L'altération hydrothermale est un processus géologique complexe qui peut ensuite servir d'indicateur de dépôts d'or pour les explorateurs minéraux. Le processus voit des fluides chauds et riches en métaux interagir avec les roches environnantes, provoquant des changements chimiques et minéralogiques.
L'altération potassique (k) est une caractéristique géologique commune de nombreux dépôts d'or dans le monde, en particulier les dépôts d'or de lode. Dans ceux-ci, l'or se produit dans des veines aux côtés de quartz et de sulfures dans la roche. Cette altération est montrée par la présence de minéraux riches en potassium, tels que le feldspath K et la muscovite, avec de l'or s'accumulant dans la zone d'altération.
Ce phénomène se produit lorsque des fluides contenant du potassium, du soufre et de l'or interagissent avec les roches environnantes. Une telle altération est facilement visualisée, montrant souvent une couleur rose clair sur une surface rocheuse. Il peut être utilisé comme indicateur de la minéralisation de l'or à proximité.
Malgré cette relation bien documentée, on ne savait pas si le potassium avait joué un rôle dans le processus de formation de l'or.
Les méthodes innovantes comblent les lacunes clés des connaissances
Le Dr Yuan Mei et le Dr Siyu Hu sont des chercheurs de notre équipe de ressources minérales. Pour aider à combler l'écart de connaissances, ils ont co-supervisé un fan de chercheur en début de carrière en début de carrière. Ce dernier a conduit ce travail en collaboration avec son principal superviseur, le professeur Jian-Wei Li, de l'Université de Géosciences de Chine de Wuhan.
Ensemble, l'équipe a développé un nouveau modèle géochimique qui jette un nouvel éclairage sur le mécanisme fondamental du potassium dans la minéralisation de l'or. Leur travail est fondé sur les simulations de dynamique moléculaire ab initio (depuis la création). Il a exploré le comportement du potassium dans les fluides hydrothermaux portant au point au point de la formation d'or de lode. La recherche a récemment été publiée dans Geochimica et cosmochimica acta.
Notre géochimiste informatique, le Dr Yuan Mei, a déclaré que la simulation moléculaire ab initio nous permet d'explorer des comportements métalliques précoces dans des conditions extrêmes.
« Ces tests seraient impossibles sans supercalculateurs. Grâce au centre de recherche de Pawsey Supercomputing, nous avons utilisé plus d'un million d'heures de CPU par l'informatique parallèle pour simuler l'interaction entre les ions d'or et de potassium à l'échelle atomique », a déclaré Yuan.
« Cela équivaut à plus de 100 ans sur un seul processeur. Nous pouvons simuler des températures atteignant jusqu'à 1 000 ° C et des pressions de 2 500 barres – des conditions difficiles à atteindre physiquement expérimentalement. »
Les résultats ont fourni des preuves convaincantes que l'appariement des ions entre K⁺ et Au (HS) ₂⁻ est très faible dans les fluides de type vapeur et de type liquide. Cette découverte indique que le potassium joue un rôle minimal dans le transport de l'or dans les systèmes de minéralisation or de lode.
Une contribution significative à la géochimie hydrothermale
En plus des simulations moléculaires, l'équipe a étudié l'évolution des fluides. Ils étaient particulièrement intéressés par la façon dont la transition du premier feldspath K à la muscovite ultérieure influence le dépôt d'or.
Ils ont identifié que la minéralisation de l'or et la transition de K-minéraux (de K-Feldspath à Muscovite) se produisent simultanément pendant le refroidissement des fluides. Diminue du pH et de la fugacité de l'oxygène jouent des rôles secondaires dans ce processus.
Ces résultats soulignent que la relation génétique entre l'altération potassique et la minéralisation de l'or découle de l'impact de l'évolution des fluides sur les précipitations de l'or. Cela n'est pas dû à une influence directe du potassium sur le transport de l'or.
Notre géologue économique Siyu a expliqué comment l'altération potassique est un indicateur important pour les dépôts d'or.
« En mieux comprendre l'association génétique entre ce type d'altération et la minéralisation de l'or, les explorateurs d'or peuvent utiliser cette altération en toute confiance comme indicateur robuste », a déclaré Siyu.
« Cela améliorera leur capacité à identifier et à cibler les dépôts d'or avec une plus grande précision. »
