Inhabituel, tectites et or aux Philippines

Bonjour,
Voici une courte note qui va peut-être vous surprendre, en tous cas vous distraire…
Les tectites de Paracale (Philippines) sont bien connues. Moins cependant que celles d’Anda.
Ainsi, on en trouve à Kuloran (Paracale) quand on creuse des puits à la recherche de roches très aurifères. Subsistent aujourd’hui quelques mines artisanales très petites, certaines sous l’eau, d’autres en terrain sec. Ces dernières sont des puits qui descendent jusqu’à 35 m. La profondeur de ces trous artisanaux soulignent le danger de ces exploitations familiales.
Comme souvent dans ces circonstances, les croyances sont dures. Un adage local dit :
Mga bisnù asawa ng ginto
Or et tectites, mari et femme...
Cette traduction libre serait à Liège, l’or et les tectites sont « aplaqués ». Ailleurs, on dirait « pacsés ».
Cela signifie que lorsque le mineur, creusant son puits à la main trouve des tectites dans les couches sédimentaires supérieures, le présage est bon de trouver de l’or plus bas.
L’or se présente sous la forme de filaments sertis dans du quartz détritique.
Habituellement, ces roches poreuses sont broyées et l'or est récupéré dans un bain de cyanure.
Un consortium "familial" veille à la répartition des gains.
Corollaire : les mineurs artisanaux sont les seuls qui découvrent ces tectites de Paracale dans des couches situées au-dessus des terrains aurifères.

Voilà qui va relancer mon goût pour les tectites. Pas l'or, juste l'idée !

Mais alors, c'est un pur hasard géologique ? On imagine que la présence de l'or est bien antérieure à "l'évènement à tectites" ?

Oui Serge, il y a vraisemblablement un grand décalage temporel. Mais les tectites elles-mêmes ne dateraient pas de la dernière pluie.
Je ne connais pas la géologie des Philippines. Evidemment, il n’y a aucune relation entre les deux phénomènes. Peut-être l’un de nos lecteurs peut souffler une idée.
En fait, ce sont donc des tectites « fossiles ». Elles ont bien résisté à la corrosion grâce à leur composition.
Fine Lame.

A leur composition particulière, différentes d'autres australasites ? Ou leurs conditions d'enfouissement, Roger ?

Ca me rappelle de vous titiller encore à propos de l'or. Vous aviez évoqué sa genèse, et pensiez un jour nous la raconter. Ciel & Espace en a parlé il y a peu de temps, mais d'une façon qui créait une confusion fort mal à propos.

J'ai écrit un long papier sur le sujet, qui dépassent le volume habituel des posts.
Fine Lame.

Ciel & Espace parlait d'une origine différente de celle(s) de tous les autres autres éléments. Mais du coup, ils laissaient entendre que l'or fascine encore plus "à cause de son origine extraterrestre", ce qui ne veut rien dire puisque aucun élément n'a été synthétisé "ici sur place".

Un "long" papier, si un jour le coeur vous en dit, il y en a ici mieux formés que moi pour tout comprendre, vu les notions en jeu.

Foutaise absolue. Mieux vaut lire Play Boy. J'envoie une 1ère réponse sur la page des discussions.
FL.

Ah oui, dans le genre ils avaient fait très fort, effectivement.

