Tvorba zlatých rúd v kremeňových žilách, hoci to tak nevyzerá, bola 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 medzinárodná skupina vedcov v roku 2024 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.
Treba upresniť, že kremeň je minerál, ktorý je schopný generovať elektrické pole pri pôsobení náhlych geologických napätí. Takéto podmienky zvyčajne vznikajú 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 bodoch, kde sa stretáva s povrchmi, ktoré podporujú nukleáciu, a práve tu môže hrať rozhodujúcu úlohu piezoelektrické elektrické pole. Tento mechanizmus vysvetľuje, prečo sa nahromadenia nerozložia 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 deštrukcie a hydrotermálnej cirkulácie. Každé zemetrasenie nielenže ničí 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) vykonal 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 nugátov. Samotná prítomnosť prilepeného zlata pôsobí ako elektróda, na ktorú sa v nasledujúcich krokoch 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. V priebehu času 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: piezoelektrické vlastnosti kremeňa a orogénny charakter ložísk, kde sa nachádzajú najväčšie zlaté nugety. Zemetrasenia nielen otvárajú nové cesty pre tekutiny, ale aj vyvolávajú napätie, ktoré môže aktivovať minerál.
Tento scenár vytvára geologický cyklus, ktorý môže trvať tisíce rokov. Hydrotermálne kvapaliny 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 sa koncentruje okolo 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 vykonaného v roku 2024 je možnosť reprodukovať zlaté nugety v kontrolovaných podmienkach. Autori vysvetlili: „Nie je to alchýmia; potrebné je rozpustené zlato a podmienky, za ktorých prechádza z tekutého stavu do stavu priľnavosti 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 nugátmi. Detekcia piezoelektrických signálov umožňuje identifikovať žily kremeňa, ale nepotvrdzuje prítomnosť kovu v nich.
