Vznik zlatých nugiet v kremeňových žilách, hoci sa to nezdá, bol predmetom diskusií po celé desaťročia, najmä preto, že tieto ložiská nie vždy sledujú jednotné modely. V mnohých ložiskách sa zdá, že zlato sa koncentruje v určitých bodoch, čo nie je ľahké vysvetliť pomocou najbežnejších hydrotermálnych modelov.
Vedecká komunita hľadala alternatívne vysvetlenia, ktoré by pomohli pochopiť, ako kvapaliny obohatené kovmi nakoniec vytvárajú samostatné nahromadenia v oblastiach vystavených seizmickému napätiu. V tejto súvislosti v roku 2024 medzinárodná skupina vedcov vykonala laboratórne experimenty s cieľom analyzovať reakciu kremeňa na tektonické napätie.
Ako môžu zemetrasenia prispieť k vzniku zlatých nugátov?
Autori spomínanej štúdie vyvinuli model, ktorý spája piezoelektrické napätie generované kremeňom počas zemetrasenia s tvorbou zlatých nugátov.
Je potrebné vysvetliť, že kremeň je minerál, ktorý je schopný generovať elektrické pole pri pôsobení náhlych geologických zaťažení. Takéto podmienky sa zvyčajne vyskytujú v regiónoch, kde aktívne zlomy umožňujú cirkuláciu tekutín, ktoré transportujú rozpustené zlato z hlbokých vrstiev kôry.
V práci sa tvrdí, že keď balík seizmických vĺn prechádza cez žilu bohatú na kremeň, minerál môže generovať napätie dostatočné na zmenu distribúcie zlata obsiahnutého v tekutinách.
Zlato má tendenciu usadzovať sa v miestach, kde sa stretáva s povrchmi, ktoré podporujú nukleáciu, a práve tu môže hrať rozhodujúcu úlohu piezoelektrické pole. Tento mechanizmus vysvetľuje, prečo sa nahromadenia nerozmiestňujú rovnomerne, ale objavujú sa vo forme koncentrácií.
Táto hypotéza je tiež v súlade s geologickým pozorovaním, že mnohé z najväčších orogénnych ložísk vykazujú opakované epizódy zlomov a hydrotermálnej cirkulácie. Každé zemetrasenie nielen rozbíja horninu, ale aj reaktivuje proces transportu a usadzovania, čím umožňuje zlatým nugátom zväčšovať sa.
Ako funguje piezoelektrickosť kremeňa a usadzovanie zlatých nugátov?
Tím z Monashovej univerzity (Austrália) uskutočnil experiment, v ktorom ponoril kryštály kremeňa do kvapaliny obsahujúcej rozpustené zlato.
Potom reprodukovala seizmické vlny, aby vyvolala rýchle napätie v kryštáloch. Toto napätie vyvolalo piezoelektrické napätie, ktoré mohlo spôsobiť usadzovanie zlata na povrchu kremeňa, vytvárajúc nanočastice.
Podľa výskumníkov môžu tieto nanočastice slúžiť ako východiskový bod pre vytvorenie väčších zlatých rúd. Samotná prítomnosť prilepeného zlata pôsobí ako elektróda, na ktorej sa v následných udalostiach usadzuje viac kovu.
Jeden z autorov vysvetlil: „Zlato rozpustené v roztoku bude mať tendenciu usadzovať sa prevažne na už existujúcich zrnách zlata.“ Táto dynamika naznačuje, že zlaté nugety rastú v dôsledku akumulačného procesu spojeného s postupnými seizmickými udalosťami.
Opakovanie zemetrasení prispieva k novým fázam usadzovania. V každom cykle kremeň vystavený napätiu generuje dodatočné zaťaženie, ktoré reorganizuje rozpustené zlato, čím umožňuje zhutňovanie prepojených kovových štruktúr. Časom tieto akumulácie vedú k tvorbe veľkých fragmentov, ktoré sa často vyskytujú v žilách zlomeného kremeňa.
Opätovná tvorba a rast zlata v seizmických žilách
Výskumníci identifikovali dva kľúčové faktory pre pochopenie koncentrácie zlata v aktívnych žilách: piezoelektrická povaha kremeňa a orogénny charakter ložísk, kde sa nachádzajú najväčšie zlaté nugety. Zemetrasenia nielenže otvárajú nové cesty pre tekutiny, ale aj vyvolávajú napätie, ktoré môže aktivovať minerál.
Táto situácia vytvára geologický cyklus, ktorý môže trvať tisíce rokov. Hydrotermálne tekutiny stúpajú cez trhliny a prenášajú malé množstvá zlata, ktoré sa nakoniec priľnú ku kryštálom alebo už metalizovaným povrchom.
Každé zemetrasenie vytvára nové elektrické podmienky, ktoré prispievajú k akumulácii. V priebehu času môžu zlaté samonáhle dosiahnuť značné rozmery, ako to bolo zaznamenané v orogénnych ložiskách v rôznych regiónoch planéty.
Laboratórne experimenty potvrdili, že piezoelektrické napätie kremeňa je dostatočné na usadzovanie zlata z vodných roztokov. Okrem toho dokázali, že tuhnutie kovu prebieha v blízkosti už existujúceho zlata, čím sa posilňuje mechanizmus akumulácie.
Tieto údaje potvrdzujú myšlienku, že najrozsiahlejšie ložiská sú výsledkom mnohých vzájomne prepojených seizmických udalostí.
Vedecké dôsledky tohto objavu
Jedným z najdiskutovanejších aspektov výskumu, ktorý sa uskutočnil v roku 2024, je možnosť reprodukovať zlaté nugety v kontrolovaných podmienkach. Autori vysvetlili: „Nie je to alchýmia; na to je potrebné rozpustené zlato a podmienky, za ktorých prechádza z tekutého stavu do stavu, v ktorom priľne k povrchu.“
Hoci tento postup nezahŕňa vytvorenie zlata od nuly, otvára možnosť lepšie pochopiť jeho prechody v geologickom cykle.
Bohužiaľ (pre nadšencov), štúdia neponúka priamy nástroj na vyhľadávanie ložísk so zlatými samokryštálmi. Detekcia piezoelektrických signálov umožňuje identifikovať žily kremeňa, ale nepotvrdzuje prítomnosť kovu vo vnútri.