Pourquoi l’or est-il rare sur Terre ? Des surprises de la différenciation…

Le clarke de l’or est inférieur à 0,05 g/tonne. Sa rareté est donc grande.
L’or appartient en fait au groupe d’éléments chimiques dont le caractère est sidérophile. Les éléments sidérophiles sont rares dans la croûte terrestre. Cette parcimonie fait que beaucoup d’entre eux sont des métaux précieux. L’irridium 77Ir est l’élément chimique naturel le plus rare (sur Terre) avec seulement une teneur de 1 partie par milliard (en masse) ce qui est de l’ordre de 1 µg/kg.
La concentration des éléments sidérophiles est inférieure de plusieurs ordres de grandeur par rapport à leur abondance solaire. Celle-ci est mesurée dans des météorites primitives, les chondrites de type CI.
Où est passé l’or reçu lors de l’accrétion de la Terre ?
La raison en est simple, l’or est un élément sidérophile. C’est cette propriété bizarre qui a provoqué sa disparition de la croûte terrestre. Sidérophile signifie qui aime le fer (du grec, sidéros, le fer). Mais oui, c’est le fer l’agent minéralisateur de l’or. Lors de la grande différenciation de la planète, le fer fondu a percolé au travers des silicates du manteau pour former le noyau interne de la Terre, emportant avec lui tous les éléments sidérophiles, y compris malheureusement l’or.
PS : 1) il n’y a aucune raison de croire qu’il existe des astéroïdes « dorés »… qui donneraient de l’or à notre planète. La concentration en or des chondrites est plus grande que celle de notre croûte, car elles n’ont pas subi de différentiation du fer. Tout est resté en place, que ce soit l’or, l’iridium, le platine ou le rhodium, le ruthénium, le tellure (un homologue supérieur du soufre), le rhénium, l’osmium. Ces éléments sont donc en plus grande concentration dans les chondrites, mais cela ne veut pas dire que ce sont des gisements. Tout y dispersé. Tandis que sur Terre, presque tout a migré dans le noyau.
2) 2 sources d’or externes sont possibles :
a) l’or contenu dans le noyau de fer de l’impacteur Theia qui a enfanté la Lune. Retour au noyau encore.
b) l’or des chutes de chondrites. Mais qu’est-ce par rapport à la masse de la Terre ?
A suivre si vous voulez.
Fine Lame.

+1 pour la suite

MAGNIFIQUE FINE LAME ON A TOUT COMPRIS

Vu la densité de l'or par rapport au fer est-il plausible qu'il forme une couche au sein du noyau terrestre? De même dans les noyaux des météorites différentiée?


Vivement la suite!

Attention, le noyau de fer central n'est pas dans les conditions normales de températures et pressions. Indépendamment de la graine (que de belles histoires à raconter sur elle...) l'enveloppe du noyau, du "fer" liquide, en fait une espèce d'alliage contenant tous les sidérophiles dont j'ai cité une partie. En particulier aussi du soufre. Il n'y a donc qu'une seule phase qui subit des mouvements de convection qui participent à la diffusion de la chaleur du noyau central (et qui font perdre le nord à nos boussoles). Dark peut en parler mieux que moi.
Il est donc exclu d'avoir des couches différenciées de divers métaux.
Dans ces conditions extrêmes, les "notions" de chimie qu'on m'a apprises se trouvent perturbées.
Fine Lame.

Encore moi, j'ai préparé pour la suite un résumé forcément incomplet mais qui pourrait vous faire renoncer à jamais de me poser une question !
Malgré mes insuffisances (que je connais), vous aurez une petite idée d'une métallurgie subtile de l'or disséminé dans un milieu incompatible, hostile même, sauf quand il y a des molécules qui tempèrent ces rejets, comme le soufre. Ce monde hostile est celui des silicates. Excusez-moi, mais vous l’aurez voulu. A part cela, la chimie est plus facile qu’on ne le pense.
Fine Lame.

Ce sera pour demain...
Quel bon public vous faites !
FL

D’où viennent les pépites ?

L’or résiduaire ayant échappé à l’effet de « dissolution » par le fer fondu lors de la séparation (différenciation) de celui-ci du manteau, reste ainsi très disséminé dans les roches du manteau. Pourtant, il existe des pépites, et même des mines d’or.
Les quantités d’or extraites de ces mines peuvent paraître importantes parce que nous sommes conditionnés par sa rareté. Mais si l’or n’avait pas eu ce caractère sidérophile (mais ce n’aurait pas été non plus de l’or), il y en aurait des quantités similaires à celles du plomb ou de l’uranium (au caractère lithophile plus marqué). Malgré sa très grande dissémination dans le manteau, des remontées filoniennes suivies de processus d’enrichissement très subtils, auxquels les bactéries peuvent aussi participer, expliquent l’origine de l’or.

