La formation des gisements d’or enfin expliquée

Comme d’autres métaux, l’or est présent à l’état de trace dans toutes les roches terrestres, mais sa concentration est multipliée par mille à un million dans les gisements exploités. Ce phénomène est dû à la circulation de fluides¹ dans la croûte terrestre : ils extraient le métal présent à faible dose dans les roches, le transportent, et favorisent son dépôt à des endroits donnés qui deviendront des gisements. Cependant, l’or est le plus inerte des métaux et a toujours été considéré comme difficilement transportable par les fluides géologiques. Jusqu’à maintenant, on ne parvenait donc pas à expliquer de manière satisfaisante la formation des gisements aurifères.

Des géologues, chimistes et physiciens du CNRS, de l’UPMC et de l’Université Toulouse III – Paul Sabatier² viennent de montrer qu’une forme de soufre récemment découverte et présente en faible quantité dans les fluides géologiques (l’ion trisulfure S₃^-) transporte et dépose efficacement l’or, ce qui pourrait élucider la formation de ses gisements. Ces résultats ont été obtenus grâce à des mesures en laboratoire et sur synchrotron aux températures et pressions rencontrées dans la croûte terrestre³, combinées à des modélisations informatiques. Cette découverte pourrait permettre de localiser de nouvelles ressources de métaux précieux (l’or, mais aussi peut-être le molybdène et le platine) et d’améliorer le traitement de leurs minerais.

¹ Comme ceux qui jaillissent en certains endroits de la surface de la Terre sous forme de sources hydrothermales.

² Les laboratoires impliqués sont :

• le laboratoire Géosciences environnement Toulouse (CNRS/Université Toulouse III – Paul Sabatier/IRD) ;
• l’Institut Néel (CNRS) ;
• l’Institut de minéralogie, de physique des matériaux et de cosmochimie (CNRS/UPMC/IRD/MNHN) et le laboratoire PASTEUR (CNRS/ENS/UPMC) ;
• le laboratoire Géoressources (CNRS/Université de Lorraine/CREGU).

³ Jusqu’à 500°C et 2000 fois la pression atmosphérique, soit les conditions rencontrées à 7 km de profondeur environ.

Illustration :

Cliché en microscopie électronique à balayage de nano- et microparticules d’or (points brillants) qui se sont déposées, avec des cristaux de pyrite de différentes tailles (gris), à partir d’une solution hydrothermale contenant du soufre et de l’or dans une expérience en laboratoire.

De telles expériences simulent la formation des gisements d’or dans la nature. Couplées avec des méthodes spectroscopiques in situ et des simulations numériques, elles montrent que l’or dans ces fluides se lie aux ions S₃^- qui rendent son transport et son dépôt très efficaces.

Crédit : Maria Kokh et Tierry Aigouy.

Contact chercheur :

Gleb POKROVSKI, directeur de recherche CNRS au laboratoire Géosciences environnement Toulouse.

T 05 61 33 26 18 –  gleb.pokrovski @ get.obs-mip.fr (gleb.pokrovski @ get.obs-mip.fr) 

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Véronique ETIENNE | Attachée de presse

CNRS – Direction de la communication

T  01 44 96 51 37 - veronique.etienne @ cnrs-dir.fr (veronique.etienne @ cnrs-dir.fr)

Référence de l’article :

Sulfur radical species form gold deposits on Earth, Gleb S. Pokrovski, Maria A. Kokh, Damien Guillaume, Anastassia Y. Borisova, Pascal Gisquet, Jean-Louis Hazemann, Eric Lahera, William Del Net, Olivier Proux, Denis Testemale, Volker Haigis, Romain Jonchière, Ari Seitsonen, Guillaume Ferlat, Rodolphe Vuilleumier, Antonio Marco Saitta, Marie-Christine Boiron, and Jean Dubessy. Proceedings of National Academy of Science (PNAS), 12 octobre 2015. www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1506378112