Photomicrographie au microscope électronique à balayage montrant des microparticules d'or (couleur vive) déposées avec des cristaux de pyrite à partir d'une solution hydrothermale dans une expérience de laboratoire. De telles expériences simulent la formation de gisements d'or dans la nature. Crédit :Maria Kokh et Gleb Pokrovski
Pourquoi trouve-t-on des gisements d'or ? L'or est réputé non réactif, et il semble y avoir peu de raisons pour lesquelles l'or devrait être concentré, plutôt que uniformément dispersés dans toute la croûte terrestre. Maintenant, un groupe international de géochimistes a découvert pourquoi l'or est concentré aux côtés de l'arsenic, expliquant la formation de la plupart des gisements d'or. Cela peut également expliquer pourquoi de nombreux chercheurs d'or et d'autres ont été exposés à un risque d'empoisonnement à l'arsenic. Ce travail est présenté à la conférence Goldschmidt, après une publication récente.
L'or est apprécié pour sa pureté et sa stabilité. Il est également assez rare pour conserver sa valeur - le World Gold Council estime que tout l'or jamais extrait dans le monde tiendrait dans un cube de 20 x 20 x 20 mètres. En outre, car c'est l'un des métaux les plus inertes de tout le tableau périodique, il ne réagit pas facilement avec d'autres substances. Alors pourquoi l'or devrait-il se rassembler en quantité suffisante pour être extrait, en d'autres termes, pourquoi les gisements d'or existent-ils ?
On trouve de l'or sous forme de pépites d'or, mais une quantité appréciable est liée aux minéraux. L'or est connu pour être lié aux minéraux contenant du fer et de l'arsenic, comme la pyrite et l'arsénopyrite. Ces minéraux agissent un peu comme une éponge, et sont capables de concentrer l'or jusqu'à 1 million de fois plus que ce que l'on trouve ailleurs dans la nature, comme dans les eaux thermales qui transportent l'or. Cet or se lie chimiquement à ces minéraux, il est donc invisible à l'œil nu.
L'équipe scientifique a étudié l'action des minéraux concentrant l'or à l'aide du faisceau de rayons X intense produit par le Synchrotron Européen (ESRF) de Grenoble en France, qui peut sonder les liaisons chimiques entre le minéral et l'or.
Ils ont découvert que lorsque le minéral est enrichi en arsenic, l'or peut pénétrer dans les sites structuraux minéraux en se liant directement à l'arsenic (formant, chimiquement parlant, liaisons Au(2+) et As(1-)), qui permet à l'or de se stabiliser dans le minéral. Cependant, lorsque la concentration en arsenic est faible, l'or n'entre pas dans la structure minérale mais ne forme que de faibles liaisons or-soufre avec la surface minérale.
Un gisement d'or géant en Australie occidentale (SuperPit). La pyrite et l'arsénopyrite sont les principaux minerais qui concentrent l'or invisible avec l'arsenic. Crédit :Gleb Pokrovski
Chercheur principal, Dr Gleb Pokrovski, directeur de recherche au CNRS, GET-CNRS-Université de Toulouse Paul Sabatier, mentionné, "Nos résultats montrent que l'arsenic entraîne la concentration de l'or. Cette pompe à or entraînée par l'arsenic explique comment ces sulfures de fer peuvent capturer massivement puis libérer de l'or, contrôlant ainsi la formation et la distribution des gisements de minerai. En termes pratiques, cela signifie qu'il sera plus facile de trouver de nouvelles sources d'or et d'autres métaux précieux, qui se lient aux sulfures de fer contenant de l'arsenic. Il peut aussi ouvrir la porte au contrôle des réactions chimiques, et si nous pouvons améliorer le traitement de l'or, nous pouvons récupérer plus d'or."
Le nouveau modèle identifie exactement pourquoi l'or a tendance à être trouvé avec l'arsenic. Le Dr Pokrovski a dit :"On sait depuis des siècles que l'or se trouve avec l'arsenic, et cela a causé de graves problèmes de santé aux mineurs d'or. Maintenant, nous savons ce qui se passe au niveau atomique, nous pouvons commencer à voir s'il y a quelque chose que nous pouvons faire pour empêcher cela."
Le lien délétère entre l'arsenic et l'or est bien connu en France et ailleurs dans le monde, notamment à la mine de Salsigne près de Carcassonne. C'était l'une des plus grandes mines d'or d'Europe occidentale, et le plus grand producteur d'arsenic au monde à la fois. Il a fermé en 2004, mais les conséquences environnementales de la pollution à l'arsenic persistent toujours dans la région.
Dr Jeffrey Hedenquist, Université d'Ottawa, mentionné, "Les géologues ainsi que les prospecteurs savent depuis longtemps que l'or peut être associé à des minéraux riches en arsenic, et au cours des dernières décennies, d'autres ont quantifié cette association. Les découvertes du Dr Pokrovski et de son équipe aident maintenant à expliquer pourquoi nous voyons cette association, causé par une attraction à l'échelle atomique entre l'or et l'arsenic, avec ce mariage arrangé par la structure de certains minéraux."
