L’énigme de l’or résolue : des scientifiques révèlent son incroyable voyage depuis le manteau terrestre

Le scintillement de l’or a captivé les civilisations, alimenté des empires et façonné des économies. Pourtant, derrière l’or natif se cache une histoire géologique d’une violence et d’une complexité inouïes.

Contrairement à l’image populaire des pépites reposant au fond des rivières, la quasi-totalité de l’or de notre planète est en réalité séquestrée dans le manteau terrestre, une couche de roche en fusion située à des dizaines, voire des centaines de kilomètres sous nos pieds. Comprendre comment cet élément a pu migrer vers la croûte terrestre pour former les gisements que nous exploitons aujourd’hui a longtemps constitué une énigme majeure pour les scientifiques.

Une publication scientifique de premier plan, parue dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences, apporte une réponse remarquablement détaillée à cette question. Menée par une équipe internationale impliquant des chercheurs de Chine, de Suisse, d’Australie et des États-Unis, notamment le professeur Adam Simon de l’Université du Michigan, cette étude révèle un mécanisme en deux temps qui orchestre le parcours de l’or, des profondeurs abyssales jusqu’aux filons accessibles.

Cette avancée ne se contente pas de résoudre un vieux débat scientifique ; elle fournit une nouvelle grille de lecture pour l’industrie minière mondiale.

Le long voyage de l’or depuis les entrailles de la Terre

Le périple de l’or commence dans des régions particulièrement actives de notre planète : les zones de subduction. Ces zones forment une immense chaîne de volcans et de failles sismiques, notamment la célèbre « ceinture de feu du Pacifique », qui s’étend de la cordillère des Andes en Amérique du Sud jusqu’à l’Indonésie et la Nouvelle-Zélande.

C’est ici qu’une plaque tectonique océanique, dense et froide, plonge sous une plaque continentale plus légère. En s’enfonçant, cette plaque océanique n’entraîne pas seulement de la roche, mais aussi d’énormes quantités d’eau et de sédiments riches en soufre, accumulés au fil de millions d’années au fond de l’océan.

À une profondeur d’environ 50 à 80 kilomètres, les conditions de pression et de température deviennent extrêmes. La plaque en subduction se déshydrate, libérant ces fluides sous une forme supercritique, un état ni liquide ni gazeux, hautement corrosif. Ces fluides surchauffés s’infiltrent dans le manteau sus-jacent, modifiant radicalement sa chimie.

C’est dans ce milieu infernal que se produit la première étape du processus. Les chercheurs ont démontré, grâce à des expériences en laboratoire et des modélisations thermodynamiques poussées, que l’or présent dans le manteau réagit avec le soufre libéré pour former un complexe moléculaire or-trisoufre. Cette structure chimique agit comme un véritable véhicule de transport.

Sans cette liaison avec le soufre, l’atome d’or, très stable, resterait immobile, piégé dans les minéraux du manteau. Sous cette nouvelle forme, il devient soudainement soluble et mobile, capable de voyager au sein des fluides. Ces fluides enrichis en or contribuent ensuite à la fusion partielle du manteau, générant des magmas qui, plus légers que la roche environnante, entament une lente ascension vers la surface.

La concentration finale : des « pièges » géologiques aux gisements exploitables

Le simple fait de transporter l’or ne suffit pas à créer un gisement. À ce stade, le métal précieux est encore extrêmement dilué dans de vastes volumes de magma. La seconde étape, tout aussi fondamentale, est celle de la concentration.

En remontant, le magma se refroidit et interagit avec les roches de la croûte terrestre. Les conditions de pression et de température changent, rendant le complexe or-trisoufre instable. L’or est alors libéré et doit trouver un nouvel hôte pour ne pas rester dispersé. C’est là qu’interviennent certains minéraux spécifiques qui agissent comme de véritables éponges géologiques.

Une autre étude, utilisant des technologies de pointe comme la spectroscopie d’absorption de rayons X sur synchrotron, a révélé le rôle prépondérant de minéraux contenant de l’arsenic, tels que la pyrite (surnommée « l’or des fous ») et l’arsénopyrite.

Ces minéraux possèdent une affinité chimique extraordinaire pour l’or. Lorsqu’ils sont en contact avec les fluides hydrothermaux chargés en or, ils déclenchent une réaction d’oxydo-réduction qui « pompe » littéralement le métal précieux hors de la solution. L’or est alors incorporé directement dans la structure cristalline de ces minéraux, souvent en liaison avec des atomes d’arsenic.

Ce phénomène est à l’origine de ce que l’on nomme « l’or invisible » : un or qui n’est pas présent sous sa forme métallique native et qui est indétectable par les méthodes d’orpaillage traditionnelles.

Au fil de milliers d’années, ce processus de « pompage » chimique concentre l’or le long de fractures et de failles, créant des formations géologiques comme les veines épithermales ou les vastes gisements de type porphyrique, à l’image de ceux que l’on trouve dans les mines géantes comme celle de Grasberg en Indonésie ou de Yanacocha au Pérou.

Ces concentrations peuvent atteindre des niveaux des milliers, voire des millions de fois supérieurs à la teneur moyenne de la croûte terrestre, rendant l’exploitation économiquement viable.

Les implications de ces découvertes sont considérables pour des sociétés minières comme Barrick Gold ou Newmont Corporation. Plutôt que de se fier à des indices de surface, les géologues peuvent désormais modéliser et rechercher des régions précises ayant connu un passé tectonique de subduction et possédant des roches hôtes riches en soufre et en arsenic.

Cette approche scientifique permet d’orienter la prospection de manière plus intelligente et potentiellement moins coûteuse. Ainsi, chaque bijou, chaque lingot, est le produit final d’un enchaînement d’événements géochimiques d’une précision remarquable, un témoignage silencieux du voyage extraordinaire de l’or depuis le cœur brûlant de la Terre.