O mistério do deslocamento do ouro no solo resolvido 💰

Ao estudar o comportamento do enxofre em fluidos magmáticos, sob pressões e temperaturas extremas, uma equipe da UNIGE revoluciona a compreensão do transporte do ouro e da formação de depósitos metalíferos.


Quando uma placa tectônica mergulha sob outra, ela gera magmas ricos em substâncias voláteis, como água, enxofre e cloro. Ao longo de sua trajetória em direção à superfície, esses magmas liberam fluidos magmáticos nos quais o enxofre e o cloro se ligam a metais, como ouro e cobre, e transportam esses metais para a superfície da Terra. Como as condições extremas dos magmas naturais são muito difíceis de reproduzir em laboratório, o papel preciso das diferentes formas de enxofre no transporte de metais permanece muito debatido.

Uma abordagem inovadora de uma equipe da Universidade de Genebra (UNIGE) demonstra que o enxofre, em sua forma bissulfurada (HS^-), é crucial para o transporte de ouro em fluidos magmáticos. Esses resultados podem ser encontrados na Nature Geoscience.

Quando duas placas tectônicas convergem, a placa subduzida mergulha no manto terrestre, aquece-se e libera uma grande quantidade de água. Essa água reduz a temperatura de fusão do manto, que derrete sob alta pressão e a temperaturas superiores a mil graus Celsius, gerando magmas. Como o magma líquido é menos denso que o resto do manto, ele migra então para a superfície terrestre.

Graças a uma metodologia de ponta, a equipe da UNIGE pôde mostrar que o bissulfeto é responsável pelo transporte da maior parte do ouro.


"Devido à queda de pressão, os magmas que ascendem em direção à superfície da Terra ficam saturados com um fluido rico em água, que é então liberado na forma de bolhas de fluido magmático", detalha Stefan Farsang, pós-doutorando no Departamento de Ciências da Terra da Faculdade de Ciências da UNIGE e primeiro autor do estudo. Os fluidos magmáticos são, portanto, compostos em parte de água, mas também de elementos voláteis dissolvidos, como enxofre e cloro. Esses dois elementos são cruciais, pois extraem ouro, cobre e outros metais do líquido silicatado para o fluido magmático, facilitando assim sua migração para a superfície.

Várias formas de enxofre

O enxofre pode facilmente se reduzir ou oxidar, ou seja, perder ou ganhar elétrons, um processo chamado de "oxirredução" ou "redox". Os estados redox do enxofre são importantes, pois influenciam sua capacidade de se ligar a outros elementos, como metais. No entanto, um debate divide a comunidade científica há mais de uma década: qual é o estado redox do enxofre presente no fluido magmático que mobiliza e transporta os metais?

Zoltán Zajacz, professor associado no Departamento de Ciências da Terra da Faculdade de Ciências da UNIGE e principal coautor do estudo, relata: "Um artigo seminal em 2011 havia sugerido que os radicais de enxofre S3- desempenhavam esse papel. No entanto, os métodos experimentais e analíticos apresentavam várias limitações, especialmente quando se tratava de reproduzir as condições de pressão-temperatura e oxirredução magmáticas relevantes, que agora superamos."

Revolução metodológica

A equipe da UNIGE colocou um cilindro de quartzo e um líquido de composição semelhante ao fluido magmático em uma cápsula de ouro hermeticamente fechada. A cápsula foi então colocada em um recipiente sob pressão, que foi levado a condições de pressão e temperatura características dos magmas presentes na crosta superior da Terra. "Acima de tudo, nossa instalação permite um controle flexível das condições de oxirredução no sistema, o que não era possível antes", acrescenta Stefan Farsang.


Durante os experimentos, o cilindro de quartzo é fraturado, permitindo que o fluido magmático sintético penetre nas fraturas. O quartzo então aprisiona microgotículas de fluido, como as encontradas na natureza, e a forma do enxofre que elas contêm pode ser analisada em alta temperatura e alta pressão, utilizando lasers com uma técnica analítica conhecida como espectroscopia Raman. Enquanto os experimentos espectroscópicos anteriores eram geralmente conduzidos até 700 °C, a equipe da UNIGE conseguiu aumentar a temperatura para 875 °C, característica dos magmas naturais.

O bissulfeto como transportador

O estudo mostra que o bissulfeto (HS^-), o sulfeto de hidrogênio (H₂S) e o dióxido de enxofre (SO₂) são as principais espécies de enxofre presentes nos fluidos experimentais em temperaturas magmáticas. O papel do bissulfeto no transporte de metais já foi bem documentado nos chamados fluidos "hidrotermais" de temperatura mais baixa, que derivam de fluidos magmáticos de temperatura mais alta.

No entanto, pensava-se que o bissulfeto tinha uma estabilidade muito limitada em temperaturas magmáticas. Graças a uma metodologia de ponta, a equipe da UNIGE pôde demonstrar que, nos fluidos magmáticos também, o bissulfeto é responsável pelo transporte da maior parte do ouro.

"Escolhendo cuidadosamente os comprimentos de onda do laser, também mostramos que, em estudos anteriores, a quantidade de radicais sulfurados nos fluidos geológicos foi fortemente superestimada e que os resultados do estudo de 2011 foram, na verdade, baseados em um artefato de medição, colocando assim um fim a esse debate", declara Stefan Farsang. As condições naturais que levam à formação de importantes depósitos de metais preciosos estão agora esclarecidas.

Dado que grande parte da produção mundial de cobre e ouro provém de depósitos formados por fluidos de origem magmática, este estudo pode contribuir para sua exploração, abrindo perspectivas importantes para a compreensão de sua formação.