Un equipo de investigación que incluye un científico de la Universidad de Michigan ha descubierto un nuevo complejo de oro y azufre que ayuda a los investigadores a comprender cómo se forman los depósitos de oro.
por la Universidad de Michigan
El oro presente en los depósitos minerales asociados a los volcanes que rodean el Cinturón de Fuego del Pacífico se origina en el manto de la Tierra y es transportado por el magma hasta su superficie. Sin embargo, la forma en que ese oro llega a la superficie ha sido objeto de debate. Ahora, el equipo de investigación ha utilizado modelos numéricos para revelar las condiciones específicas que conducen al enriquecimiento de oro en los magmas que ascienden desde el manto de la Tierra hasta su superficie.
En concreto, el modelo revela la importancia de un complejo de oro y trisulfuro cuya existencia ha sido intensamente debatida, según Adam Simon, profesor de Ciencias de la Tierra y del Medio Ambiente de la UM y coautor del estudio.
La presencia de este complejo de oro y trisulfuro bajo un conjunto muy específico de presiones y temperaturas en el manto, a una distancia de entre 48 y 80 kilómetros por debajo de volcanes activos, hace que el oro se transfiera desde el manto a magmas que finalmente se desplazan a la superficie de la Tierra. Los resultados del equipo se publican en Proceedings of the National Academy of Sciences .
«Este modelo termodinámico que hemos publicado es el primero en revelar la presencia del complejo oro-trisulfuro, cuya existencia desconocíamos hasta ahora en estas condiciones», afirmó Simon. «Esto ofrece la explicación más plausible de las elevadísimas concentraciones de oro presentes en algunos sistemas minerales en entornos de zonas de subducción».
Los depósitos de oro asociados a los volcanes se forman en lo que se denomina zonas de subducción . Las zonas de subducción son regiones en las que una placa continental (la placa del Pacífico, que se encuentra bajo el océano Pacífico) se sumerge bajo las placas continentales que la rodean. En estas vetas donde las placas continentales se encuentran, el magma del manto terrestre tiene la oportunidad de ascender a la superficie.
«En todos los continentes que rodean el océano Pacífico, desde Nueva Zelanda hasta Indonesia, Filipinas, Japón, Rusia, Alaska, el oeste de Estados Unidos y Canadá, y hasta Chile, tenemos muchos volcanes activos», dijo Simon. «Todos esos volcanes activos se forman sobre o en un entorno de zona de subducción. Los mismos tipos de procesos que dan lugar a erupciones volcánicas son procesos que forman depósitos de oro».
El oro se encuentra a gusto en el manto terrestre, por encima de la placa oceánica en subducción. Pero cuando las condiciones son las adecuadas para que un fluido que contiene el ion triazufre se añada desde la placa en subducción al manto, el oro prefiere unirse al triazufre para formar un complejo oro-triazufre. Este complejo es muy móvil en el magma.
Los científicos ya sabían que el oro forma complejos con varios iones de azufre, pero este estudio, en el que participan científicos de China, Suiza, Australia y Francia, es el primero en presentar un modelo termodinámico sólido para la existencia e importancia del complejo oro-triazufre.
Para identificar este nuevo complejo, los investigadores desarrollaron un modelo termodinámico basado en experimentos de laboratorio en los que los investigadores controlan la presión y la temperatura del experimento y luego miden los resultados del mismo. Luego, los investigadores desarrollaron un modelo termodinámico que predice los resultados del experimento. Este modelo termodinámico puede luego aplicarse a condiciones del mundo real.
«Estos resultados proporcionan una comprensión realmente sólida de lo que hace que ciertas zonas de subducción produzcan depósitos de mineral muy ricos en oro», dijo Simon. «Combinar los resultados de este estudio con estudios existentes mejora en última instancia nuestra comprensión de cómo se forman los depósitos de oro y puede tener un impacto positivo en la exploración».
Más información: Deng-Yang He et al., La oxidación del manto por azufre impulsa la formación de depósitos gigantes de oro en zonas de subducción, Actas de la Academia Nacional de Ciencias (2024). DOI: 10.1073/pnas.2404731121
