Géologie

Or: Historique d'utilisation, exploitation minière, prospection, dosage et production

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Auteur: Laura McKinney
Date De Création: 8 Avril 2021
Date De Mise À Jour: 16 Peut 2024
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Or: Historique d'utilisation, exploitation minière, prospection, dosage et production - Géologie
Or: Historique d'utilisation, exploitation minière, prospection, dosage et production - Géologie

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Or égyptien: Les artisans des civilisations anciennes utilisaient abondamment l'or pour décorer les tombes et les temples. Des objets en or fabriqués il y a plus de 5 000 ans ont été retrouvés en Égypte. Copyright de l'image iStockphoto / Akhilesh Sharma.

Usages de l'or dans le monde antique

L’or a été l’un des premiers métaux à être extrait du fait qu’il se présente généralement sous sa forme native, c’est-à-dire qu’il n’est pas combiné à d’autres éléments, parce qu’il est magnifique et impérissable et que des objets exquis peuvent en être fabriqués. Les artisans des civilisations anciennes utilisaient abondamment l'or pour décorer les tombes et les temples. Des objets en or fabriqués il y a plus de 5 000 ans ont été retrouvés en Égypte. Les objets en or découverts par Howard Carter et Lord Carnarvon en 1922 dans la tombe de Toutankhamon sont particulièrement remarquables. Ce jeune pharaon régna sur l'Egypte au XIVe siècle av. J.-C. Une exposition de certains de ces objets, intitulée "Treasures of Tutankhamun", a attiré plus de 6 millions de visiteurs dans six villes au cours d'une tournée aux États-Unis en 1977-1979.


Les tombes de nobles de l'ancienne citadelle de Mycènes près de Nauplion, en Grèce, découvertes par Heinrich Schliemann en 1876, produisirent une grande variété de figurines en or, masques, tasses, diadèmes et bijoux, ainsi que des centaines de perles et de boutons décorés. Ces œuvres d'art élégantes ont été créées par des artisans qualifiés il y a plus de 3 500 ans.




Sources d'or anciennes

Les anciennes civilisations semblent avoir tiré leurs approvisionnements en or de divers gisements du Moyen-Orient. Les mines situées dans la région du Haut-Nil, près de la mer Rouge et dans la région du désert nubien, fournissaient une grande partie de l'or utilisé par les pharaons égyptiens. Lorsque ces mines ne pouvaient plus satisfaire leurs besoins, des gisements ailleurs, peut-être au Yémen et en Afrique australe, étaient exploités.


Les artisans de Mésopotamie et de Palestine se sont probablement approvisionnés en Égypte et en Arabie. Des études récentes de la mine Mahd adh Dhahab (qui signifie "berceau d'or") dans le royaume d'Arabie saoudite révèlent que de l'or, de l'argent et du cuivre ont été récupérés dans cette région pendant le règne du roi Salomon (961-922 av. J.-C.).

L'or des trésors aztèque et inca du Mexique et du Pérou serait vraisemblablement venu de Colombie, bien que certains aient sans doute été obtenus auprès d'autres sources. Les conquistadores ont pillé les trésors de ces civilisations lors de leurs explorations du Nouveau Monde, et de nombreux objets en or et en argent ont été fondus et jetés dans des pièces de monnaie et des barres, détruisant les précieux artefacts de la culture indienne.

Pièce d'or: En tant que métal de grande valeur, l'or a été utilisé comme étalon financier et utilisé en monnaie depuis des milliers d'années. Pièce d'or de dix dollars des États-Unis de 1850. Droit d'auteur de l'image iStockphoto / Brandon Laufenberg.

L'or comme moyen d'échange

Les nations du monde utilisent aujourd'hui l'or comme moyen d'échange dans les transactions monétaires. Une grande partie des stocks d'or des États-Unis est stockée dans le coffre-fort du Fort Knox Bullion Depository. Le dépôt, situé à environ 30 milles au sud-ouest de Louisville, dans le Kentucky, est placé sous la supervision du directeur de la Monnaie.

L'or dans le dépôt consiste en des barres de la taille d'une brique de construction ordinaire (7 x 3 5/8 x 1 3/4 pouces) qui pèsent environ 27,5 livres (environ 400 onces troy; environ 1 once troy équivaut à environ 1,1 once avoirdupois.) Ils sont stockés sans emballage dans les compartiments de la chambre forte.

Outre les utilisations monétaires, l’or, comme l’argent, est utilisé dans la bijouterie et les articles connexes, les applications électro-électroniques, la dentisterie, l’industrie aérospatiale, les arts et les domaines médical et chimique.



