В гидротермальных источниках на глубине 700 метров нашли скрытое золото
Ученые нашли золото в образцах породы, поднятых с подводного вулкана близ берегов Японии. Форма драгоценного металла в этих пробах оказалась необычной, а концентрация — рекордно высокой. Об открытии, ставшем возможным благодаря современным методам микроаналитической химии, написал журнал Scientific Reports.
Кальдера Хигаси-Аогасима в 360 км от Токио представляет собой подводный вулканический кратер к востоку от японского острова Аогасима. На дне ее бурлят подземные источники, разделенные на три гидротермальных поля — Центральный конус, Юго-Восточный и Восточный участки. Эта зона усеяна высокими «черными курильщиками» и массивными сульфидными насыпями, богатыми пиритом, халькопиритом, сфалеритом и галенитом.
Золото там находили и раньше
Когда в 2015 году ученые впервые приступили к изучению этих гидротермальных структур, они обнаружили в породах поразительное количество золота — до 275 ppm при среднем значении 102 ppm. Это исключительно высокий показатель — для сравнения, в аналогичных глубоководных месторождениях по всему миру содержание золота обычно колеблется в пределах 0,01–43 ppm. Большая часть найденного металла тогда была представлена видимыми зернами.
Для нового исследования при помощи телеуправляемых подводных аппаратов, погружавшихся на глубину более 700 метров, отобрали образцы пирита (железного колчедана) с вулканических жерл и подводных холмов, разбросанных по дну кальдеры.
Часть собранных образцов растолкли в тонкий порошок и проанализировали на масс-спектрометре, чтобы определить общее содержание золота и мышьяка. Отдельные зерна минералов сканировали электронным пучком для картирования распределения свинца, меди и мышьяка. А на финальном этапе, используя сверхчувствительный метод вторично-ионной масс-спектрометрии, «просверлили» в минералах микроскопические скважины и обнаружили невидимое золото на атомном уровне.
Скрытого в пирите золота оказалось неожиданно много — в некоторых зернах до 19 231 ppm, или 1,9 весовых %.
Золото в твердом растворе
Больше всего исследователей удивило, в каком виде связано золото — оно встроено непосредственно в кристаллическую решетку пирита, буквально атом за атомом. Специалисты называют такую форму «твердым раствором». Причем это возможно только в присутствии таких элементов, как мышьяк, свинец и медь. Они вызывают структурные искажения в решетке пирита, образуя вакансии, в которые и встраиваются атомы золота, после чего оказываются надежно «запертыми».
Это подтверждается положительной корреляцией между содержанием золота и мышьяка — концентрации обоих элементов растут синхронно. Механизм здесь таков: мышьяк замещает серу в структуре пирита, высвобождая место для более крупных ионов золота.
Примечательно, что не весь пирит одинаково богат золотом. Его концентрация зависит от местоположения и условий формирования. Самые высокие показатели зафиксированы в образцах с Центрального конуса, за ним следуют Юго-Восточный и Восточный участки. Больше всего золота содержится в колломорфном пирите, который образуется при бурном смешивании перегретых гидротермальных флюидов с холодной морской водой, далее по убыванию следуют фрамбоидальный, субэдральный и эуэдральный пириты.
Нет, это не Клондайк
Исследование имеет скорее научное значение, нежели практическое — оно стало еще одним доказательством, что современные микроаналитические методы позволяют обнаружить ценные элементы там, где их раньше не замечали. Хотя общие объемы найденного на океанском дне золота не оценивались, с экономической точки зрения добыча его там вряд ли целесообразна.
