Microscopia elettronica a scansione fotomicrografia che mostra microparticelle d'oro (colore brillante) depositate con cristalli di pirite da una soluzione idrotermale in un esperimento di laboratorio. Tali esperimenti simulano la formazione di giacimenti d'oro in natura. Credito:Maria Kokh e Gleb Pokrovski
Perché si trovano giacimenti d'oro? L'oro è notoriamente non reattivo, e sembra che ci siano poche ragioni per cui l'oro dovrebbe essere concentrato, piuttosto che uniformemente sparsi in tutta la crosta terrestre. Ora, un gruppo internazionale di geochimici ha scoperto perché l'oro è concentrato accanto all'arsenico, spiegando la formazione della maggior parte dei giacimenti d'oro. Questo potrebbe anche spiegare perché molti cercatori d'oro e altri sono stati a rischio di avvelenamento da arsenico. Questo lavoro è presentato alla conferenza Goldschmidt, dopo la recente pubblicazione.
L'oro è apprezzato per la sua purezza e stabilità. È anche abbastanza raro da mantenere il suo valore:il World Gold Council stima che tutto l'oro mai estratto nel mondo starebbe in un cubo di 20 x 20 x 20 metri. Inoltre, perché è uno dei metalli più inerti di tutta la tavola periodica, non reagisce facilmente con altre sostanze. Allora perché l'oro dovrebbe riunirsi in quantità sufficiente per estrarre, in altre parole, perché esistono i giacimenti d'oro?
Un po' d'oro si trova sotto forma di pepite d'oro, ma una quantità apprezzabile è legata ai minerali. L'oro è noto per essere correlato a minerali contenenti ferro e arsenico, come pirite e arsenopirite. Questi minerali agiscono come una spugna, e sono in grado di concentrare l'oro fino a 1 milione di volte in più rispetto a quanto si trova altrove in natura, come nelle acque termali che trasportano l'oro. Questo oro si lega chimicamente a questi minerali, quindi è invisibile ad occhio nudo.
Il team scientifico ha studiato l'azione dei minerali che concentrano l'oro utilizzando l'intenso raggio di raggi X prodotto dal sincrotrone europeo (ESRF) a Grenoble in Francia, che può sondare i legami chimici tra il minerale e l'oro.
Hanno scoperto che quando il minerale è arricchito con arsenico, l'oro può entrare nei siti strutturali minerali legandosi direttamente all'arsenico (formando, chimicamente parlando, legami Au(2+) e As(1-), che permette all'oro di stabilizzarsi nel minerale. Però, quando la concentrazione di arsenico è bassa, l'oro non entra nella struttura minerale ma forma solo deboli legami oro-zolfo con la superficie minerale.
Un gigantesco giacimento d'oro nell'Australia occidentale (SuperPit). Pirite e arsenopirite sono i principali minerali minerali che concentrano l'oro invisibile insieme all'arsenico. Attestazione:Gleb Pokrovski
Ricercatore capo, Dott. Gleb Pokrovski, direttore di ricerca presso CNRS, GET-CNRS-Università di Tolosa Paul Sabatier, disse, "I nostri risultati mostrano che l'arsenico guida la concentrazione dell'oro. Questa pompa dell'oro guidata dall'arsenico spiega come questi solfuri di ferro possono catturare in modo massiccio e quindi rilasciare oro, controllando così la formazione e la distribuzione dei giacimenti minerari. In termini pratici, significa che sarà più facile trovare nuove fonti di oro e altri metalli preziosi, che si legano ai solfuri di ferro contenenti arsenico. Può anche aprire la porta al controllo delle reazioni chimiche, e se possiamo migliorare la lavorazione dell'oro, possiamo recuperare più oro."
Il nuovo modello identifica proprio perché l'oro tende a essere trovato con l'arsenico. Il dottor Pokrovski ha detto, "Si sa da secoli che l'oro si trova con l'arsenico, e questo ha causato gravi problemi di salute ai minatori d'oro. Ora sappiamo cosa succede a livello atomico, possiamo iniziare a vedere se c'è qualcosa che possiamo fare per impedirlo".
Il legame nocivo tra arsenico e oro è ben noto in Francia e nel resto del mondo, compresa la miniera di Salsigne vicino a Carcassonne. Questa era una delle più grandi miniere d'oro dell'Europa occidentale, e il più grande produttore mondiale di arsenico contemporaneamente. Ha chiuso nel 2004, ma le conseguenze ambientali dell'inquinamento da arsenico persistono ancora nella regione.
Dottor Jeffrey Hedenquist, Università di Ottawa, disse, "Geologi e cercatori sanno da tempo che l'oro può essere associato a minerali ricchi di arsenico, e negli ultimi decenni, altri hanno quantificato questa associazione. I risultati del Dr. Pokrovski e del suo team ora aiutano a spiegare perché vediamo questa associazione, causato da un'attrazione su scala atomica tra oro e arsenico, con questo matrimonio organizzato dalla struttura di certi minerali."