Ruée vers l'or: La découverte de l'or a déclenché de nombreuses ruées vers l'or aux États-Unis et dans le monde. Copyright de l'image iStockphoto / Duncan Walker.

Régulation et variabilité du prix de l'or

L’évolution de la demande d’or et de l’offre des mines nationales au cours des deux dernières décennies reflète les fluctuations des prix. Après la déréglementation de l'or des États-Unis en 1971, le prix a nettement augmenté, pour atteindre brièvement plus de 800 dollars l'once troy en 1980. Depuis 1980, le prix est resté entre 320 et 460 dollars l'once troy. La hausse rapide des prix dans les années 1970 a incité les explorateurs expérimentés et les prospecteurs amateurs à reprendre leur recherche d’or. À la suite de leurs efforts, de nombreuses nouvelles mines ont été ouvertes dans les années 1980, ce qui explique en grande partie l'expansion de la production d'or. Les fortes baisses de la consommation en 1974 et 1980 résultent de la réduction de la demande de bijoux (principale utilisation de l'or fabriqué) et de produits d'investissement, ce qui traduit à son tour une augmentation rapide des prix au cours de ces années.

Pépites d'or: Petites pépites d'or obtenues par panoramique. Les prospecteurs travaillaient dans les sédiments pour trouver de minuscules pépites qu'ils pourraient vendre ou échanger contre des fournitures.

Propriétés de l'or

L'or est appelé un métal "noble" (un terme alchimique) car il ne s'oxyde pas dans des conditions ordinaires. Son symbole chimique Au est dérivé du mot latin "aurum". À l'état pur, l'or a un éclat métallique et est jaune soleil, mais des mélanges d'autres métaux, tels que l'argent, le cuivre, le nickel, le platine, le palladium, le tellure et le fer, avec de l'or créent des nuances de couleur allant du blanc argenté au vert et rouge-orange.

L'or pur est relativement tendre - il a à peu près la dureté d'un sou. C'est le métal le plus malléable et le plus ductile. La densité ou densité de l'or pur est de 19,3 contre 14,0 pour le mercure et 11,4 pour le plomb.

L'or impur, tel qu'il se produit couramment dans les dépôts, a une densité de 16 à 18, alors que les stériles associés (gangue) ont une densité d'environ 2,5. La différence de densité permet à l'or de se concentrer par gravité et permet de séparer l'or de l'argile, du limon, du sable et du gravier grâce à divers dispositifs d'agitation et de collecte tels que le bac en or, le basculeur et le siphon.

Mine d'or du Nevada: La mine Fortitude, dans le Nevada, a produit environ 2 millions d'onces d'or provenant d'un gisement Lode entre 1984 et 1993. Image de l'USGS.

Amalgame d'or

Le mercure (vif-argent) a une affinité chimique pour l’or. Lorsque du mercure est ajouté à un matériau aurifère, les deux métaux forment un amalgame. Le mercure est ensuite séparé de l'amalgame par réplication. L'extraction de l'or et d'autres métaux précieux de leurs minerais par traitement au mercure s'appelle l'amalgamation. L'or se dissout dans de l'eau régale, un mélange d'acides chlorhydrique et nitrique, et dans du cyanure de sodium ou de potassium. Ce dernier solvant constitue la base du procédé au cyanure utilisé pour récupérer l’or du minerai à basse teneur.

Exploitation minière hydraulique à Lost Chicken Hill Mine, près de Chicken, en Alaska. Le tube de feu souffle sur l'affleurement de sédiments, éliminant les particules de sable, d'argile, de gravier et d'or. Le matériau est ensuite traité pour éliminer l'or. Image USGS.

Finesse, Karats et Onces Troy

Le degré de pureté de l'or natif, des lingots (lingots d'or non raffiné) et de l'or raffiné est indiqué en termes de teneur en or. La "finesse" définit la teneur en or en parties pour mille. Par exemple, une pépite d'or contenant 885 parties d'or pur et 115 parties d'autres métaux, tels que l'argent et le cuivre, serait considérée comme fine. "Karat" indique la proportion d'or solide dans un alliage sur un total de 24 parties. Ainsi, l’or 14 carats (14K) indique une composition de 14 parties d’or et 10 parties d’autres métaux. Incidemment, l'or 14K est couramment utilisé dans la fabrication de bijoux. "Karat" ne doit pas être confondu avec "carat", une unité de poids utilisée pour les pierres précieuses.

L'unité de poids de base utilisée dans le traitement de l'or est l'once troy. Une once troy équivaut à 20 pesos penny troy. Dans l’industrie de la bijouterie, l’unité de mesure commune est le poids penny (tpl), équivalent à 1,555 grammes.

