Геологи объяснили, как образуются залежи золотых самородков
Месторождения самородного золота приурочены главным образом к кварцевым жилам. Считается, что оно осаждается из горячих магматических растворов, внедряющихся по трещинам в горных породах. Однако образование крупных скоплений золота представляет собой минералогическую загадку. Австралийские ученые предположили, что дело — в пьезоэлектрических свойствах кварца, которые под действием частых землетрясений способствуют образованию больших скоплений драгоценного металла.
Месторождения самородного золота расположены в горных районах по всему миру и в большинстве своем связаны с кварцевыми жилами. Из них извлекают 75 процентов этого металла.
Во время землетрясений по трещинам поднимаются горячие гидротермальные растворы (флюиды). Обычные для них условия в земной коре — температура от 200 до 650 градусов Цельсия, давление в один-пять килобар. Чтобы образовалось месторождение кварцевых жил, требуются сотни, даже тысячи сейсмических событий, создающих густую сеть трещин в горных породах.
С точки зрения геохимии процесс осаждения золота из флюидов хорошо изучен. Механизм инфильтрации растворов в трещины тоже более менее понятен. А вот образование крупных золотин в кварцевых жилах — загадка.
Растворимость золота во флюидах равна одной части на миллион (1 ppm). То есть, чтобы получить 10 килограмм золота, нужно взять 10 миллионов килограмм воды, что равноценно пяти олимпийским плавательным бассейнам. Учитывая, что в жилах находят конгломераты золота и кварца весом десятки и сотни килограмм (причем, золота в них больше половины), возникает парадокс.
Для объяснения привлекли концепцию золотых наночастиц, с помощью которых можно обойти ограничение растворимости. Но что заставляет миллионы наночастиц собираться в одну золотину, неясно.
Ученые из нескольких научных организаций Австралии во главе с Кристофером Войзи из Университета Монаша решили разобраться в этом вопросе и обратились к пьезоэлектрическим свойствам кварца. Выводы они изложили в статье в журнале Nature Geoscience.
Пьезоэлектричество происходит из симметрии кристаллов. У кварца нет центра симметрии, поэтому, если его кристалл деформируется, верхняя и нижняя половины получают разные электрические заряды, между ними возникает напряжение (пропорциональное приложенному усилию). Кварцевая жила в целом проявляет пьезоэлектрические свойства, которые усиливаются в направлении ориентации большинства кристаллов.
Ученые взяли образцы из подземного рудника Fosterville в штате Виктория в Австралии и исследовали их методом нейтронографии. Им потребовалось 12 пластин кварца, из которых половина — для контроля. Образцы поместили в камеру с раствором золота и линейным приводом, имитирующим сейсмические волны различной частоты. Экспериментировали с разными растворами, где золото образует комплексы с гидросульфидами, хлоридами или присутствует в виде наночастиц.
У кристалла кварца более высокий пьезоэлектрический потенциал по сравнению с объемом горной породы. Поэтому, полагают авторы нового исследования, во время сейсмической деформации наивысший потенциал внутри кварцевой жилы появляется у идеально ориентированных кристаллах. Лучше всего он срабатывает на стыке с проводящим материалом — золотом.
По мере роста на кварцевые жилы воздействуют тысячи афтершоков, сопровождающих землетрясения. Даже малейшая деформация кристалла порождает пьезоэлектрический потенциал, который, в свою очередь, способствует электрохимическому осаждению золота из флюидов. Наночастицы золота особенно охотно скапливаются на поверхности кристалла кварца, действующей как электрод.
По мнению исследователей, описанные ими процессы могут происходить и в природе.
«Это может объяснить образование зародышей и рост крупных самородков золота в горных рудных системах, которые отличаются от золотоносных месторождений другого происхождения с высоким содержание металла, но без крупных скоплений», — пояснили ученые в статье.
Пьезоэлектрические свойства кварца также объяснили тесную связанность проявлений золота вдоль трещин в кварцевых жилах. Поскольку пьезоэлектрический потенциал действует мгновенно и не оставляет следов, куски золота оказываются как бы плавающими в кварце. Авторы новой научной работы убеждены, что решили более чем вековой «парадокс золотых самородков».
Telegram 
Дзен 
VK Инфекции, такие как коронавирус, наносят серьезный удар организму, из-за чего даже после выздоровления он продолжительное время остается уязвимым. Сегодня для оценки иммунитета врачи смотрят в первую очередь на уровень антител в крови, однако такой подход не отражает реального состояния здоровья человека. Это не позволяет врачам точно прогнозировать, как будет протекать болезнь и насколько быстро пациент выздоровеет. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ впервые выяснили, как именно восстановление иммунитета зависит от пола человека и кто наиболее подвержен осложнениям после коронавирусной инфекции. Результаты исследования помогут правильно учитывать гендерные особенности пациента при лечении и реабилитации, что повысит точность прогнозов и эффективность терапии.
Одной из главных анатомических особенностей эволюции рода Homo считается резкое увеличение объема черепной коробки за последние примерно два миллиона лет. За это время она в среднем увеличилась в три раза. Однако авторы нового исследования поставили под сомнение традиционную гипотезу, согласно которой этот процесс был результатом естественного отбора. По их мнению, он мог оказаться случайностью.
Ученые МИЭМ ВШЭ предложили математическую модель, которая позволяет понять, как взаимодействие между сообществами влияет на их устойчивость. Работа основана на классической теории эволюционных игр и демонстрирует неожиданный эффект: даже небольшое информационное воздействие одного сообщества на другое может привести к тому, что одно из них сохранит внешнюю стабильность, а в другом начнутся хаотические изменения на уровне отдельных участников.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Одной из главных анатомических особенностей эволюции рода Homo считается резкое увеличение объема черепной коробки за последние примерно два миллиона лет. За это время она в среднем увеличилась в три раза. Однако авторы нового исследования поставили под сомнение традиционную гипотезу, согласно которой этот процесс был результатом естественного отбора. По их мнению, он мог оказаться случайностью.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии