激進理論表明地震會激發金塊的產生

澳大利亞科學家的新發現可能會挑戰我們認為的關于金塊在我們腳下的巨大珊瑚礁中綻放的方式。

在數百兆帕（每平方英寸數萬磅）的壓力和沸騰的高溫下，從地殼深處擠壓出來的水會隨著地震事件的每一次地震和顫抖將溶解的氣體、金屬和礦物帶到地表。

正如任何優秀的探礦者都知道的那樣，埋藏的結晶二氧化硅煤層——更廣為人知的名字是石英– 是金礦開采的沃土，這兩種材料在極其相似的條件下從溶液中析出。

雖然基本機制人們已經了解了這種珍貴礦石形成的背后一段時間，但某些細節從未完全加起來，澳大利亞莫納什大學、聯邦科學與工業研究組織（CSIRO）和澳大利亞核科學技術組織（Australian Nuclear Science and Technology Organisation）的科學家們的新研究挑戰了關于黃金如何形成的傳統觀點。

“雖然這個理論被廣泛接受，但它并不能完全解釋大金塊的形成，特別是考慮到這些液體中金的濃度極低，”說莫納什大學 （Monash University） 的地質學家克里斯·沃伊塞 （Chris Voisey）。

作為一種元素，黃金不易溶于水，因此很少發現濃度超過百萬分之一。另一方面，金礦床代表著令人難以置信的富集程度，比產生它們的漫射溶液的濃度高出數千倍。

許多地質和生物過程可以解釋一些地方積累了大量金礦石。金粉也可能在集中在一個點之前從溶液中脫落。

只是這些都不能解釋為什么金顆粒會沉淀在一塊石英中，聚集成大到足以讓發燒的挖掘者大喊“尤里卡！因此，Voisey 和他的團隊想知道黃金和石英的搭配是否比乍看起來更緊密。

二氧化硅是一種非常獨特的材料。在其他晶體相對對稱的地方，石英形成偏壓，在受壓時產生電壓——這種現象稱為壓電效應.

隨著地殼的每次震動，隨著電壓的出現和電子的重新平衡，石英的接縫會隨著靜電電流而噼啪作響。

鑒于石英是一種絕緣材料，這種電荷跳躍不太可能移動很遠。另一方面，黃金是一種電的偉大導體，這增加了石英層內的電化學反應可能起到催化劑作用的可能性，通過反復的微小搖晃循環，從濃縮點的溶液中吸收足夠的金。

“地震地震波的頻率根據震級和巖石成分而變化很大，但范圍從 1 赫茲到超過 20 赫茲不等，”Voisey 向 ScienceAlert 解釋說。

“這些波中的每一個都會使石英晶體變形并導致壓電電壓的產生，這將有一定的機會減少附近溶液中的金。”

為了測試這種減少是否足以導致金粒變大，研究人員將十幾塊從天然水晶上切割下來的小石英塊放入金水溶液中。

然后，將一半的板每秒抖動 20 次，持續一小時，以模擬小地震，產生 0.4 到 1.4 伏特的電壓。另一半被單獨留在浴缸中作為對照。

使用掃描電子顯微鏡顯示微微米大小的金粒已經在搖晃的瓷磚上形成，而控制器上則沒有出現。

隨后使用自然點綴有金粒的石英磚進行的測試表明，當施加壓力時，微小的“種子”在溶液中進一步綻放。至關重要的是，這些微小的金地基優先成為礦石形成的成核地點，它們的存在減少了附近形成新金粒的機會。

“一旦沉積了一些黃金，這種機會就會增加，因為由于其導電性，黃金會表現得像催化劑進行進一步反應，”Voisey 向 ScienceAlert 解釋說。

在實驗室中使用濃縮溶液和長時間搖晃進行模擬的結果，當然，在現實世界中，由于稀釋溶液和偶爾的震動，需要更長的時間。

然而，在地質時間尺度上，這個過程可能相對迅速。如果沒有額外的受壓石英，甚至很難解釋黃金最初是如何在如此豐富的礦床中積累的。

壓電性也可以解釋為什么金礦脈似乎“漂浮”在石英層中，沒有明顯的裂縫或地球化學變化來解釋它們的排列。除了礦物的低語，什么都沒有閃電暴風雨留下的顫抖的大地顯示金塵聚集的地方。

這項研究發表在自然 地球科學.

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