publication du lundi 30 décembre 2024. Les deux hypothèses méritent d’être approfondies, car comprendre comment se forment les gisements d’or pourrait nous aider à mieux exploiter cette ressource précieuse dans l’avenir.
Les expériences menées par Deng-Yang He et son équipe de l’Université des géosciences de Chine (publiées dans PNAS) ont révélé que c’était le trisulfure – une molécule contenant trois atomes de soufre qui se lie à d’autres éléments – qui joue un rôle clé. Mais selon les travaux de Stefan Farsang et Zoltán Zajacz de l’Université de Genève en Suisse (publiés dans Nature Geoscience), c’est le disulfure – une molécule composée de deux atomes de soufre, souvent liée à des métaux comme l’or – qui serait le facteur décisif. .
En Islande, vivre avec les volcans
Trisulfure ou bisulfure : quelle forme de soufre joue un rôle clé ?
En règle générale, les gisements d’or sont associés à des zones volcaniques situées aux limites des plaques tectoniques. L’une des plaques glisse sous l’autre, créant des zones de subduction où se forment volcans et tremblements de terre, comme dans la célèbre ceinture de feu du Pacifique. L’or contenu dans ces gisements provient du manteau terrestre, à des profondeurs où il resterait piégé sans activité volcanique. L’or est ainsi transporté dans le magma qui remonte à la surface et se dépose. Les scientifiques savent que le soufre est indispensable à ce transport. Cet élément chimique se lie facilement aux métaux lourds. Le débat se concentre sur la forme de soufre responsable du transport de l’or. via zones de subduction.
D’une part, Deng-Yang He et son équipe ont développé un modèle thermodynamique visant à prédire les conditions nécessaires au transport de l’or. Leurs recherches montrent qu’à des températures et des pressions spécifiques, l’or se lie au trisulfure, formant un complexe soluble capable de transporter l’or à des concentrations bien supérieures à celles présentes dans le manteau. Ce modèle suggère que le trisulfure est un moyen extrêmement efficace pour extraire l’or du manteau et l’amener jusqu’à la croûte terrestre.
Adam Simon, géologue à l’Université du Michigan, a participé à l’étude chinoise. « Ce modèle thermodynamique que nous venons de publier est le premier à démontrer l’existence du complexe or-trisulfure, dont nous ignorions l’existence dans ces conditions »observe-t-il dans un communiqué. Il estime que ce modèle justifie de manière optimale les fortes concentrations d’or observées dans certains systèmes minéraux des zones de subduction.
Dans le même temps, les résultats de l’Université de Genève suggèrent que c’est le disulfure qui joue un rôle clé. Stefan Farsang et Zoltán Zajacz ont modifié l’état d’oxydation du soufre au cours de leurs expériences, à des températures atteignant 875°C, similaires à celles des magmas naturels. Contrairement aux expériences de leurs pairs, qui pointaient du doigt le trisulfure comme responsable du transport, leurs résultats attestent que le bisulfure, le sulfure d’hydrogène et le dioxyde de soufre sont tous présents aux températures magmatiques. Une découverte intéressante, car on ne savait pas que le disulfure pouvait exister à ces températures élevées.
Un débat scientifique qui pourrait redéfinir l’exploitation minière
Les résultats des deux études, qu’elles concernent les trisulfures ou les bisulfures, apportent de précieux éclairages sur les mécanismes de formation des gisements d’or dans des conditions géologiques extrêmes. Ces travaux ouvrent la voie à de futures recherches visant à clarifier les processus chimiques exacts responsables du transport des métaux lourds dans les zones de subduction, qui pourraient influencer les pratiques minières dans ces régions.