1) Les gîtes filoniens hypogènes (se dit d’un filon formé en profondeur, sous la forme de roches plutoniques et métamorphiques) ont été une source importante d’or il y a un siècle, comme en Australie. Les zones d’altération de ces filons ont constitué également de riches gisements, plus facilement accessibles puisque la roche était déjà broyée. Ces filons constituent une belle illustration de la corrélation existant entre la présence d’or et les roches plutoniques et métamorphiques intrusives. Ces roches d’origine magmatiques sont faites de granites, granodiorites et diorites dans des terrains anciens. Des formations plus récentes comme les trachytes et andésites peuvent aussi être aurifères. La proportion d’argent Ag par rapport à l’or est généralement plus grande dans les roches jeunes. La conséquence en est alors la présence d’or argentifère (électrum). (Excusez ces termes, mais on trouve leur signification sur le net).

L’or est extrait dans des mines spécifiques, mais il constitue aussi un sous-produit d’exploitation de minerais à base de sulfures complexes de plomb, zinc, cuivre des formations récentes.
Si les intrusions filoniennes peuvent être des gîtes favorables, les quartz aurifères peuvent aussi remplir des cavités suite au décollement de roches au sommet des anticlinaux ou dans les creux des synclinaux.
Ces corps de roches ignées (ultramafiques, sous-volcaniques) peuvent avoir une origine directe avec le manteau, mais elles sont souvent corrélées à des cycles de strates volcaniques mafiques à felsiques, intercalées de sédiments terrigènes.

Les mécanismes que l’on invoque pour expliquer le dépôt d’or sont :
1) le refroidissement des fluides minéralisateurs.
2) La composition chimique des épontes (roche encaissante, paroi du filon).
3) La perméabilité de l’éponte.
Les échanges se sont produits dans ces conditions. Le soufre présent dans les solutions hydrothermales a favorisé le dépôt de l’or et des sulfures et tellurures d’or.
Comme toujours en géologie moderne, les analyses isotopiques confortent les thèses.

2) Nanoparticules disséminées :
Il faut des processus subtils pour concentrer l’or dispersé dans l’immensité de la roche magmatique. L’abondance de l’or est vraiment faible et sa dispersion est grande. Seuls des lavages hydrothermaux sous hautes pressions et températures autorisent le transport et la concentration des nanoparticules d’or. Mais il faut faire appel à la chimie fine pour comprendre la mise en solution et le transport augmentant la concentration en or.

L’or colloïdal est une suspension de nanoparticules d’or dans un fluide qui peut être l’eau ou un gel (de silice par exemple). La teinte de cette suspension (ce n’est pas une dissolution) varie avec les dimensions et les concentrations des particules en suspension. La teinte est rouge vif pour des particules de dimensions inférieures à 100 nanomètres, et jaunâtre pour les plus grosses. Aussi bizarre que cela paraisse, l’or collodoïdal est connu depuis des temps anciens. Il était utilisé pour colorer des verres et des porcelaines. Les premières études scientifiques de ce mélange furent entreprises par Michael Faraday vers 1850 (oui, le génial physicien et chimiste anglais qui inventa sa cage).
Ces nanoparticules d’or ont été formées par des bactéries à partir de traces d’or.

Actuellement les nanoparticules d’or sont l’objet de recherches approfondies grâce à leurs propriétés optiques et électroniques. Les champs d’applications vont de la microscopie électronique à la science des matériaux et à la nanomédecine. Leur forme présente parfois des propriétés étranges. Ainsi les particules d’or en bâtonnets offrent un pic d’absorption lumineuse transverse et longitudinale. Cette anisotropie est le témoin de leur cohésion propre. Cette caractéristique d’agrégation bien particulière, l’or sidérophile se soudant à lui-même pourrait expliquer la formation de pépites dans certaines conditions de milieu. Les dimensions des nanoparticules restent sans doute déterminantes dans la suite de l’agrégation (effets de surface, tension superficielle, transport par flottation, dépôts dans des cavités alluvionnaires…).

