Протягом більш ніж століття геологи, розколюючи шматки білого кварцу із золотих копалень та знаходячи всередині яскраві металеві прожилки, пояснювали це явище транспортуванням розчиненого золота надгарячими рідинами крізь тріщини в породі. Ці рідини залишали золото, коли змінювалися умови. Проте це пояснення залишало без відповіді складне питання: як рідини, що містять лише крихітну кількість золота, можуть утворювати великі самородки всередині інертного кварцу? Ця загадка досі не давала спокою геологам, аж доки нове дослідження не запропонувало неочікуваний електричний механізм, пише T4. Геолог Крістофер Войсі з Університету Монаша, разом з колегами з CSIRO та Австралійського центру розсіювання нейтронів (ANSTO), перевірили гіпотезу, згідно з якою електрика, що виробляється під час землетрусів, може бути ключовим фактором у формуванні золотих самородків всередині кварцових жил. Їхня увага зосередилася на п’єзоелектричній властивості кварцу: коли кристал кварцу піддається механічному стисненню, згинанню або скручуванню, його атомна структура зміщується, розділяючи позитивні та негативні заряди і створюючи напругу. У зонах розломів, де зустрічаються золоті родовища, міститься багато кварцових жил. Під час руху тектонічних плит гірські породи ламаються та ковзають, і землетруси спричиняють накопичення та вивільнення напруги в кварці, що призводить до появи та зникнення п’єзоелектричних зарядів. Команда поставила питання: чи достатньо сильні ці напруги, щоб переміщувати електрони, витягувати золото з розчину та приєднувати його безпосередньо до кварцових поверхонь? Для перевірки цієї ідеї вчені провели серію контрольованих лабораторних експериментів. Вони помістили шматочки кварцу в розчини, що містили розчинене золото, імітуючи гідротермальні рідини глибоко під землею. Механічно напружуючи кварц для імітації землетрусів, дослідники потім вивчали поверхні кристалів за допомогою мікроскопів високої роздільної здатності. Дослідження показує, що землетруси створюють великі золоті самородки за лічені секунди Результати були вражаючими: з’явилося металеве золото у вигляді яскравих цяток, скупчень наночастинок та маленьких псевдогексагональних кристалів, розташованих на зернах кварцу. Ці форми відповідають очікуванням від електрохімічного осадження, де розчинені іони золота отримують електрони та перетворюються на твердий метал на поверхні. У подальших експериментах, використовуючи кварц, який вже містив дрібні зерна золота (більш реалістична імітація природної жили), ці зерна діяли як провідники. Коли напруга створювала електричне поле в кварці, існуючі металеві зерна концентрували поле навколо себе, змушуючи нові золоті наночастинки рости на старих, утворюючи щільні кластери та ореоли. За таких умов електричні заряди ефективно “випаровували” золото з розчину, покриваючи поверхню кварцу свіжим металом і потовщуючи відкладення. Цей процес пояснює механізм “багаті стають багатшими”: щойно з’являється навіть крихітна “зернинка” золота, вона стає бажаним місцем для осадження більшої кількості золота під час кожної стресової події. Кварц діє як електричний ізолятор, ускладнюючи початок росту самородків з нуля, але золото є добрим провідником. Таким чином, невелика провідна зернина концентрує електричне поле на своїй поверхні, дозволяючи електронам ефективно рухатися саме туди, де вони потрібні для росту. В іншій серії експериментів, коли напружували кварц у рідині, наповненій наночастинками золота, ці частинки дрейфували та злипалися у більші скупчення безпосередньо на поверхні кварцу, показуючи, що електричні поля можуть концентрувати рухливі частинки золота ще до того, як вони об’єднаються в суцільне зерно. Отже, у зоні розлому, наповненій кварцовими жилами та омиваній золотовмісними рідинами, кожен землетрус ненадовго перетворює систему на електрохімічну комірку. На деяких кварцових поверхнях накопичуються електрони, перетворюючи розчинені частинки золота на металеве золото. На інших поверхнях відбуваються комплементарні реакції, що балансують заряди. Кожне “стискання” — кожен землетрус — трохи заряджає кварц і переносить невелику кількість золотого покриття на існуючі зерна або на нові місця нуклеації. Цей електричний механізм не замінює класичні моделі утворення золота, що включають гарячі рідини та зміни хімічного складу. Він додає додатковий крок: п’єзоелектричні напруги під час землетрусів фокусують ріст золота на певних ділянках кварцу, особливо там, де вже є метал. Більшість великих золотих самородків у світі походять з кварцових жил в орогенних золотодобувних системах, які постачають приблизно три чверті історично видобутого золота. Замість тонкого шару золотого пилу, шахтарі часто знаходять великі шматки металу в товстих прожилках. Доктор Войзі підсумував: “По суті, кварц діє як природний акумулятор, із золотом як електродом, повільно накопичуючи більше золота з кожною сейсмічною подією”. Це дослідження, опубліковане в журналі Nature Geoscience, допомагає пояснити тісний зв’язок між золотом і кварцом, а також рідкісні випадки, коли природа створює особливо важкі самородки завдяки сейсмічній активності, що заряджає та розряджає кварц протягом геологічного часу. Читайте за темою: Вчені показали, скільки золота людство видобуває за один рікThe post Вчені назвали силу, яка здатна створювати великі золоті самородки за лічені секунди first appeared on T4 - сучасні технології та наука.