Un estudio basado en un modelo numérico ha permitido revelar las condiciones específicas que conducen al enriquecimiento de oro en los magmas que se elevan desde el manto de la Tierra hasta la superficie.
El oro en los depósitos de mineral asociados con los volcanes alrededor del Anillo de Fuego del Pacífico se origina en el manto de la Tierra y es transportado por el magma a su superficie. Pero cómo ese oro sale a la superficie ha sido un tema de debate.
Específicamente, el modelo revela la importancia de un complejo de oro y triazufre cuya existencia ha sido fuertemente debatida, según Adam Simon, profesor de ciencias ambientales y de la Tierra de la Universidad de Michigan y coautor del estudio.
La presencia de este complejo de oro y triazufre bajo un conjunto muy específico de presiones y temperaturas en el manto, entre 50 y 80 kilómetros debajo de volcanes activos, hace que el oro se transfiera desde el manto a magmas que eventualmente se mueven hacia la superficie de la Tierra. Los resultados del equipo se publican en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
"Este modelo termodinámico que hemos publicado ahora es el primero en revelar la presencia del complejo oro-triazufre que previamente no sabíamos que existía en estas condiciones", dijo Simon en un comunicado. "Esto ofrece la explicación más plausible para las muy altas concentraciones de oro en algunos sistemas minerales en entornos de zonas de subducción".
Los depósitos de oro asociados con los volcanes se forman en las llamadas zonas de subducción. Las zonas de subducción son regiones donde una placa continental (la placa del Pacífico, que se encuentra bajo el Océano Pacífico) se hunde bajo las placas continentales que la rodean. En estas vetas donde se encuentran las placas continentales, el magma del manto terrestre tiene la oportunidad de subir a la superficie.
"En todos los continentes alrededor del Océano Pacífico, desde Nueva Zelanda hasta Indonesia, Filipinas, Japón, Rusia, Alaska, el oeste de Estados Unidos y Canadá, hasta Chile, tenemos muchos volcanes activos", dijo Simon. "Todos esos volcanes activos se forman sobre o en un ambiente de zona de subducción. Los mismos tipos de procesos que resultan en erupciones volcánicas son procesos que forman depósitos de oro".
El oro se encuentra estable en el manto de la Tierra sobre la placa oceánica en subducción. Pero cuando las condiciones son las adecuadas para que se agregue un fluido que contiene el ion triazufre desde la placa subductora al manto, el oro prefiere unirse con el 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, que incluye científicos de China, Suiza, Australia y Francia, es el primero en presentar un modelo termodinámico robusto 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 el que los investigadores controlan la presión y la temperatura del experimento y luego miden los resultados del experimento. Luego, los investigadores desarrollaron un modelo termodinámico que predijo los resultados del experimento. Este modelo termodinámico se puede aplicar luego a condiciones del mundo real.
"Estos resultados proporcionan una comprensión realmente sólida de lo que causa que ciertas zonas de subducción produzcan depósitos de mineral muy ricos en oro", dijo Simon. "La combinación de los resultados de este estudio con los 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".