Le terme "rempli d'or" est utilisé pour décrire des articles de bijouterie en métal commun recouverts sur une ou plusieurs surfaces d'une couche d'alliage d'or. Une marque de qualité peut être utilisée pour indiquer la quantité et la finesse de l'alliage d'or. Aux États-Unis, aucun article ayant un revêtement en alliage d'or d'une finesse inférieure à 10 carats ne peut porter de marque de qualité. Des limites inférieures sont autorisées dans certains pays.

Aucun article dont la partie en alliage d'or est inférieure à un vingtième en poids ne peut être marqué «rempli d'or», mais les articles peuvent être marqués «plaque d'or laminée» à condition que les désignations de fraction proportionnelle et de finesse soient également indiquées. Les articles de bijouterie électrodéposés contenant au moins 7 millions de pouces d'or (0,18 micromètre) d'or sur des surfaces importantes peuvent être étiquetés «électrodéposition». Les épaisseurs plaquées inférieures peuvent être marquées «or flashé» ou «or lavé».

Écluse d'or: Écluse d'or portable. Les mineurs placent le sas dans le ruisseau et déversent les sédiments du côté amont. Le courant transporte les sédiments à travers le sas et les lourdes particules d'or se logent dans le sas. Un mineur peut traiter beaucoup plus de sédiments à travers une écluse qu'à travers un bac en or. Copyright de l'image iStockphoto / LeeAnn Townsend.

Formation de gisements d'or primaire - Lode Gold

L'or est relativement rare dans le monde, mais il se trouve dans de nombreux types de roches et dans de nombreux environnements géologiques. Bien que rare, l'or est concentré par des processus géologiques pour former des gisements commerciaux de deux types principaux: les gisements à filons (primaire) et les gisements placers (secondaires).

Les gisements Lode sont les cibles du prospecteur "hardrock" cherchant de l’or sur le site de dépôt de solutions minéralisantes. Les géologues ont proposé diverses hypothèses pour expliquer la source des solutions à partir desquelles des constituants minéraux sont précipités dans les gisements de filons.

Une hypothèse largement acceptée suggère que de nombreux gisements d'or, en particulier ceux qui se trouvent dans les roches ignées et sédimentaires, se forment à partir d'eaux souterraines en circulation entraînées par la chaleur provenant de corps de magma (roches en fusion) s'infiltrant dans la croûte terrestre à une distance d'environ 2 à 5 milles de la surface. Les systèmes géothermiques actifs, exploités dans certaines régions des États-Unis pour la production d’eau chaude et de vapeur naturelles, constituent un analogue moderne pour ces systèmes de dépôt d’or. La majeure partie de l'eau des systèmes géothermiques provient des précipitations, qui descendent à travers des fractures et des lits perméables dans des parties plus froides de la croûte et sont aspirées latéralement dans des zones chauffées par le magma, où elles sont entraînées vers le haut à travers des fractures. Lorsque l'eau est chauffée, elle dissout les métaux des roches environnantes. Lorsque les eaux chauffées atteignent des roches plus froides à des profondeurs moindres, des minéraux métalliques se précipitent pour former des veines ou des corps minéralisés en nappe.

Une autre hypothèse suggère que les solutions contenant de l'or pourraient être expulsées du magma lors de son refroidissement, ce qui précipiterait les minerais à mesure qu'ils se déplaceraient dans les roches environnantes plus fraîches. Cette hypothèse s’applique particulièrement aux gisements aurifères situés dans ou à proximité de masses de roche granitique, qui représentent du magma solidifié.

Une troisième hypothèse s’applique principalement aux filons aurifères des roches métamorphiques présentes dans les chaînes de montagnes aux marges continentales. Dans le processus de construction en montagne, les roches sédimentaires et volcaniques peuvent être profondément enfouies ou enfoncées sous le bord du continent, où elles sont soumises à des températures et pressions élevées, entraînant des réactions chimiques qui transforment les roches en nouveaux assemblages minéraux (métamorphisme). Cette hypothèse suggère que l'eau est expulsée des roches et migre vers le haut, précipitant les matériaux de minerai à mesure que les pressions et les températures diminuent. On pense que les minerais proviennent des roches subissant un métamorphisme actif.

Les préoccupations principales du prospecteur ou du mineur intéressé par un gisement aurifère filonien sont de déterminer la teneur moyenne en or (ténor) par tonne de roche minéralisée et la taille du gisement. À partir de ces données, il est possible d’estimer la valeur des dépôts. L'une des méthodes les plus couramment utilisées pour déterminer la teneur en or et en argent de roches minéralisées est l'analyse au feu. Les résultats sont indiqués en onces troy d'or ou d'argent, ou les deux, par courte tonne avoirdre de minerai ou en grammes par tonne métrique de minerai.

