Bogate żyły złota “bonanza” w skałach wreszcie wyjaśnione

Dlaczego niektórzy poszukiwacze złota wzbogacili się o bogatą żyłę złota (bonanza), podczas gdy inni pojawili się z pustymi rękami? Zasługą mogą być nanocząsteczki.

Nowe badania pokazują, że wysokiej jakości żyły złota zawierają skupiska nanocząsteczek złota, co jest ważne, ponieważ wyjaśnia, w jaki sposób te niemożliwie bogate skupiska złota mogą tworzyć się w pęknięciach pod ziemią. Eksperymenty laboratoryjne od dawna wykazały, że niemożliwe jest rozpuszczenie wystarczającej ilości złota w płynach hydrotermalnych, aby ostatecznie wykrystalizować, tworząc grube, wysokiej jakości żyły błyszczącego materiału. Ciecze hydrotermalne to podgrzane ciecze, rozgrzane przez magmę w skorupie ziemskiej, które niosą złożone mieszaniny rozpuszczonych minerałów i gazów.

Nowe badanie, które zostało opublikowane 18 maja w czasopiśmie Proceedings of the National Academy of Sciences, sugeruje, że żyły te wcale nie pochodzą z rozpuszczonego złota. Mogą to być natomiast nagromadzenia z tzw. płynów koloidalnych, w których cząsteczki złota nie są rozpuszczone, lecz zawieszone.

„Jesteśmy pierwszymi osobami, które otrzymały obraz, który zasadniczo udowodnił, że tak, te nanocząstki, te koloidy, istnieją” w systemach geotermalnych – powiedział główny autor badań Duncan McLeish, doktorant nauk o Ziemi na Uniwersytecie McGill w Montrealu.

Imponujące złoto

Złoto można zdeponować na wiele sposobów, ale żyły złota to marzenie górników: zestalone strumienie wysokogatunkowego minerału, gotowego do zbierania. Żyły te tworzą się w szczelinach skalnych, ale ich powstawanie zawsze uparcie wymykało się wyjaśnieniom. Stężenie złota w żyłach jest po prostu zbyt wysokie, by można było to wytłumaczyć krystalizacją złota z rozpuszczonego płynu hydrotermalnego. Płyny te mogą pomieścić tylko 10 do 30 części na miliard złota. Przy takich stężeniach ułożenie żyły błyszczącego metalu zajęłoby nierealistycznie dużo czasu.

„To był ten długotrwały problem, który był problemem dla geologów złóż” – powiedział McLeish dla Live Science, geolog pracujący w górnictwie i wydobyciu. „Jeśli nie możesz zrozumieć, w jaki sposób powstają żyły, jesteś ograniczony, jeśli chodzi o to, jak dobrze i skutecznie możesz je odkrywać, znajdować, wydobywać itd.”

McLeish i jego koledzy wykorzystali transmisyjną mikroskopię elektronową (TEM) do zbadania tego zagadnienia. TEM wykorzystuje pojedynczą wiązkę elektronów wyszkolonych na próbce, aby utworzyć obraz; może wykryć szczegóły do ​​kilku nanometrów. Naukowcy przebadali okazy złota ze złoża złota Brucejack w północno-zachodniej Kolumbii Brytyjskiej, gdzie średnia żyła złota ma średnicę podstawki do napoju: około 4 cali (10 centymetrów).

Obrazy TEM ujawniły maleńkie kule złota o średnicy zaledwie 1 do 5 nanometrów, często zagregowane w większe skupiska o średnicy od 30 do 150 nanometrów. Dla porównania, nanometr to jedna miliardowa metra, co jest bardzo, bardzo małe: pojedynczy nanometr to mniej niż połowa średnicy nici DNA , a 100 nanometrów ma mniej więcej taką samą średnicę jak wirus SARS-CoV-2.

Odkrycia te po raz pierwszy dowiodły, że takie agregacje występują w prawdziwych układach geologicznych zawierających złoto, a nie tylko w laboratorium. Badania dostarczają również dowodów na to, że najmniejsze nanocząsteczki złota zlepiają się lub zbijają się w kłaczki, powiedział McLeish.

Powiedział, że zmienia to zasady formowania się złotych żył. Nie musisz się już martwić, ile rozpuszczonego złota może utrzymać płyn w roztworze. Zamiast tego pojawia się pytanie, jak zawieszone cząstki złota działają w koloidzie, który jest cieczą z rozproszonymi cząstkami podobnej wielkości. Mleko jest koloidem: białka i tłuszcze w płynie nie osadzają się i są równomiernie rozprowadzane.

Jednak w przypadku hydrotermalnych koloidów złota zawieszone nanocząsteczki złota ostatecznie zlepiają się ze sobą, ostatecznie gromadząc się w ilości wystarczającej do wypełnienia całej szczeliny skały.

Nowe badanie nie może odpowiedzieć na to pytanie, powiedział, choć naukowcy oferują pewne pomysły. McLeish powiedział, że coś związanego z mieszaniem się wody morskiej i płynów hydrotermalnych może zadziałać. Przyczynić się do tego może również wrzenie płynów hydrotermalnych.

Zespół badał złoto tylko z jednej kopalni bonanza, więc następnym krokiem jest ustalenie, czy te same nanocząstki istnieją w złożach złota wysokiej jakości na całym świecie, powiedział McLeish, czy też inny proces wyjaśnia te ogromne żyły złota bonanza w różnych środowiskach geologicznych. – Jesteśmy na początku tego – powiedział.

Źródło: Stephanie Pappas

Colloidal transport and flocculation are the cause of the hyperenrichment of gold in nature

The Size of SARS-CoV-2 and its Implications

Zdjęcie: James St. John, distributed under a Creative Commons Attribution 2.0 Generic license

Subscribe
Powiadom o
guest
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x