Обнаружен скрытый механизм образования золотой руды
Исследователи из Гуанчжоуского института геохимии Китайской академии наук вместе с коллегами раскрыли, как на поверхности пирита формируются золотые наночастицы. Результаты опубликованы в журнале PNAS.
Как золото формируется на глазах
Ученые наблюдали процесс в реальном времени, изучая взаимодействие пирита с растворами золота, содержащими лишь 10 частей на миллиард — концентрацию, близкую к природной. Они обнаружили, что на границе минерала и жидкости формируется уникальный «плотный жидкий слой». Этот слой действует как естественная нанофабрика, стимулируя образование, рост и накопление золотых наночастиц.
«Мы смогли проследить, как золото появляется буквально на глазах. Сначала формируется плотный слой жидкости, а затем постепенно начинают появляться наночастицы», — пояснили авторы исследования.
Ранее ученые в основном изучали золотосодержащие растворы после реакции, что затрудняло понимание динамики осаждения золота. Новая методика позволила увидеть весь процесс: примерно через 13 минут после контакта с водой вокруг пирита формируется плотный жидкий слой, а спустя около 20 минут в нем начинают появляться первые золотые наночастицы. Со временем они растут и увеличиваются в численности.
Этот подход дает прямые доказательства того, как золото накапливается на границах минерала и жидкости. По словам авторов, это открытие позволяет лучше понять формирование золотых жил даже в очень разбавленных растворах. Новое исследование ставит под сомнение старую гипотезу, что золото формируется преимущественно из глубоких гидротермальных растворов.
«Наши наблюдения показывают, что образование наночастиц на поверхности пирита может быть ключевым этапом минерализации, и это открывает новые пути для объяснения того, как в природе формируются высококачественные золотые месторождения», — отметили авторы.
Мини-фабрика на поверхности пирита
Понимание того, как золото осаждается на границе минерала и жидкости, важно не только для геологии, но и для создания новых материалов. Исследователи увидели, что поверхность пирита сама направляет рост наночастиц золота, даже когда его в растворе почти нет. Это похоже на маленькую фабрику, где атомы сами собираются в золотые структуры без какой-либо помощи.
Авторы подчеркивают, что такие открытия помогают не только пересмотреть традиционные модели формирования золотых месторождений, но и создают потенциал для синтеза наноматериалов на основе природных механизмов.
Открытие плотного жидкого слоя и его роли в накоплении золота позволяет ученым лучше прогнозировать месторождения и исследовать возможность создания искусственных нанофабрик.
«То, что мы наблюдаем, можно рассматривать как процесс, который сама природа использует для концентрации золота. Это удивительно и открывает новые возможности для науки и технологий», — заключают исследователи.
