Zespół badawczy, w tym naukowiec z Uniwersytetu Michigan, odkrył nowy kompleks złoto-siarka, który pomaga zrozumieć, jak powstają złoża złota. Nowy model wyjaśnia, jak złoto z głębokich warstw pod ziemią pojawia się w warstwach blisko powierzchni Ziemi, skąd można je wydobywać.
Złoto występujące w złożach mineralnych związanych z wulkanami otaczającymi Pacyficzny Pierścień Ognia pochodzi z płaszcza Ziemi i jest transportowane na powierzchnię przez magmę. Jednak proces, w którym złoto dociera na powierzchnię, był dotąd przedmiotem debat. Teraz zespół badaczy wykorzystał modele numeryczne, aby ujawnić specyficzne warunki prowadzące do wzbogacenia magmy w złoto podczas jej przemieszczania się z płaszcza Ziemi ku powierzchni.
Model szczegółowo wyjaśnia rolę kompleksu złoto-trisiarczekowego, którego istnienie było przedmiotem intensywnych dyskusji – mówi Adam Simon, profesor nauk o Ziemi i środowisku z Uniwersytetu Michigan, współautor badania. Obecność tego kompleksu w bardzo specyficznych warunkach ciśnienia i temperatury w płaszczu, na głębokości 30–50 mil pod aktywnymi wulkanami, umożliwia transfer złota z płaszcza do magmy, która ostatecznie dociera na powierzchnię. Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie Proceedings of the National Academy of Sciences.
Adam Simon:
„Model termodynamiczny, który opublikowaliśmy, jako pierwszy ujawnia obecność kompleksu złoto-trisiarczekowego, którego wcześniej nie byliśmy świadomi w tych warunkach. To najbardziej wiarygodne wyjaśnienie bardzo wysokiego stężenia złota w niektórych systemach mineralnych w środowiskach stref subdukcji”.
Złoża złota związane z wulkanami powstają w tzw. strefach subdukcji. Są to obszary, gdzie oceaniczna płyta kontynentalna (Płyta Pacyficzna, leżąca pod Oceanem Spokojnym) zanurza się pod płyty kontynentalne wokół niej. W tych strefach, gdzie spotykają się płyty kontynentalne, magma z płaszcza Ziemi ma szansę przedostać się na powierzchnię.
Adam Simon:
„Na każdym kontynencie otaczającym Ocean Spokojny, od Nowej Zelandii przez Indonezję, Filipiny, Japonię, Rosję, Alaskę, zachodnie Stany Zjednoczone i Kanadę, aż po Chile, mamy wiele aktywnych wulkanów. Wszystkie te aktywne wulkany powstają w środowiskach stref subdukcji. Te same procesy, które prowadzą do erupcji wulkanów, są również odpowiedzialne za tworzenie złóż złota”.
Złoto naturalnie znajduje się w płaszczu Ziemi, powyżej subdukującej płyty oceanicznej. Jednak gdy warunki są odpowiednie, płyn zawierający jon trisiarkowy przedostający się z subdukującej płyty do płaszcza wiąże złoto, tworząc kompleks złoto-trisiarkowy.
Ten kompleks jest wyjątkowo mobilny w magmie. Naukowcy wiedzieli wcześniej, że złoto tworzy kompleksy z różnymi jonami siarki, ale to badanie – przeprowadzone we współpracy z naukowcami z Chin, Szwajcarii, Australii i Francji – jako pierwsze przedstawia solidny model termodynamiczny potwierdzający istnienie i znaczenie kompleksu złoto-trisiarkowego.
Aby zidentyfikować ten nowy kompleks, badacze opracowali model termodynamiczny oparty na eksperymentach laboratoryjnych, w których kontrolowano ciśnienie i temperaturę, a następnie mierzono wyniki. Model ten pozwala przewidywać wyniki eksperymentów i zastosować je do rzeczywistych warunków.
„Te wyniki dają naprawdę solidne zrozumienie tego, co powoduje, że niektóre strefy subdukcji produkują bardzo bogate w złoto złoża” – powiedział Simon. „Połączenie wyników tego badania z istniejącymi badaniami ostatecznie poprawia nasze rozumienie procesów formowania złóż złota i może mieć pozytywny wpływ na eksplorację”.
Może Cię zainteresować:
