L'or, convoité pour sa rareté et sa valeur, intrigue depuis longtemps les scientifiques en raison d'un mystère fondamental : comment migre-t-il des profondeurs du manteau terrestre vers des dépôts accessibles en surface ?
Dans une avancée significative, une équipe internationale de chercheurs dirigée par l'Université du Michigan a développé un modèle thermodynamique innovant qui éclaire ce processus. Publiés dans les Proceedings of the National Academy of Sciences, les résultats redéfinissent notre compréhension des processus géologiques liés à ce métal précieux.
L'étude identifie le soufre comme l'acteur clé dans le transport de l'or du manteau vers le magma. À des profondeurs de 50 à 80 kilomètres, des conditions de pression et de température extrêmes permettent au soufre d'interagir avec l'or, formant un composé chimique hautement mobile connu sous le nom d'or-trisulfure. Ce complexe peut traverser le magma et remonter vers la croûte terrestre.
Le professeur Adam Simon, co-auteur de l'étude, a expliqué : "L'or pur est chimiquement inerte dans le manteau et ne tend pas à se mobiliser. Cependant, lorsqu'il interagit avec des fluides riches en soufre, il se combine pour former un complexe capable de voyager à travers le magma, facilitant son transfert vers des zones plus accessibles." Cette découverte approfondit non seulement notre compréhension de la chimie de l'or, mais éclaire également pourquoi certains environnements géologiques sont plus propices à des dépôts significatifs d'or.
Le modèle des chercheurs met l'accent sur les zones de subduction, des zones où une plaque tectonique s'enfonce sous une autre. Ces régions volcaniquement actives génèrent des fluides riches en soufre qui interagissent avec le magma, enrichissant les couches superficielles en or. Simon a noté : "Les processus qui alimentent les éruptions volcaniques sont les mêmes que ceux qui génèrent des dépôts d'or." Les régions le long de la Ceinture de Feu du Pacifique, y compris l'Indonésie, le Japon, l'Alaska et les Andes, sont particulièrement pertinentes.
Le mécanisme décrit souligne également comment la fusion partielle de la plaque subductée libère des fluides riches en soufre, créant des conditions favorables à la formation de l'or-trisulfure et à sa migration subséquente vers la surface, où il se solidifie finalement en dépôts exploitables.
Pour valider leur hypothèse, l'équipe a mené des expériences en laboratoire simulant les conditions extrêmes du manteau terrestre, contrôlant soigneusement la pression et la température pour reproduire les interactions chimiques dans le magma. Sur la base de ces expériences, ils ont développé un modèle thermodynamique robuste expliquant comment des conditions spécifiques du manteau facilitent la formation et le mouvement du complexe or-trisulfure.
Cette approche améliore non seulement la compréhension de la chimie du manteau, mais a également des applications pratiques dans la conception de stratégies d'exploration minière. Simon a ajouté : "Cette combinaison d'expérimentation et de modélisation nous fournit un outil puissant pour identifier les régions à fort potentiel pour des dépôts d'or." L'article scientifique, intitulé L'oxydation du manteau par le soufre entraîne la formation de dépôts d'or géants dans les zones de subduction, comprend des contributions d'experts de Chine, de Suisse, d'Australie et de France. Au-delà de la résolution d'un débat scientifique de longue date, les résultats ouvrent de nouvelles avenues pour l'exploitation minière, permettant une approche plus efficace et durable pour identifier et exploiter les ressources aurifères.
Cette étude établit un lien clair entre les processus tectoniques, volcaniques et la formation de dépôts minéraux, consolidant son statut de référence dans le domaine de la géologie économique. Avec cette nouvelle compréhension, l'exploration minière pourrait bénéficier d'outils plus précis, se concentrant sur les régions de subduction où les conditions de formation de l'or sont les plus favorables.