Золотые самородки, эти легендарные сокровища, веками манили искателей приключений и геологов своими таинственностью и величием. Их встреча в кварцевых жилах всегда вызывала вопросы: как из разбавленных растворов, пронизывающих земную кору, формируются такие внушительные куски чистого золота?
Классическая теория и ее ограничения
Долгое время господствовала гипотеза о том, что золото выпадает в осадок из горячих гидротермальных растворов, проникающих через трещины в земной коре. По мере охлаждения или изменения химического состава этих растворов, золото отделяется и накапливается в кварцевых жилах. Однако эта теория сталкивалась с трудностями при объяснении образования крупных самородков. Концентрация золота в таких растворах чрезвычайно низка, а сам кварц, казалось бы, химически инертен.
Вступление кварца на сцену
Ключом к разгадке стала уникальная особенность кварца – пьезоэлектричество. Этот минерал, составляющий основу многих золотых месторождений, способен генерировать электрический заряд под воздействием механического напряжения. Мы встречаем это явление в повседневной жизни: в кварцевых часах и зажигалках для барбекю, где небольшое давление создает ощутимый электрический импульс.
Землетрясения – естественный источник пьезоэлектрического напряжения
Ученые из Университета Монаша, CSIRO Mineral Resources и Австралийского центра рассеяния нейтронов задались вопросом: а не может ли землетрясение, с его мощными вибрациями, вызвать подобный эффект в глубоких слоях земли?
Эксперимент и неожиданные результаты
В ходе эксперимента исследователи поместили кристаллы кварца в раствор, обогащенный золотом, и применили механическое напряжение, имитируя землетрясение. После этого образцы были тщательно проанализированы под микроскопом. Результаты оказались поразительны: напряженный кварц не только электрохимически осаждал золото на своей поверхности, но и формировал и накапливал наночастицы золота.
Более того, золото склонно было откладываться на уже существующих золотых зернах, словно цепляясь за них. Это объясняется тем, что кварц – электрический изолятор, а золото – проводник. Осажденное золото становится центром притяжения для новых частиц, эффективно увеличивая размер самородков.
Кварц – природный аккумулятор золота
Эта открытие даёт убедительное объяснение образованию крупных золотых самородков в кварцевых жилах. Постоянные землетрясения генерируют пьезоэлектрические напряжения в кварце, которые, подобно естественному аккумулятору, удерживают растворенное золото и провоцируют его отложение. С течением времени этот процесс накапливается, формируя значительные залежи золота, которые в конечном итоге превращаются в массивные самородки.
“Кварц действует как природный аккумулятор с золотом в роли электрода, постепенно накапливая всё больше золота с каждым сейсмическим событием,” – поясняет доктор Крис Войси из Университета Монаша. “Это открытие проливает свет на давнюю геологическую тайну и подчеркивает тесную связь между физическими и химическими процессами, происходящими в нашей планете.”
Результаты этой работы были опубликованы в авторитетном научном журнале Nature Geoscience, открывая новую главу в понимании формирования драгоценных самородков.
