Як формуються багаті родовища золота, пояснили геологи

Геологи з Університету Макгілла (Канада) на чолі з професором Ентоні Вільямс-Джонсом (Anthony E. Williams-Jones) з департаменту наук про Землю і планети з'ясували, як з первинних газово-рідких фракцій гидротермального походження з наднизькими концентраціями золота виникають багаті родовища металу. Результати дослідження опубліковані в журналі PNAS.

Вчені висунули гіпотезу після докладного вивчення рясних золоторудних жил родовища Брюсджек (Brucejack mine) в Британській Колумбії, в яких вміст золота місцями доходить до 41,5 кг на тонну. За їх припущенням, головний фактор утворення багатих покладів золота - це перехід на певних етапах рудоносних розчинів в колоїдний стан з їх подальшим злипанням і утворенням твердих наночастинок в процесі осадження - флокуляції.

Читайте також: Названа несподівана теорія появи алмазів

Для перевірки гіпотези вони створили в лабораторних умовах золотоносні колоїдні розчини і за допомогою методу просвічуючої електронної мікроскопії (ПЕМ) отримали перші зображення наночастинок золота, а також задокументували весь процес заповнення тріщин флокульованим грегатом цих частинок.

У ході експериментів з'ясувалося, що на початковій стадії охолодження гідротермальні розчини проходять фазу наночастинок. У нерівноважних системах, наприклад, коли киплячий флюїд зіштовхується з холодним середовищем, рідиною або газом, або потрапляє в відкриту порожнину, різка зміна фізико-хімічних характеристик - скидання тиску (закипання), охолодження або заміна кислотності - ведуть до швидкої флокуляції металевих наночастинок з гидротермального флюїду.

Читайте також: Вчені з'ясували походження скла в прикрасах Давнього Єгипту

Дослідники простежили, як поводяться газово-рідкі включення в кварці електруммісних кварц-кальцитових жилах родовища, а також ізотопні сполуки сірки в золотовмісному піриті. Виявилося, що первинний золотоносний флюїд в жильних зонах гідротермальних брекчій під час розриву порід різко закипав, у результаті чого відбувалась "коагуляція золота".

Автори прийшли до висновку, що такі умови можуть виникати, наприклад, в місцях виходу кислих або майже нейтральних гідротермальних металоносних розчинів на морському дні, де вони змішуються з помірно лужною морською водою (рН 7,5-8,5). При цьому осадженню породи могли сприяти присутні в морській воді катіонні коагулянти (наприклад, Na +).

Геологи відзначають, що близько 200 мільйонів років тому на початку Юрського періоду Мезозойської ери руди родовища Брюсджек формувалися, коли район знаходився на континентальній окраїні, у зоні острівної дуги. Тут рудні гідротермальні флюїди, які піднімаються до поверхні і скипають, могли змішуватися з морською водою. Це змішування могло стати основною причиною флокуляції та утворення ділянок багатого золотого зруденіння.

Аналогічні процеси могли проходити і при утворенні інших золоторудних родовищ, для яких характерні жили з бонанцами (великими скупченнями золотої руди). Відповідно до гіпотези, так могли сформуватися родовища Балларат в Австралії, Серра Пелада в Бразилії або Ред-Лейк в Канаді.

Раніше вчені пояснили походження металів платинової групи.

Читайте також: Вчені пояснили походження масконів на Місяці

Фото: jrotbart.com