La formation de pépites d’or dans les filons de quartz, même si cela ne semble pas être le cas, est un sujet débattu depuis des décennies, notamment parce que ces gisements ne suivent pas toujours des schémas uniformes. Dans de nombreux gisements miniers, l’or semble se concentrer à des endroits spécifiques, une caractéristique qui ne s’explique pas facilement par les modèles hydrothermaux les plus répandus.
Quand les séismes forgent l’or : le rôle surprenant du quartz piézoélectrique dans la formation des pépites
La communauté scientifique a cherché des alternatives permettant de comprendre comment les fluides enrichis en métaux finissent par créer des accumulations discrètes dans des zones soumises à des tensions sismiques. Dans ce contexte, une équipe internationale a eu recours en 2024 à des expériences en laboratoire pour analyser la réponse du quartz aux efforts d’origine tectonique.
Les auteurs de l’étude mentionnée, publiée dans Nature Geoscience, ont élaboré un modèle qui relie la tension piézoélectrique générée par le quartz lors d’un tremblement de terre à la formation de pépites d’or.
Il convient de préciser que le quartz est un minéral capable de produire un champ électrique lorsqu’il est soumis à des contraintes géologiques soudaines. Ces conditions se produisent généralement dans les régions où les failles actives permettent la circulation de fluides transportant de l’or dissous depuis les zones profondes de la croûte terrestre.
L’étude soutient que lorsqu’un paquet d’ondes sismiques traverse un filon riche en quartz, le minéral peut générer une tension suffisante pour modifier la distribution de l’or contenu dans les fluides.
L’or a tendance à se précipiter aux endroits où il rencontre des surfaces qui facilitent la nucléation, et c’est là que le champ électrique piézoélectrique pourrait jouer un rôle déterminant. Ce mécanisme expliquerait pourquoi les accumulations ne sont pas réparties de manière homogène, mais apparaissent concentrées.
Cette hypothèse concorde également avec l’observation géologique selon laquelle bon nombre des plus grands gisements orogéniques présentent des épisodes répétés de fracturation et de circulation hydrothermale. Chaque tremblement de terre non seulement fracture la roche, mais réactive également le processus de transport et de précipitation, permettant aux pépites d’or d’augmenter de taille.
Comment fonctionnent la piézoélectricité du quartz et le dépôt de pépites d’or ?
L’équipe de l’université Monash (Australie) a mené une expérience dans laquelle elle a plongé des cristaux de quartz dans un fluide contenant de l’or dissous.
Elle a ensuite reproduit des ondes sismiques pour induire des tensions rapides dans les cristaux. Cette tension a généré une tension piézoélectrique capable de déclencher le dépôt d’or à la surface du quartz, formant des nanoparticules.
Selon les chercheurs, ces nanoparticules pourraient être le point de départ de la création de pépites d’or plus grosses. La présence même d’or adhérent agit comme une électrode sur laquelle davantage de métal se dépose lors d’événements ultérieurs.
L’un des auteurs a expliqué : « L’or dissous dans la solution aura tendance à se déposer de préférence sur les grains d’or préexistants ». Cette dynamique suggère que les pépites d’or se développent par un processus cumulatif, lié à des épisodes sismiques successifs.
La répétition des tremblements de terre facilite de nouvelles phases de dépôt. À chaque cycle, le quartz soumis à une contrainte génère une charge supplémentaire qui réorganise l’or dissous, permettant la consolidation de structures métalliques interconnectées. Au fil du temps, ces accumulations donnent naissance aux gros fragments que l’on trouve généralement dans les filons de quartzite fracturé.
Formation répétée et croissance de l’or dans les filons sismiques
Les chercheurs ont identifié deux éléments clés pour comprendre la concentration de l’or dans les filons actifs : la nature piézoélectrique du quartz et le caractère orogénique des gisements où apparaissent les plus grosses pépites d’or. Les tremblements de terre ouvrent non seulement de nouvelles voies pour les fluides, mais induisent également des tensions capables d’activer le minéral.
Ce scénario crée un cycle géologique qui peut s’étendre sur des milliers d’années. Les fluides hydrothermaux remontent à travers les fractures, transportant de petites quantités d’or qui finissent par adhérer à des cristaux ou à des surfaces déjà métallisées.
Chaque séisme génère de nouvelles conditions électriques qui favorisent l’accumulation. Au fil du temps, les pépites d’or peuvent atteindre des tailles importantes, comme cela a été observé dans des gisements orogéniques de différentes régions de la planète.
Les expériences en laboratoire ont confirmé que la tension piézoélectrique du quartz est suffisante pour précipiter l’or à partir de solutions aqueuses. Elles ont également démontré que la solidification du métal se concentre autour de l’or préexistant, renforçant ainsi le mécanisme d’accumulation.
Implications scientifiques de cette découverte
L’un des aspects les plus commentés de l’étude réalisée en 2024 est la possibilité de recréer des pépites d’or dans des conditions contrôlées. Les auteurs ont expliqué : « Ce n’est pas de l’alchimie ; il faut de l’or dissous et des conditions pour qu’il passe d’un état liquide à un état adhérant à une surface ».
Bien que le procédé n’implique pas de générer de l’or à partir de zéro, il permet de mieux comprendre ses transitions au sein du cycle géologique.
Malheureusement (pour les passionnés), l’étude n’offre pas d’outil direct pour localiser les gisements de pépites d’or. La détection de signaux piézoélectriques permet d’identifier des veines de quartz, mais ne confirme pas la présence de métal à l’intérieur.
