السم يجمع الذهب

R tsel يحل ظهور ثاني أكبر مستودع للذهب في العالم

ثاني أكبر رواسب الذهب في العالم يخفي المعادن الثمينة في البيريت. كيف وصلت إلى هناك ، والباحثون الآن المستنير. © C. Kusebauch / GFZ
قراءة بصوت عال

الزرنيخ هو المفتاح: اكتشف الباحثون كيف أصبحت ثاني أكبر رواسب ذهبية في العالم - رواسب كارلين في الولايات المتحدة. في ذلك ، يختبئ المعدن الثمين في بلورات البايرايت. الآن تثبت التجارب: أن مقدمة إثراء هذا الذهب في "ذهب القطة" هي الزرنيخ المعدني الثقيل. كلما زاد تركيز الزرنيخ في الصخر ، كلما ارتبط الذهب بقدر أكبر بالبيريت ، كما يقول العلماء في مجلة Science Advances.

إن عنصر الذهب نادر للغاية في الواقع على كوكبنا ، لأن جزءًا كبيرًا من هذا المعدن الثمين غرق في الجزء المبكر من الأرض إلى داخله. في المتوسط ​​، فإن تركيزه في قشرة الأرض لا يتجاوز 2.5 جزء في البليون. ومع ذلك ، هناك رواسب حيث تراكم الذهب - ودائع الذهب. وقد تشكلت نتيجة لهطول الذهب من السوائل الحرارية المائية بمساعدة بعض المواد الحفازة أو حتى الميكروبات.

تدهور البايرايت الحامل للذهب في رواسب كارلين في نيفادا. © هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية

"غير مرئية" الذهب

ريدل ، مع ذلك ، كانت ثاني أكبر إيداع للذهب في العالم ، ودائع من نوع كارلين في ولاية نيفادا الأمريكية. لأنه في هذه الذهب لا يوجد مثل شذرات أو خام الذهب ، ولكن بمعنى ما "غير مرئي" ، موزعة بدقة في البايرايت المعدنية. يُعرف هذا الكبريتيد الحديدي (FeS2) أيضًا باسم "ذهب القطة" بسبب بريقه الشبيه بالذهب ، ولكن في حالة رواسب نوع كارلين ، يحتوي البايرايت فعليًا على الذهب. يمثل الذهب من هذه الودائع ما يصل إلى خمسة بالمائة من الذهب العالمي و 75 بالمائة من الولايات المتحدة.

لكن المشكلة تكمن في أنه لا يمكن اكتشاف هذا الذهب إلا عن طريق التحليل الكيميائي ، لذلك من الصعب اكتشاف رواسب ذهبية جديدة من هذا النوع. بقي من غير الواضح ما إذا كان وكيفية التعرف على البايرايت الحامل للذهب وكيف ظهر. على الرغم من أن الجيولوجيين يعلمون أن هذه الرواسب كانت أيضًا عرضة لفصل الذهب عن السوائل الساخنة ، إلا أنه من المتنازع عليها العوامل التي تلعب الدور الحاسم.

إعادة بناء مبنى التخزين في المختبر

هذا اللغز هو بالتحديد حل كريستوف كوسباوش من مركز الأبحاث الجغرافية الألماني GFZ في بوتسدام وفريقه. في دراستهم ، قاموا بمحاكاة شروط تكوين البايرايت في التجربة: سمحوا لمحلول حامض الكبريتيك الساخن بالمرور عبر كربونات غنية بالحديد. بواسطة التفاعلات الكيميائية للحديد مع الكبريت ، تتشكل بلورات البايرايت. عرض

لكن النقطة الأساسية هي أن الباحثين استخدموا تركيزات مختلفة من الذهب والزرنيخ في درجات حرارة أعلى من تلك الموجودة في الطبيعة. شكوكهم: نظرًا لأن البايرايت من الرواسب من نوع كارلين يحتوي غالبًا على أكثر من واحد في المائة من وزن الزرنيخ ، فإن هذا المعدن الثقيل كان من الممكن أن يكون مهمًا للذهب المرتبط بالبلورات المعدنية.

الزرنيخ كرائد

وبالفعل ، أظهرت التجارب أن روابط الذهب أفضل للبيريت في وجود الزرنيخ. يقول الباحثون: "ينفصل الذهب من السوائل في البايرايت المشكل حديثًا ، وكلما زاد وجود الزرنيخ ، كلما زاد ارتباط الذهب بالبيريت". كشفت عمليات المحاكاة النموذجية أن وجود الزرنيخ يغير توزيع الشحنة وبنية سطح البايرايت بحيث يكون من السهل على الذهب إرفاقه.

وبالتالي فإن الزرنيخ المعدني الثقيل السام هو مقدمة لظهور Pyritlagerst tten الغني بالذهب. يقول كوسباوخ وفريقه: "توضح النتائج التي توصلنا إليها السبب في أن البايرايت في الرواسب من نوع كارلين يمكن أن يمتص الذهب بشكل فعال من السوائل الحرارية المائية ويشكل رواسب هائلة".

أصبح من الواضح الآن أن وجود الزرنيخ في الرواسب من نوع كارلين ليس صدفة ، بل هو ميزة حاسمة. في المستقبل ، يمكن أن يكون المعدن الثقيل بمثابة علامة على وجود الذهب في البيريت. لأن الذهب نفسه يصعب اكتشافه أكثر من الزرنيخ بسبب تركيزه الأقل بكثير. (العلوم المتقدمة ، 2019 ؛ دوي: 10.1126 / sciadv.aav5891)

المصدر: AAAS ، GFZ المركز الألماني للبحوث الجيولوجية

- ناديا بودبريجار