地球内部产生的电火花可能是巨型金块背后的秘密

资深撰稿人 David Bressan

Sep 3, 2024,08:51am EDT

Updated Sep 3, 2024, 08:53am EDT

SCIENCE

大卫·布雷桑（David Bressan）是一位报道关于地球好奇心的地质学家。

有金子，它正在萦绕和萦绕,...GETTY

人们长期以来一直被金块迷住，几乎纯金的大聚合物往往被发现在宿主岩或松散的风化沉积物内。但到底金块如何形成仍然是一个地质学的秘密。由莫纳什大学地质学家领导的一项新研究提出地球内部产生的电流在它们的形成中起一个重要角色。

研究人员指出，纯金往往被发现在矿物石英中或附近，但对为什么是如此这样的常见的解释并不满意作者。

研究主要作者瓦赛（Chris Voisey）博士解释说，“标准的解释是金随它们流过地壳的裂缝从富含水的热流沉淀。随这些流体冷却或经历化学变化，金分离出来并变得被困在石英脉中”。

 “虽然这一理论被广泛接受，但它并不能完全的解释大型金块的形成，特别是考虑到在这些流体中的金的浓度是极低的” 。

压电性——当一个晶体的原子结构被足够强挤压时它能产生一个微小的电荷——发生在许多矿物中但在石英中特别的强。如果这种电火花在石英矿床中金的富集和积累中起一个角色会是什么呢？

在白色石英基质中的一个典型金晶体组合。D.BRESSAN

为验证这一假设，研究人员进行了一项被设计来复制石英可能体验受到构造应力的条件的实验。他们将石英晶体浸入在一个富含黄金的流体中并用一个电机来模拟沿断层的运动施加应力。实验后，石英样品被在显微镜下检查来看是否任何黄金已经被沉积。

该研究的合著者安迪·汤姆金斯教授说 “结果是令人震惊的”。

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受应力的石英不仅电化学上将黄金沉积在了它的表面上，而且它还形成了并积累了金纳米粒子。值得注意的是金有过一个沉积在现有的金颗粒上而不是形成新的金颗粒的倾向。

由压电效应产生的电火花造成金原子从石英表面上的流体沉淀，为进一步积累金形成理想的条件。随石英被构造运动重复的压力，随着时间这一微观层首先来形成一个黄金晶体的网络，最后一个更大的金块。

这一过程可以解释为什么大型金块往往如此被与构造上活动区或甚至被地震破碎的岩石中发现的石英脉关联。

瓦赛博士总结道，“本质上石英就像一个天然电池一样行为，用金为电极，随每次地震事件慢慢积累更多的金。我们的发现为在石英脉中大型金块的形成提供一个合理的解释”。

《自然地球科学》杂志发表了题为“石英中从地震诱导的压电金块形成（Gold nugget formation from earthquake-induced piezoelectricity in quartz）”的整篇论文。

由莫纳什大学提供了其他材料和访谈。

大卫·布雷桑（David Bressan）是一位专业地质学家和科学博主，对地球的过去如何影响当今社会和日常生活感兴趣。从2011年到2014年，他的..

https://www.forbes.com/sites/davidbressan/2024/09/03/electric-sparks-generated-within-earth-might-be-the-secret-behind-giant-gold-nuggets/