Австралийские геологи выдвинули неожиданное объяснение того, каким образом глубоко под землёй образуются крупные самородки золота. Оказывается, это происходит по причине землетрясений. Выводы учёных опубликованы в статье в научном журнале Nature Geoscience.
Понадобится пять олимпийских бассейнов с водой
По оценкам Всемирного совета по золоту, в мире ежегодно добывается от 2500 до 3000 тонн золота. Большинство самородков извлекают из кварцевых жил — на их долю приходится около трёх четвертей всего когда-либо добытого драгоценного металла. Как правило, самородки залегают вдоль линий трещин, проходящих через кварц, но почему они там появляются, ясно не было.
Загадка состоит в том, что некоторые самородки имеют массу в несколько сотен килограммов, в то время как во флюидах, просачивающихся в кварцевые жилы, концентрация золота составляет в лучшем случае одну миллионную часть. Чтобы получить 10 килограмм металла, понадобится пять олимпийских бассейнов, наполненных водой.
Разобраться в этом решила группа австралийских геологов. Для исследования они погрузили в раствор, где содержалось золото, куски кварца. Затем подвергли его воздействию напряжений, которые испытывает горная порода во время землетрясения.
Кварц — необычный минерал. Это один из самых распространённых минералов в земной коре, при этом он является пьезоэлектриком: его кристаллическая структура такова, что при сжатии через него проходит электрическое напряжение. Данный эффект лежит в основе работы пьезоэлектрических зажигалок — они производят искру при нажатии кнопки.
В результате учёные обнаружили, что деформации, возникающие при землетрясениях, способны генерировать в кварце электрические поля, и их достаточно для того, чтобы извлечь из окружающего раствора содержащееся в нём золото. На поверхности минерала оседают его частицы, и постепенно образуется самородок.
Решение парадокса
Электричество, как предполагают геологи, заставляет ионы металла вступать в реакции с другими молекулами, отнимать у них электроны и осаждаться в виде наночастиц. Опыты показали, что наночастицы золота между пластами кварцевых пород возникают достаточно быстро, а потом вырастают в размерах до зёрен золотого песка диаметром в несколько микрометров.
Если в пласте уже присутствовали частицы золота, процесс значительно ускорялся. «Поскольку пьезоэлектрическое напряжение возникает мгновенно и не оставляет видимых следов, это может объяснить, почему золотые самородки обычно „плавают“ в кварцевых жилах без видимых химических или физических ловушек, — пишут исследователи. — Мы предполагаем, что пьезоэлектрическое накопление золота может стать решением давнего парадокса золотых самородков».
Правда, геологи не могут объяснить, почему в некоторых случаях золото становится чрезвычайно концентрированным и образует очень крупные самородки. Пока ясно лишь, что понимание механизма, благодаря которому образуются залежи драгоценного металла, может помочь в поиске богатых месторождений.