Ainsi, il existe des dépôts aurifères dans lesquels l’or alluvionnaire n’est pas présent. L'or primaire est extrêmement divisé (<50 µm) et dispersé dans les roches ou il se trouve inclus dans les réseaux cristallins de pyrites, arsénopyrites et tellurures aurifères, il faut invoquer des processus oxydo-réducteurs discrets qui produisent l’or oxydé (+1) instable. Le mérite de ces processus intermédiaires est de permettre le transport de l’or pour en réaliser un concentré.

La pureté de l’or est également un critère conditionnant sa réactivité. Plus il est pur, plus il est « noble », mais si des impuretés comme l’argent ou le cuivre l’accompagnent, les attaques oxydantes deviennent plus faciles. Le couple Au-Ag ou Au-Cu constituent en fait des micropiles initiatrices de l’oxydoréduction.

Une fois l’or dissous, il peut être réduit et précipité (accrété) après un transport sous forme de métal. Cette réduction peut être de nature chimique. Les conditions du milieu sont évidemment déterminantes, tels le pH et l’Eh. Encore une fois, la présence de sulfures peut être déterminante dans la précipitation.

La décomposition des réseaux cristallins de la pyrite, de l’arsénopyrite, et autres composés similaires comme les séléniures, tellurures ou antimoniures comme l’aurostibite (AuSb2) libère ces particules d’or qui avaient été concentrées dans un processus chimique préalable dans la formation de ces sulfures. A remarquer que ces composés de l’or, gros atome, résultent surtout de la combinaison de gros atomes.

Conclusion :
Les mises en solution par oxydation des particules d’or autorisent son transport et elles se trouvent après restituées à l’état métallique par l’action d’agents réducteurs.

Vu sa rareté et le manque d’agent minéralisateur depuis la fuite du fer vers le noyau, il est très difficile de « manipuler » cet or disséminé dans les silicates du manteau. Il est donc nécessaire que la Nature joue son rôle de chimiste et dissolve ces nanoparticules puis concentre ces solutions et enfin rende l’or à l’état métallique.

La mise en solution par des réactions simples n’est pas favorisée. Il faut absolument que l’or dissous soit stabilisé sous la forme d’anions complexes (c’est comme cela qu’on appelle ces grosses molécules complexes) plutôt que sous la forme d’un cation Au1+. Ces complexes naturels peuvent prendre la forme de [AuX2]- avec X = Cl- ou OH- par exemple. Mais des molécules organiques plus compliquées pourraient aussi intervenir. On connaît en laboratoire des polymères de ces complexes.

Vu les propriétés de surface exceptionnelle de l’or, une certaine compatibilité pourrait même s’établir avec des bactéries dites sidérophiles comme Ralstonia metallidurans ou Cupriavidus metallidurans. Ensuite, que le processus soit purement chimique ou bio-assisté, la restitution finale de l’or métallique se fait par une réaction de réduction par divers agents réducteurs présents comme les sulfures, séléniures, tellurures, antimoniures… Dans son cycle de vie la bactérie pourrait peut-être aussi éliminer l’or métallique et favoriser l’accrétion par une vie en colonies. Ainsi seraient formées les pépites ! C’est la bio-minéralisation de l’or. Mais on sait que les pépites dépassant les 100 g sont rares. On estime qu’une pepite (Madagascar) de 320 g comme celle que nous avons admirée à Interminéral 2010 (Liège) n’est trouvée que tous les 20 ans. Que dire de celle de 450 g (Australie) qui se trouve au Musée d’Histoire Naturelle de Luxembourg ?

Cocorico :
Cupravidius metallidurans (ex Rastonia).
On a réalisé une lame mince contenant une nano-particule d'or. (200 nm). La teinte de l’or épais de 0,03 mm est verdâtre.
Isolée pour la 1ère fois à Engis (Liège) en 1976, dans les sédiments de l’usine de non ferreux, la Métallurgie de Prayon (actuellement Nyrstar…)

Fine Lame.