Pendant des décennies, les scientifiques ont été intrigués par la formation de rares gisements d'or hyper-enrichis dans des endroits comme Ballarat en Australie, Serra Palada au Brésil, et Red Lake en Ontario. Bien que ces dépôts se forment généralement sur des dizaines à des centaines de milliers d'années, ces gisements "à très haute teneur" peuvent se former en quelques années, mois, voire des jours. Alors comment se forment-ils si vite ?

En étudiant des exemples de ces gisements de la mine Brucejack dans le nord-ouest de la Colombie-Britannique, Professeur de McGill Anthony Williams-Jones du Département des sciences de la Terre et des planètes et Ph.D. L'étudiant Duncan McLeish a découvert que ces gisements d'or se forment un peu comme du lait caillé. Quand le lait tourne au vinaigre, les particules de matière grasse s'agglutinent pour former une gelée.

Questions-réponses avec Anthony Williams-Jones et Duncan McLeish

Qu'avez-vous décidé de découvrir ?

Les scientifiques savent depuis longtemps que les gisements d'or se forment lorsque de l'eau chaude s'écoule à travers les roches, dissoudre d'infimes quantités d'or et le concentrer dans les fissures de la croûte terrestre à des niveaux invisibles à l'œil nu. Dans des cas rares, les fissures se transforment en filons d'or massif de quelques centimètres d'épaisseur. Mais comment des fluides avec de si faibles concentrations d'or produisent-ils des gisements d'or rares à très haute teneur ?

Qu'avez-vous découvert ?

Nos découvertes résolvent le paradoxe de la formation d'or "à très haute teneur" ou "bonanza", qui a frustré les scientifiques pendant plus d'un siècle. Le paradoxe des gisements d'or de bonanza est qu'il n'y a tout simplement pas assez de temps pour qu'ils se forment, ils ne devraient pas exister, mais ils le font !

Comme la concentration d'or dans l'eau chaude est très faible, de très grands volumes de fluide doivent traverser les fissures de la croûte terrestre pour déposer des concentrations d'or exploitables. Ce processus nécessiterait des millions d'années pour remplir d'or une fissure d'un seul centimètre de large, alors que ces fissures se scellent généralement en quelques jours, mois, ou des années.

À l'aide d'un puissant microscope électronique pour observer des particules dans de fines tranches de roche, nous avons découvert que les gisements d'or de bonanza se forment à partir d'un fluide un peu comme le lait. Le lait est constitué de petites particules de matière grasse qui sont en suspension dans l'eau car elles se repoussent, comme les extrémités négatives de deux aimants. Lorsque le lait tourne au vinaigre, la charge de surface se décompose, et les particules s'agglutinent pour former une gelée. C'est la même chose avec les colloïdes d'or, qui sont constitués de nanoparticules d'or chargées qui se repoussent, mais quand la charge tombe en panne, ils "floculent" pour former une gelée. Cette gelée est piégée dans les fissures des roches pour former les veines d'or à très haute teneur. Les colloïdes d'or sont distinctement rouges et peuvent être fabriqués en laboratoire, tandis que les solutions d'or dissous sont incolores.

Pourquoi les résultats sont-ils importants ?

Nous avons produit les premières preuves de la formation et de la floculation de colloïdes d'or dans la nature et les premières images de petites veines de particules de colloïdes d'or et de leurs agrégats floculés à l'échelle nanométrique. Ces images documentent le processus par lequel les fissures sont remplies d'or et, mis à l'échelle grâce à l'intégration de millions de ces petites veines, révèlent comment se forment les veines de bonanza.

Quel sera l'impact de cette découverte sur l'industrie minière?

Nos résultats sont importants pour l'exploration minérale et l'industrie minière au Canada et dans le monde. Maintenant que nous comprenons enfin comment se forment les gisements de bonanza, Les sociétés d'exploration minérale pourront utiliser les résultats de nos travaux pour mieux explorer les gisements bonanza ainsi que les gisements aurifères. Des études génétiques des districts métallogéniques les plus fertiles du Canada, comme celui que nous venons de terminer à Brucejack, sont nécessaires pour améliorer notre compréhension de la formation des gisements minéraux de classe mondiale, et développer ainsi des stratégies plus efficaces pour leur exploration.

Quelle est la suite de cette recherche?

Nous soupçonnons que les processus colloïdaux qui ont fonctionné à Brucejack et dans d'autres systèmes aurifères de bonanza peuvent également avoir fonctionné pour former des gisements d'or plus typiques. Le défi sera de trouver du matériel approprié pour tester cette hypothèse. À Brucejack, la prochaine étape sera de mieux comprendre les raisons pour lesquelles la formation et la floculation de colloïdes se sont produites à l'échelle observée et de reconstituer l'environnement géologique de ces processus. Nous avons également préparé des colloïdes d'or en laboratoire pour tenter de simuler ce que nous avons découvert à Brucejack.