Des géologues, miniers et métallurgistes ont conduit des travaux de recherche pour élucider le mystère de cet or qui reste caché dans certains minéraux, à l'instar de la mine d’or à ciel ouvert Super Pit (à Kargoorlie, en Australie Occidentale) où une grande partie du précieux métal se trouve à l'état invisible dans la pyrite arsénifère et l’arsénopyrite. Les résultats de leurs études ouvrent de nouvelles voies pour localiser et exploiter ces autres gisements aurifères.

 

Comment les gisementsgisements d'or se forment-ils dans la croûte terrestre ? On ne retrouve généralement pas plus d'un milligramme de ce métal noblemétal noble par tonne de roche. Dans les gisements aurifères, cependant, sa concentration est mille à un million 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 fluide hydrothermale.

Par ailleurs, une grande partie de l'or retrouvé dans les gisements n'est pas exploitée car elle reste « cachée » dans les minérauxminéraux tels que la pyrite (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 ?

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 FAME-UHD). © G. Pokrovski, M. Kokh, M. Blanchard, D. Testemale
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 FAME-UHD). © G. Pokrovski, M. Kokh, M. Blanchard, D. Testemale

Le retour de la ruée vers l'or ? 

Une équipe de recherche internationale a récemment élucidé cette énigme qui taraude les géologuesgéologues, les miniers et les métallurgistes depuis d'aubeaube de l'ère industrielle. Pour cela, les chercheurs ont analysé, en utilisant la spectroscopie d'absorptionabsorption de rayons Xrayons X de haute résolutionrésolution sur synchrotron, des minéraux de pyrite et d'arsénopyrite aurifères naturels ainsi que leurs analogues synthétisés en laboratoire. Les données obtenues ont été interprétées à l'aide de modèles thermodynamiquesthermodynamiques 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'arsenicarsenic. 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 à partir des fluides qui n'ont qu'une faible capacité de concentration de ce métalmétal. 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.