Gde Počinje Zlato? Novo Istraživanje Pokazuje Da Poteklo Iz Plašta Ispod Morskog Dna

Prvi korak u životnom ciklusu zlata ne dešava se u rudniku, rascepu ili hidrotermalnom izvoru — on počinje mnogo dublje: u topljenju stena plašta ispod morskog dna. Nova studija na čelu sa dr Christianom Timmom iz GEOMAR Helmholtz Centra za istraživanje okeana (Kiel) baca novo svetlo na to kako su se neke magme obogatile zlatom.

Metod i uzorci

Istraživači su analizirali 66 uzoraka vulkanskog stakla prikupljenih sa Kermadec arka i susednog Havre Trough-a severno od Novog Zelanda. Ta stakla su nastala brzim hlađenjem lave pod vodom i zato predstavljaju hemijski "snimak" izvorne magme. Posebno su važni bili primitivni uzorci koji su zadržali sastav pre značajnije kristalizacije.

The chain bag dredge is being hauled back on board during the sampling expedition in the South Pacific with the research vessel SONNE. (CREDIT: Christian Timm)

Glavni nalazi

Tim je izmerio koncentracije zlata zajedno sa drugim chalcophile elementima (srebro, bakar, selen, platina). Rezultati ukazuju na to da je pod Kermadec arkom delovalo vruće, vodom bogato (hidratno) topljenje plašta pod uslovima iznad sulfидног liquidusa — tj. u uslovima u kojima se sulfidi razgrađuju i oslobađaju metale u magmu.

Primitivne magme u nekim slučajevima sadržale su do 6 ng zlata po gramu stene. To geološki predstavlja značajno obogaćenje u poređenju sa tipičnim srednjooceanskim bazaltima, ali nije dovoljno za ekonomsko rudarenje (za to bi bile potrebne koncentracije više redova veličine).

Slab surface model is from the United States Geological Survey, derived from relocated seismic events and from ocean bottom seismometer wide-angle refraction seismic data. Inset shows a globe with the location of the Kermadec arc. (CREDIT: Communications Earth & Environment)

„Naše istraživanje pokazuje da hidratno topljenje plašta ispod ostrvskih arka može funkcionisati kao sistem višestepenog topljenja koji postupno koncentriše zlato,” rekao je dr Christian Timm.

Zašto višestruko topljenje znači više zlata

U plaštu je zlato često vezano u sulfидnim mineralima. Ako je taljenja malo, većina zlata ostaje zarobljena u tim sulfидima. Kada topljenje postane intenzivnije — i naročito kada se ponovi u već ranije izređenom (depletnom) plaštu — sulfidi se razgrađuju i oslobađaju zlato u rastvorenu magmu. Ponavljeni ciklusi topljenja stoga mogu znatno povećati koncentraciju zlata u magmi.

Uloga slab-fluids i donje kore

Iako se očekivalo da fluidi oslobođeni iz subdukujuće ploče direktno obogaćuju magmu zlatom, podaci ukazuju da je njihova glavna uloga u olakšavanju topljenja plašta, a ne u direktnom unošenju većih količina zlata na regionalnom nivou. Takođe, autori ne pronalaze snažne dokaze da bi interakcija uzlaznih magma sa sulfidima donje kore mogla objasniti regionalni obrazac zlatom obogaćenih uzoraka u Kermadec regiji.

A three-dimensional map of the Kermadec Arc in the Pacific Ocean, where the Pacific Plate is subducting beneath the Australian Plate. Researchers have analysed glass samples from this subduction zone in order to determine the behaviour of gold and other precious metals as the Earth’s mantle melts. (CREDIT: Cornel de Ronde, Earth Science New Zealand)

Ograničenja i implikacije

Studija je fokusirana na jednu arko–back-ark regiju, pa je potrebno dodatno testiranje da bi se veza između dubokog procesa topljenja i zlatom bogatih hidrotermalnih depozita na dnu mora univerzalno potvrdila. Lokalno recikliranje sulfidâ iz donje kore može i dalje biti važno, naročito u oblastima sa debljom korom.

Ipak, rad preciznije definiše "prvi čin" u priči o poreklu zlata u podmorskim zonama subdukcije: ne blizu ventila ili u oreodnim telima, već duboko u plaštu, gde višestepeno hidratno topljenje oslobađa i koncentrira zlato pre nego što ga magme donesu bliže površini.

Objavljeno: Communications Earth & Environment.