Un’importante ricerca condotta dall’Università di Ginevra (UNIGE) sta rivoluzionando la nostra conoscenza sul trasporto dell’oro e sulla formazione dei giacimenti minerali, concentrandosi sullo zolfo presente nei fluidi magmatici soggetti a pressioni e temperature estreme.
Quando una placca tettonica si sprofonda sotto un’altra, si generano magmi ricchi di elementi volatili come acqua, zolfo e cloro. Durante il loro movimento verso l’alto, questi magmi rilasciano fluidi magmatici che trasportano zolfo e cloro, i quali si legano a metalli come l’oro e il rame, facilitandone il trasporto verso la superficie terrestre.
Tuttavia, a causa delle condizioni estreme presenti nei magmi naturali, replicare tali processi in laboratorio è stato a lungo un’impresa complessa, alimentando un dibattito duraturo sul ruolo dello zolfo nel trasporto dei metalli.
Il ruolo cruciale dello zolfo nella formazione dei giacimenti minerali
- Il team di ricerca dell’UNIGE ha adottato un approccio innovativo per affrontare questa incertezza, rivelando che lo zolfo, in particolare nella forma di bisolfuro (HS-), gioca un ruolo cruciale nel trasporto dell’oro all’interno dei fluidi magmatici.
- Questa scoperta, pubblicata su Nature Geoscience, fornisce nuove prospettive sui meccanismi che regolano il movimento dei metalli preziosi attraverso la crosta terrestre.
Quando due placche tettoniche si scontrano, la placca subdotta si immerge nel mantello terrestre, generando elevate quantità di acqua che abbassano la temperatura di fusione del mantello stesso. Questo porta alla formazione di magmi sotto pressioni e temperature superiori a mille gradi Celsius.
A causa della loro minore densità rispetto al mantello circostante, i magmi migrano verso la superficie terrestre, trasportando con sé fluidi ricchi d’acqua che contengono zolfo e cloro. Questi elementi sono fondamentali per estrarre oro, rame e altri metalli dal magma silicatico, agevolandone il trasporto verso la superficie.
La stabilità del bisolfuro e le implicazioni per l’industria mineraria
- Lo zolfo può subire processi di riduzione o ossidazione, influenzando la sua capacità di legarsi ad altri elementi come i metalli.
- Il dibattito scientifico sulla forma redox dello zolfo nei fluidi magmatici è durato per anni, con diverse ipotesi in campo.
Tuttavia, il team dell’UNIGE ha superato queste incertezze grazie a una rivoluzionaria metodologia sperimentale.
In particolare, gli studiosi hanno introdotto un cilindro di quarzo e un liquido simile a un fluido magmatico in una capsula d’oro sigillata, esposta a condizioni di pressione e temperatura tipiche dei magmi terrestri. Questa configurazione ha permesso un controllo preciso delle condizioni redox nel sistema, un’innovazione fondamentale per gli esperimenti condotti.
Attraverso l’analisi delle goccioline di fluido intrappolate nel quarzo, simili a quelle presenti in natura, utilizzando la spettroscopia Raman a elevate temperature e pressioni, il team ha identificato il bisolfuro come principale agente di trasporto dell’oro nei fluidi magmatici.
Le principali specie di zolfo nei fluidi magmatici
- Questa scoperta ha svelato che il bisolfuro, insieme all’idrogeno solforato e al biossido di zolfo, sono le principali specie di zolfo presenti nei fluidi magmatici a temperature elevate.
- Contrariamente a quanto si pensava, il bisolfuro si è dimostrato stabile anche a queste condizioni, smentendo precedenti ipotesi e ponendo fine a un lungo dibattito scientifico.
Grazie a questa metodologia all’avanguardia, il team dell’UNIGE ha gettato nuova luce sui processi che portano alla formazione di giacimenti minerali preziosi, aprendo nuove prospettive per l’esplorazione e la comprensione di tali fenomeni.
Il contributo di questa ricerca, pubblicata su Nature Geoscience con il titolo “Sulfur species and gold transport in arc magmatic fluids” da Stefan Farsang e Zoltán Zajacz, potrebbe avere importanti implicazioni per l’industria mineraria e per la comprensione dei processi geologici che regolano la formazione dei giacimenti di rame e oro a livello globale.
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