Étude expérimentale de la solubilité et de la spéciation du Pd dans des liquides H2O-HCL :
implications pour la formation des dépôt hydrothermaux de palladium
Projet DIVEX SC5
|
Évidence de remobilisation hydrothermale des platinoïdes : veines de chalcopyrite-ÉGP (jaune métallique) marquées par des auréoles d'altération hydrothermale. Zone Deep Copper, mine Fraser, Sudbury (Ontario). |
Introduction
Les avancées récentes des technologies des pots catalytiques et des piles à combustible ont mené à une demande accrue du palladium (Pd), et à une augmentation correspondante de l'exploration de ce métal, particulièrment en Amérique du Nord où la production a toujours été limitée. Cependant, il est prouvé que la plupart des dépôts importants d'éléments du groupe du platine (ÉGP) se trouvent dans des intrusions mafiques-ultramafiques et que la concentration initiale du métal est dominée par des processus magmatiques (Barnes and Maier, 2002). Il existe des évidences importantes montrant que les processus hydrothermaux pourraient jouer un rôle dans la remobilisation des métaux (particulièrement le Pd) et augmenter localement leurs concentrations à des niveaux économiques (Li and Naldrett, 1993; Farrow et al., 1994; Ripley and Chryssoulis, 1994).
Problématique
Il existe plusieurs gisement au Québec qui contiennent des concentrations significatives d'ÉGP, même si aucun d'eux ne contient une grande quantité de palladium. Cependant, la géologie du Québec est caractérisée par de nombreux corps intrusifs mafiques-ultramafiques. Il y a donc un potentiel considérable pour la découverte de nouveaux dépôts riche en Pd (Clark, 2001). Malgré tout, notre compréhension de comment le Pd est concentré et particulièrement du rôle des processus hydrothermaux dans cette concentration est extrêmement limitée. Nous somme donc mal équipés pour prédire où ce métal devrait être enrichi et pour développer des outils pour son exploration.
Objectifs
L'objectif de ce projet était de contribuer à la compréhension des contrôles hydrothermaux sur la concentration du Pd en réalisant des expériences conçues pour étudier la spéciation et la solubilité du Pd dans des fluides aqueux.
Méthode
Un système spectrophotométrique (voir figure ci-dessous) a été conçu afin d'obtenir des données sur la spéciation du Pd dans des solutions chlorée. Ce système permet l'identification et la mesure directe des concentrations de toutes les espèces absorbant des radioations dans la région UV-visible du spectre électromagnétique.
Système expérimental utilisé dans ce projet.
Résultats et conclusions
Les valeurs des constantes de formation cumulative determinées dans ce projet sont proches de celles extrapolées à partir de données à basses températures par Wood et al. (1992) et divergent considérablement de celles prédites par les méthodes de corrélation de Sassani and Shock (1998). Plus important encore, elles montrent que le PdCl42-, le PdCl3- et le PdCl20 sont significativement plus stables à des températures élevées que ce qu'il avait été pensé. Au-dessus de 400°C, la solubilité du Pd dans une solution aqueuse riche en chlorure est assez élevée pour que ce dernier constitue un fluide minéralisateur viable.
Solubilité du palladium métallique dans une solution 1 molal de NaCl (pH=2).
Ce projet a fourni les premières données expériementales fiables à des températures élevées pour la mobilisation et la concentration du palladium par des fluides hydrothermaux. On a ainsi établi certaines informations de bases requises pour développer des modèles génétqieus pour la formation de dépôts hydrothermaux de palladium.
Références
BARNES, S.-J., MAIER, W.D. (2002) J. Petrol., 43, 103-128.
FARROW, C.E.G., WATKINSON, D.H. (1997) Canadian Mineralogist, 35(4), 817-839.
LI, C., NALDRETT, A. J. (1993) Econ. Geol., 88(7), 1780-96.
RIPLEY, E.M., CHRYSSOULIS, S.L. (1994) Econ. Geol., 89, 201-10.
SASSANI, D. C., SHOCK, E. L. (1998) Geochimica et Cosmochimica Acta 62, 2643-2671.
WOOD, S. A., MOUNTAIN, B. W., PAN, P. (1992) Canadian Mineralogist 30, 955-982.
