Сросшиеся кристаллы пирита
- Источник:
- Myriam B/Shutterstock/Fotodom.ru
Пирит, железосодержащую сульфидную руду, часто называют «золотом дураков», потому что сияющий металлический блеск и бледный медно-желтый цвет легко обманывают неопытный глаз, заставляя принять его за настоящее золото.
Однако на этот раз «золото дураков» оказалось хранителем настоящего золота. В океанских глубинах, на гидротермальном поле кальдеры Хигаси-Аогасима-Нолл, японские ученые, статья которых опубликована в журнале Scientific Reports, обнаружили в пиритовых структурах скрытое золото.
Кальдера Хигаси-Аогасима-Нолл — это огромный подводный вулканический кратер, расположенный к востоку от японского острова Аогасима, который, в свою очередь, находится в 360 километрах к югу от Токио. На дне кальдеры — три активных гидротермальных поля. В этих областях перегретые, богатые минералами флюиды постоянно бьют из-под земной коры, охлаждаясь и образуя высокие трубы (курильщики) из минеральных отложений. Гидротермальные поля усеяны вздымающимися жерлами «черных» и «белых» курильщиков, богатыми такими минералами, как пирит, халькопирит, сфалерит и галенит.
Когда в 2015 году ученые начали исследовать эти гидротермальные структуры, они обнаружили в породах поразительное количество золота — до 275 частей на миллион (ppm), в среднем 102 ppm. Концентрация была исключительно высокой по сравнению с аналогичными глубоководными месторождениями золота по всему миру, которые обычно содержат всего от 0,01 до 43 ppm.
Большая часть золота представляла собой видимые зерна, но ученых заинтересовало, не содержат ли породы невидимое золото, скрытое внутри пирита, который часто встречается в этом регионе.
С помощью роботизированных подводных лодок, погрузившихся на глубину более 700 метров ниже уровня моря, исследователи собрали образцы горных пород горных пород со всех трех активных гидротермальных полей.
Затем, с помощью масс-спектрометрии заглянув внутрь этих пород через крошечные буровые отверстия, ученые обнаружили, что пириты в этом месте содержат рекордно высокие концентрации золота, достигающие 19,231 ppm.
Но больше всего исследователей удивил способ образования золота. Вместо того, чтобы формировать крошечные самородки, запертые внутри минерала, золото, атом за атомом, вплеталось непосредственно в кристаллическую структуру пирита.
Исследователи также обнаружили, что это может происходить только при наличии таких элементов, как мышьяк, свинец и медь. Эти элементы вызывают структурные искажения в кристаллической решетке пирита, создавая условия, которые позволяют атомам золота встраиваться в кристалл и оказываться запертыми внутри него.
Это отразилось в положительной корреляции золота и мышьяка, при которой концентрация золота увеличивалась вместе с концентрацией мышьяка. Это происходит потому, что мышьяк замещает серу в структуре пирита, создавая пространство для проникновения более крупных ионов золота.
Однако не весь пирит был одинаково богат золотом. Концентрация зависела от места находки и условий образования. Самые высокие концентрации были обнаружены на центральном участке кальдеры, за которым следовали юго-восточный и восточный участки.
Полученные результаты могут помочь геологам определять места залегания скрытого подводного золота, при этом текстура и химический состав пирита будут служить подсказками, указывающими на наиболее богатые золотоносные зоны.
А другие ученые недавно выяснили, почему золото никогда не тускнеет.
