Kultahiukkasten muodostuminen kvartsisuonissa on, vaikka se saattaakin tuntua epäselvältä, ollut vuosikymmeniä keskustelun aiheena, etenkin kun otetaan huomioon, että näiden esiintymien rakenne ei aina ole homogeeninen. Monissa esiintymissä kulta näyttää keskittyvän tietyille alueille, mitä ei ole helppo selittää yleisimpien hydrotermisten mallien avulla.
Sisällysluettelo
Tieteellinen yhteisö on etsinyt vaihtoehtoisia tapoja ymmärtää, miten metallipitoiset nesteet lopulta muodostavat erillisiä keskittymiä seismisen jännityksen alaisilla alueilla . Tässä yhteydessä kansainvälinen ryhmä käytti vuonna 2024 laboratoriokokeita analysoidakseen kvartsin reaktioita tektonisiin jännityksiin.
Miten maanjäristykset voivat edistää kultahiukkasten muodostumista?
Edellä mainitun tutkimuksen, joka julkaistiin Nature Geoscience -lehdessä, tekijät kehittivät mallin, joka yhdistää kvartsin maanjäristyksen aikana tuottaman pietsosähköisen jännitteen kultahiukkasten muodostumiseen.
On syytä huomata, että kvartsi on mineraali, joka pystyy luomaan sähkökentän altistuessaan äkillisille geologisille jännitteille. Tällaiset olosuhteet syntyvät yleensä alueilla, joilla aktiiviset siirrokset mahdollistavat nesteiden kiertämisen, joka kuljettaa liuennutta kultaa syvistä maankuoren kerroksista.
Tutkimuksessa väitetään, että kun seismisten aaltojen paketti kulkee kvartsirikkaan malmisuonen läpi, mineraali voi tuottaa riittävän jännitteen muuttamaan nesteissä olevan kullan jakautumista .
Kulta taipuu saostumaan paikoissa, joissa se kohtaa pintoja, jotka edistävät kiteiden muodostumista, ja juuri tässä pietsosähköinen kenttä voi olla ratkaisevassa roolissa. Tämä mekanismi selittää, miksi esiintymät eivät ole jakautuneet tasaisesti, vaan ovat pikemminkin keskittyneet.
Tämä hypoteesi on myös sopusoinnussa geologisten havaintojen kanssa, joiden mukaan monet suurimmista orogeenisista esiintymistä osoittavat toistuvia murtumisia ja hydrotermistä kiertoa. Jokainen maanjäristys ei vain murtele kalliota, vaan myös aktivoi siirtymis- ja saostumisprosesseja, jolloin kultahiukkaset voivat kasvaa kooltaan.
Miten kvartsin pietsosähköiset ominaisuudet vaikuttavat kultahiukkasten saostumiseen?
Monashin yliopiston (Australia) tutkijaryhmä teki kokeen, jossa he upottivat kvartsikiteitä nesteeseen, joka sisälsi liuennutta kultaa.
Sitten se tuotti seismisiä aaltoja, jotka aiheuttivat nopean jännityksen muodostumisen kiteissä. Tämä jännitys tuotti pietsosähköisen jännitteen, joka kykeni käynnistämään kullan saostumisen kvartsin pinnalle nanohiukkasten muodostumisen kautta.
Tutkijoiden mukaan nämä nanopartikkelit voivat olla lähtökohta suurempien kultakimpaleiden luomiselle. Kiinnittyneen kullan läsnäolo toimii itsessään elektrodina, jolle seuraavissa prosesseissa saostuu lisää metallia.
Yksi kirjoittajista selitti: ”Liuoksessa liuennut kulta saostuu yleensä pääasiassa jo olemassa oleville kultarakeille.” Tämä dynamiikka viittaa siihen, että kultakimpaleet kasvavat seurauksena kumulatiivisesta prosessista, joka liittyy peräkkäisiin seismisiin tapahtumiin.
Toistuvat maanjäristykset edistävät sedimentin kertymisen seuraavia vaiheita. Jokaisessa syklissä jännittynyt kvartsi luo lisäkuormituksen, joka järjestää liuenneen kullan uudelleen ja mahdollistaa toisiinsa liittyvien metallirakenteiden konsolidoitumisen. Ajan myötä nämä kertymät johtavat suurten fragmenttien muodostumiseen, joita tavallisesti esiintyy halkeilevassa kvartsiitissa .
Kullan uudelleenkertyminen ja kasvu seismisissä malmisuonissa
Tutkijat ovat tunnistaneet kaksi avaintekijää aktiivisten suonerien kultapitoisuuden ymmärtämiseksi: kvartsin pietsosähköinen luonne ja orogeeninen luonne esiintymissä, joissa esiintyy suurimpia kultakimpaleita. Maanjäristykset eivät ainoastaan avaa uusia reittejä nesteiden liikkeelle, vaan myös aiheuttavat jännitteitä, jotka voivat aktivoida mineraalin .
Tämä skenaario luo geologisen syklin, joka voi kestää tuhansia vuosia . Hydrotermiset nesteet nousevat halkeamia pitkin ja kuljettavat mukanaan pieniä määriä kultaa, joka lopulta tarttuu kiteisiin tai jo metallisoituneisiin pintoihin.
Jokainen maanjäristys luo uusia sähköisiä olosuhteita, jotka edistävät kullan kertymistä. Ajan myötä kultaiset nugetit voivat saavuttaa huomattavan koon , kuten on havaittu orogeenisissa esiintymissä eri puolilla maapalloa.
Laboratoriokokeet ovat vahvistaneet, että kvartsin pietsosähköinen jännite riittää kullan saostamiseen vesiliuoksista. Lisäksi ne ovat osoittaneet, että metallin jähmettyminen keskittyy jo olemassa olevan kullan ympärille, mikä vahvistaa kertymismekanismia.
Nämä tiedot vahvistavat ajatuksen, että suurimmat kerrostumat ovat seurausta monista toisiinsa liittyvistä seismisistä tapahtumista.
Tämän löydön tieteelliset seuraukset
Yksi vuoden 2024 tutkimuksen eniten keskusteltuja näkökohtia on sen potentiaalinen mahdollisuus luoda kultahiukkasia kontrolloiduissa olosuhteissa . Kirjoittajat selittivät: ”Tämä ei ole alkemiaa; se vaatii liuennutta kultaa ja sopivia olosuhteita, jotta se voi siirtyä nestemäisestä tilasta tilaan, jossa se tarttuu pintaan.”
Vaikka tämä menettely ei tarkoita kullan tuottamista tyhjästä, se avaa mahdollisuuksia ymmärtää paremmin sen muutoksia geologisessa kierrossa.
Valitettavasti (harrastajille) tämä tutkimus ei tarjoa suoraa keinoa kultahiukkasten esiintymien löytämiseen. Pietsosähköisten signaalien havaitseminen mahdollistaa kvartsisuonten tunnistamisen, mutta ei vahvista metallin esiintymistä niissä.