Drague d'or: Un plongeur sous-marin aspire les sédiments et les traite avec une drague portable en or. L'équipement de plongée permet au prospecteur d'avoir soigneusement accès aux fissures et aux crevasses sur le lit du cours d'eau où des pépites d'or pourraient être déposées. Copyright de l'image iStockphoto / Gary Ferguson.

Concentration d'or dans les dépôts de placers

Les dépôts de placers représentent les concentrations d'or dérivées des dépôts de filons par érosion, désintégration ou décomposition de la roche environnante, puis par concentration par gravité.

L'or est extrêmement résistant aux intempéries et, une fois libéré des roches encaissantes, il est transporté en aval sous forme de particules métalliques composées de "poussière", de flocons, de grains ou de pépites. Les particules d'or dans les gisements fluviatiles se concentrent souvent sur le substrat rocheux ou à proximité, car elles se déplacent vers le bas pendant les périodes de hautes eaux lorsque tout le lit de sable, de gravier et de blocs rocheux est agité et se déplace en aval. De fines particules d'or s'accumulent dans les dépressions ou dans les poches de sable et de graviers, où le courant diminue. Les concentrations d'or dans le gravier sont appelées "traînées de paie".

Lave-vaisselle Gold: Une laveuse à sec portable utilisée pour tamiser les pépites d'or du sol où l'eau n'est pas disponible. La terre est déversée dans la casserole supérieure et secouée par la casserole inférieure. Les pépites d'or lourdes sont séparées mécaniquement des matériaux plus légers. Copyright de l'image iStockphoto / Arturo M. Enriquez.

Prospection de gisements de placers

Dans les pays aurifères, les prospecteurs recherchent l’or où des sables grossiers et du gravier se sont accumulés et où des "sables noirs" se sont concentrés et se sont arrangés avec l’or. La magnétite est le minéral le plus commun dans les sables noirs, mais d’autres minéraux lourds tels que la cassitérite, la monazite, l’ilménite, la chromite, les métaux du groupe du platine et certaines pierres précieuses peuvent être présents.

Les dépôts de placeurs se sont formés de la même manière au cours de l'histoire de la Terre. Les processus d'altération et d'érosion créent des dépôts de surface placérieux qui peuvent être enfouis sous les débris de roche. Bien que ces placers "fossiles" soient ensuite cimentés en roches dures, la forme et les caractéristiques des anciens chenaux fluviaux sont toujours reconnaissables.

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Dosage d'or gratuit

La teneur en or libre récupérable dans les gisements de placer est déterminée par la méthode de dosage de l'or libre, qui consiste à fusionner le concentré aurifère recueilli par dragage, exploitation hydraulique ou autre. Au cours de la période où le prix de l'or était fixé, la pratique courante consistait à déclarer les résultats de l'analyse en tant que valeur de l'or (en cents ou en dollars) contenue dans un mètre cube de matière. Maintenant, les résultats sont exprimés en grammes par mètre cube ou en grammes par mètre cube.

Grâce à des recherches en laboratoire, le US Geological Survey a mis au point de nouvelles méthodes permettant de déterminer la teneur en or des roches et des sols de la croûte terrestre. Ces méthodes, qui détectent et mesurent les quantités d'autres éléments ainsi que d'or, incluent la spectrométrie d'absorption atomique, l'activation neutronique et la spectrométrie d'émission atomique plasma couplée de manière inductive. Ces méthodes permettent d’effectuer des analyses rapides et extrêmement sensibles d’un grand nombre d’échantillons.

Premières découvertes d'or et production

L'or était produit dans le sud des Appalaches dès 1792 et peut-être dès 1775 dans le sud de la Californie. La découverte d'or à Sutters Mill en Californie a déclenché la ruée vers l'or de 1849-1850 et des centaines de camps miniers ont vu le jour grâce à la découverte de nouveaux gisements. La production d'or a augmenté rapidement. Des gisements situés dans les districts de Mother Lode et de Grass Valley en Californie et dans Comode Lode au Nevada ont été découverts au cours des années 1860 et les gisements de Cripple Creek au Colorado ont commencé à produire de l'or en 1892. En 1905, les gisements de Tonopah et de Goldfield au Nevada et à l'Alaska des gisements avaient été découverts et la production d'or des États-Unis dépassait pour la première fois 4 millions d'onces troy par an - un niveau maintenu jusqu'en 1917.

