Une pompe à or dans la croûte terrestre

Publié par Redbran le 28/04/2021 à 13:00
Source: CNRS INSU
Comment les gisements d'or se forment-ils dans la croûte terrestre ? On ne retrouve généralement pas plus d'un milligramme de ce métal noble par tonne de roche. Dans les gisements aurifères, cependant, sa concentration est mille à un million (Un million (1 000 000) est l'entier naturel qui suit neuf cent quatre-vingt-dix-neuf...) de fois plus élevée ! L'or étant peu soluble dans les fluides et les magmas, un tel niveau de concentration ne peut s'expliquer uniquement par la phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et...) fluide (Un fluide est un milieu matériel parfaitement déformable. On regroupe sous cette...) hydrothermale.

Par ailleurs, une grande partie de l'or retrouvé dans les gisements n'est pas exploitée car elle reste 'cachée' dans les minéraux tels que la pyrite (La pyrite est une espèce minérale composée de sulfure de fer, de formule FeS2...) (Fe(S,As)2) et l'arsénopyrite (FeAsS). Cet or n'est pas exploitable par les méthodes de détection et d'extraction traditionnelles qui visent l'or dans son état natif métallique. Quelle est la nature de cet or invisible, et quel phénomène est responsable de sa concentration dans les gisements aurifères ?


La mine d'or à ciel ouvert Super Pit (Kargoorlie, Australie (L’Australie (officiellement Commonwealth d’Australie) est un pays de...) Occidentale) où une grande partie de l'or se trouve en état invisible dans la pyrite arsénifère et l'arsénopyrite.
© G. Pokrovski

Une équipe de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) internationale a récemment élucidé cette énigme qui taraude les géologues, les miniers et les métallurgistes depuis d'aube de l'ère industrielle. Pour cela, les chercheurs ont analysé, en utilisant la spectroscopie d'absorption ( En optique, l'absorption se réfère au processus par lequel l'énergie d'un photon est prise...) de rayons X de haute résolution sur synchrotron (Le terme synchrotron désigne un grand instrument électromagnétique destiné...), des minéraux de pyrite et d'arsénopyrite aurifères naturels ainsi que leurs analogues synthétisés en laboratoire. Les données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...) obtenues ont été interprétées à l'aide de modèles thermodynamiques et moléculaires permettant d'identifier l'état chimique et structural de l'or incorporé.

Les résultats montrent que l'or s'incorpore dans ces minéraux uniquement lorsqu'il se lie à l'arsenic (L’arsenic est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole...). La réaction d'oxydo-réduction provoquée par la rencontre entre le fluide et le minéral forme des clusters atomiques [AuAsnS6-n]. Les minéraux arsénifères fonctionnent ainsi comme de véritables pompes à or, assurant son extraction massive (Le mot massif peut être employé comme :) à partir des fluides qui n'ont qu'une faible capacité de concentration de ce métal (Un métal est un élément chimique qui peut perdre des électrons pour former des...). Le modèle conceptuel élaboré dans cette étude ouvre de nouvelles pistes pour localiser les ressources en or et autres métaux précieux, et améliorer le traitement des minerais.


En haut, cluster atomique formé par la rencontre de l'or avec l'arsenic et le soufre lors de son incorporation dans la pyrite arsénifère. En bas, dispositif de spectroscopie d'absorption de rayons X de haute résolution sur synchrotron(ligne de lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil...) FAME-UHD).
© G. Pokrovski, M. Kokh, M. Blanchard, D. Testemale
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En savoir plus:
An arsenic-driven pump for invisible gold in hydrothermal systems - Geochemical Perspectives Letters (2021)
G.S. Pokrovski, C. Escoda, M. Blanchard, D. Testemale, J-L. Hazemann, S. Gouy, M.A. Kokh, M-C. Boiron, F. de Parseval, T. Aigouy, L. Menjot, P. de Parseval, O. Proux, M. Rovezzi, D. Béziat, S. Salvi, K. Kouzmanov, T. Bartsch, R. Pöttgen et T. Doert.
10.7185/geochemlet.2113.

Contact:
Gleb Pokrovski - Géosciences Environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et...) Toulouse (GET) - gleb.pokrovski at get.omp.eu
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