Abstract

Three of the five hydrothermal vent fields currently known in the Manus back-arc basin of Papua New Guinea are enriched in gold. Samples of precipitates from the PACMANUS and Susu Knolls hydrothermal fields in eastern Manus Basin contain up to 56.8 ppm gold, and average 11.3 ± 13 (1σ) ppm (n = 103). Chimney samples dominated by sphalerite, barite and chalcopyrite have significantly higher contents of gold than sulfide-poor samples. Gold in the sulfide chimneys occurs as micrometric grains of silver-poor (1.4 to 4.2 wt.% Ag) native gold in three distinct associations. In copper-rich chimney samples, gold occurs as inclusions in chalcopyrite associated with tennantite, bornite and covellite. In zinc-rich chimney samples, gold is present mainly as inclusions in tennantite associated with chalcopyrite and sphalerite. A high activity of sulfur is indicated for the gold-rich eastern Manus Basin precipitates by the sulfide assemblages, the low iron content of sphalerite (average = 2.3 ± 3 mole % FeS), and the silver-poor nature of gold grains. Evaluation of possible complexes of gold indicates that AuHS° is the dominant complex, which is consistent with the high activity of sulfur in the hydrothermal system. According to available experimental data, AuHS° is the dominant complex up to 325°C. This complex thus is the only one required for gold enrichment in both the Zn–Au and the Cu–Au associations. Gold transport as the AuHS° complex is likely to be equally important in other seafloor hydrothermal systems with acidic end-member hydrothermal fluids.

Abstract

Trois des cinq champs d’évents hydrothermaux connus dans l’arrière-arc du bassin de Manus, en Papouasie Nouvelle Guinée, montrent un enrichissement en or. Les échantillons des précipités provenant des champs hydrothermaux de PACMANUS et de Susu Knolls, dans le secteur oriental du bassin de Manus, contiennent jusqu’à 56.8 ppm d’or, et atteignent en moyenne 11.3 ± 13 (1σ) ppm (n = 103). Les échantillons de cheminées à prédominance de sphalérite, barite et chalcopyrite contiennent des teneurs en or nettement plus élevées que les échantillons à faible teneur en sulfures. L’or des cheminées sulfurées se présente sous forme de grains micrométriques d’or natif à faible teneur en argent (de 1.4 à 4.2% Ag, poids), en trois associations distinctes. Dans les échantillons de cheminées riches en cuivre, l’or se présente sous forme d’inclusions dans la chalcopyrite associée à la tennantite, la bornite et la covellite. Dans les échantillons de cheminées riches en zinc, l’or se présente surtout sous forme d’inclusions dans la tennantite associée à la chalcopyrite et la sphalérite. Dans le secteur oriental du bassin de Manus, une activité élevée en soufre serait indiquée pour expliquer ces précipités aurifères associés à des assemblages riches en sulfures, la faible teneur en fer de la sphalérite (en moyenne 2.3 ± 3% FeS, base molaire), et la faible teneur en argent des grains d’or. Une évaluation des complexes potentiels pour transporter l’or montre que AuHS° est le plus important, ce qui concorde avec l’activité accrue du soufre dans le système hydrothermal. Selon les données expérimentales disponibles sur la stabilité de ces complexes, AuHS° serait prédominant jusqu’à 325°C. Il serait donc le seul requis pour expliquer l’enrichissement en or à la fois dans les associations Zn–Au et Cu–Au. Le transfert de l’or sous forme du complexe AuHS° serait également important dans d’autres milieux d’évents hydrothermaux dont les fluides s’approchent du pôle acide.

(Traduit par la Rédaction)

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