激進(jìn)理論表明地震會(huì)激發(fā)金塊的產(chǎn)生

澳大利亞科學(xué)家的新發(fā)現(xiàn)可能會(huì)挑戰(zhàn)我們認(rèn)為的關(guān)于金塊在我們腳下的巨大珊瑚礁中綻放的方式。

在數(shù)百兆帕（每平方英寸數(shù)萬磅）的壓力和沸騰的高溫下，從地殼深處擠壓出來的水會(huì)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(yōu)秀的探礦者都知道的那樣，埋藏的結(jié)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(jī)制人們已經(jīng)了解了這種珍貴礦石形成的背后一段時(shí)間，但某些細(xì)節(jié)從未完全加起來，澳大利亞莫納什大學(xué)、聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織（CSIRO）和澳大利亞核科學(xué)技術(shù)組織（Australian Nuclear Science and Technology Organisation）的科學(xué)家們的新研究挑戰(zhàn)了關(guān)于黃金如何形成的傳統(tǒng)觀點(diǎn)。

“雖然這個(gè)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(xué) （Monash University） 的地質(zhì)學(xué)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(fā)現(xiàn)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(chǎn)生它們的漫射溶液的濃度高出數(shù)千倍。

許多地質(zhì)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(gè)點(diǎn)之前從溶液中脫落。

只是這些都不能解釋為什么金顆粒會(huì)沉淀在一塊石英中，聚集成大到足以讓發(fā)燒的挖掘者大喊“尤里卡！因此，Voisey 和他的團(tuán)隊(duì)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(dú)特的材料。在其他晶體相對(duì)對(duì)稱的地方，石英形成偏壓，在受壓時(shí)產(chǎn)生電壓——這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng).

隨著地殼的每次震動(dòng)，隨著電壓的出現(xiàn)和電子的重新平衡，石英的接縫會(huì)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(dòng)很遠(yuǎn)。另一方面，黃金是一種電的偉大導(dǎo)體，這增加了石英層內(nèi)的電化學(xué)反應(yīng)可能起到催化劑作用的可能性，通過反復(fù)的微小搖晃循環(huán)，從濃縮點(diǎn)的溶液中吸收足夠的金。

“地震地震波的頻率根據(jù)震級(jí)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(gè)都會(huì)使石英晶體變形并導(dǎo)致壓電電壓的產(chǎn)生，這將有一定的機(jī)會(huì)減少附近溶液中的金?！?/p>

為了測(cè)試這種減少是否足以導(dǎo)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(dòng) 20 次，持續(xù)一小時(shí)，以模擬小地震，產(chǎn)生 0.4 到 1.4 伏特的電壓。另一半被單獨(dú)留在浴缸中作為對(duì)照。

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

隨后使用自然點(diǎn)綴有金粒的石英磚進(jìn)行的測(cè)試表明，當(dāng)施加壓力時(shí)，微小的“種子”在溶液中進(jìn)一步綻放。至關(guān)重要的是，這些微小的金地基優(yōu)先成為礦石形成的成核地點(diǎn)，它們的存在減少了附近形成新金粒的機(jī)會(huì)。

“一旦沉積了一些黃金，這種機(jī)會(huì)就會(huì)增加，因?yàn)橛捎谄鋵?dǎo)電性，黃金會(huì)表現(xiàn)得像催化劑進(jìn)行進(jìn)一步反應(yīng)，”Voisey 向 ScienceAlert 解釋說。

在實(shí)驗(yàn)室中使用濃縮溶液和長(zhǎng)時(shí)間搖晃進(jìn)行模擬的結(jié)果，當(dāng)然，在現(xiàn)實(shí)世界中，由于稀釋溶液和偶爾的震動(dòng)，需要更長(zhǎng)的時(shí)間。

然而，在地質(zhì)時(shí)間尺度上，這個(gè)過程可能相對(duì)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(xué)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(fēng)雨留下的顫抖的大地顯示金塵聚集的地方。

這項(xiàng)研究發(fā)表在自然 地球科學(xué).

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