Pendant la Première Guerre mondiale et quelques années après, la production annuelle a été ramenée à environ 2 millions d’onces. Lorsque le prix de l'or passa de 20,67 dollars à 35 dollars l'once en 1934, la production augmenta rapidement et dépassa de nouveau le niveau de 4 millions d'onces en 1937. Peu après le début de la Seconde Guerre mondiale, des mines d'or furent fermées par le War Production Board. et interdit de rouvrir avant 1945.

De la fin de la Seconde Guerre mondiale à 1983, la production aurifère nationale de mines ne dépassait pas 2 millions d’onces par an. Depuis 1985, la production annuelle a augmenté de 1 million à 1,5 million d’onces chaque année. À la fin de 1989, la production cumulée des gisements aux États-Unis depuis 1792 atteignait 363 millions d’onces.

Consommation d'or

Aux États-Unis, la consommation d’or variait d’environ 6 millions à plus de 7 millions d’onces troys par an de 1969 à 1973, et de 4 millions à 5 millions d’onces troys par an de 1974 à 1979, alors que dans les années 1970, la production annuelle d’or des mines nationales va d’environ 1 million à 1,75 million d’onces troy. Depuis 1980, la consommation d’or a été presque constante entre 3 et 3,5 millions d’onces troy par an. La production minière a augmenté à un rythme accéléré depuis 1980, atteignant environ 9 millions d'onces troy par an en 1990 et dépassant la consommation depuis 1986. Avant 1986, le solde de l'offre provenait de sources et importations secondaires (ferraille). La production mondiale totale d'or est estimée à environ 3,4 milliards d'onces troy, dont plus des deux tiers ont été extraites au cours des 50 dernières années. Environ 45% de la production mondiale d’or provient du district de Witwatersrand en Afrique du Sud.

La plus grande mine d’or des États-Unis est celle de Homestake à Lead, dans le Dakota du Sud. Depuis son ouverture en 1876, cette mine, d'une profondeur de 8 000 pieds, a représenté près de 10% de la production totale d'or des États-Unis. Elle a combiné une production et des réserves d'environ 40 millions d'onces troy.

Dépôts disséminés et or de sous-produits

Au cours des deux dernières décennies, les gisements d'or disséminés à faible teneur sont devenus de plus en plus importants. Plus de 75 de ces gisements ont été découverts dans les États occidentaux, principalement dans le Nevada. Le premier producteur important de ce type a été le gisement Carlin, découvert en 1962 et mis en production en 1965. Depuis lors, de nombreux autres gisements ont été découverts dans les environs de Carlin. La région de Carlin comprend désormais un district minier majeur avec sept des mines à ciel ouvert produisant plus de 1 500 000 onces d'or troy par an.

Environ 15% de l'or produit aux États-Unis provient de l'extraction d'autres minerais métalliques.Là où des métaux de base, tels que le cuivre, le plomb et le zinc, se déposent dans des veines ou sous forme de grains de minéraux dispersés, de petites quantités d’or s’y déposent généralement. Des gisements de ce type sont exploités pour les métaux prédominants, mais l'or est également récupéré en tant que sous-produit lors du traitement du minerai. La plupart des sous-produits de l'or proviennent de gisements de porphyre, qui sont si importants que même s'ils ne contiennent qu'une petite quantité d'or par tonne de minerai, l'extraction de la roche est si importante qu'une quantité d'or substantielle est récupérée. Aux États-Unis, la plus grande source unique d'or de sous-produits est le gisement de porphyre de Bingham Canyon, dans l'Utah, qui a produit environ 18 millions d'onces troy d'or depuis 1906.

Rôle d'un géologue dans la prospection aurifère

Les géologues examinent tous les facteurs contrôlant l’origine et la mise en place des gisements minéraux, y compris ceux contenant de l’or. Les roches ignées et métamorphiques sont étudiées sur le terrain et en laboratoire afin de comprendre comment elles sont parvenues à leur emplacement actuel, comment elles se sont cristallisées en roches solides et comment se sont formées des solutions minéralisées. Des études sur les structures rocheuses, telles que les plis, les failles, les fractures et les joints, ainsi que sur les effets de la chaleur et de la pression sur les roches suggèrent pourquoi et où les fractures se sont produites et où des veines pourraient être trouvées. Les études des processus d'altération et du transport des débris rocheux par l'eau permettent aux géologues de prédire les endroits les plus susceptibles de former des dépôts de placer. La présence d'or n'est pas capricieuse; sa présence dans diverses roches et sa présence dans des conditions environnementales différentes sont conformes aux lois naturelles. Au fur et à mesure que les géologues approfondissent leurs connaissances des processus de minéralisation, ils améliorent leur capacité à trouver de l'or.