Figura:
(A) Esquema de una zona de subducción que ilustra la transferencia del oro y del azufre desde la placa subducida a través del manto, y luego hacia la corteza superior que alberga los grandes yacimientos de metales.
(B) Esquema, a escala del grano, de los fenómenos de interacción del fluido con los minerales del manto (olivino, piroxeno), lo que conduce al enriquecimiento del fluido en oro.
© D-Y. He
Se supone que el agua, los metales y los compuestos volátiles (SO2, SO3, CO2) son liberados por deshidratación de la placa oceánica subducida a gran profundidad (entre 80 y 120 km), y luego se infiltran en el manto suprayacente (ver Figura). Sin embargo, los mecanismos de transferencia de los metales siguen siendo enigmáticos. Atravesar un manto para un fluido portador de metales y azufre no es algo sencillo, ya que, desde el primer contacto, la reacción de los minerales ricos en Fe(II) del manto con el fluido debería reducir todo ese azufre a sulfuro S(-II) y precipitar el sulfuro de hierro (FeS), la fase que se sabe que concentra el oro.
Un consorcio internacional de investigadores de 5 países (China, Australia, Estados Unidos, Suiza y Francia) que incluye un laboratorio del CNRS Terre & Univers (ver recuadro), ha desarrollado un modelo termodinámico que explica, por primera vez de manera cuantitativa, este fenómeno de transferencia, teniendo en cuenta el ion trisulfuro, [S3•]-, una forma de azufre recientemente descubierta en los fluidos, pero ignorada en los escenarios existentes. El nuevo modelo demuestra que [S3•]- es el agente responsable del enriquecimiento en oro en el fluido durante su reacción con el manto, formando un complejo muy soluble, [Au(HS)S3]-.
Este complejo concentra hasta 1000 veces más oro en el fluido en comparación con su abundancia media en el manto, y así logra contrarrestar la acción de las fases de sulfuros de hierro que intentan secuestrar el oro. Este enriquecimiento en oro en el fluido es la condición necesaria para la generación de una fuente de oro en el manto de las zonas de subducción, y luego para la transferencia posterior del metal por los fluidos y los magmas hacia la corteza superior para formar los depósitos económicos (ver Figura).
El modelo desarrollado en este estudio permite comprender y predecir mejor las concentraciones económicas de los metales estratégicos en nuestro planeta.