Cientistas identificam mecanismo de como o ouro chega à superfície da Terra

Uma equipe de pesquisa, incluindo um cientista da Universidade de Michigan, descobriu um novo complexo ouro-enxofre que ajuda os pesquisadores a entender como se formam os depósitos de ouro.

O ouro presente nos depósitos minerais associados aos vulcões, que circundam o Anel de Fogo do Pacífico, tem origem no manto terrestre e é transportado pelo magma até à sua superfície. No entanto, a forma como esse ouro chega à superfície tem sido objeto de debate. Agora, a equipe de pesquisa utilizou modelos numéricos para revelar as condições específicas que levam ao enriquecimento de ouro nos magmas que sobem do manto da Terra até à sua superfície.

Ouro vindo de profundidades de quilômetros

Especificamente, o modelo revela a importância de um complexo trissulfeto de ouro cuja existência tem sido intensamente debatida, segundo Adam Simon, professor de Ciências da Terra e Ambientais na UM e coautor do estudo.

A presença deste complexo ouro-trissulfeto sob um conjunto muito específico de pressões e temperaturas no manto, a uma distância entre 48 e 80 quilômetros abaixo dos vulcões ativos, faz com que o ouro seja transferido do manto para os magmas que eventualmente se movem para o superfície da Terra. Os resultados da equipe são publicados nos Proceedings of the National Academy of Sciences.

“Este modelo termodinâmico que publicamos é o primeiro a revelar a presença do complexo ouro-trissulfeto, cuja existência não sabíamos até agora nestas condições”, disse Simon. “Isto oferece a explicação mais plausível para as concentrações muito elevadas de ouro presentes em alguns sistemas minerais em ambientes de zonas de subducção”.

Os depósitos de ouro associados aos vulcões são formados nas chamadas zonas de subducção. Zonas de subducção são regiões onde uma placa continental (a placa do Pacífico, que fica abaixo do Oceano Pacífico) está submersa nas placas continentais circundantes. Nestes veios onde as placas continentais se encontram, o magma do manto terrestre tem a oportunidade de subir à superfície.

“Em todos os continentes que rodeiam o Oceano Pacífico, desde a Nova Zelândia à Indonésia, às Filipinas, ao Japão, à Rússia, ao Alasca, ao oeste dos Estados Unidos e ao Canadá, e até ao Chile, temos muitos vulcões activos”, disse Simon. "Todos esses vulcões ativos se formam em um ambiente de zona de subducção. Os mesmos tipos de processos que dão origem a erupções vulcânicas são processos que formam depósitos de ouro."

O ouro é encontrado confortavelmente no manto da Terra, acima da placa oceânica em subducção. Mas quando as condições são adequadas para que um fluido contendo o íon trienxofre seja adicionado da placa subdutora ao manto, o ouro prefere se juntar ao trienxofre para formar um complexo ouro-trienxofre. Este complexo é muito móvel no magma.

Os cientistas já sabiam que o ouro forma complexos com vários íons de enxofre, mas este estudo, envolvendo cientistas da China, Suíça, Austrália e França, é o primeiro a apresentar um modelo termodinâmico sólido para a existência e importância do complexo ouro-triasulfuro.

Para identificar este novo complexo, os pesquisadores desenvolveram um modelo termodinâmico baseado em experiências de laboratório em que os cientistas controlam a pressão e a temperatura da experiência e depois medem os resultados da experiência. Os pesquisadores desenvolveram então um modelo termodinâmico que prevê os resultados do experimento. Esse modelo termodinâmico pode então ser aplicado a condições do mundo real.

“Esses resultados fornecem uma compreensão realmente sólida do que faz com que certas zonas de subducção produzam depósitos de minério muito ricos em ouro”, disse Simon. “Combinar os resultados deste estudo com os estudos existentes melhora a nossa compreensão de como os depósitos de ouro se formam e podem ter um impacto positivo na exploração.”

Referência da notícia

Deng-Yang He et al, Mantle oxidation by sulfur drives the formation of giant gold deposits in subduction zones, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI: 10.1073/pnas.2404731121