毒が金を集める

R tselは世界で2番目に大きい金鉱床の出現を解決します

世界で2番目に大きい金鉱床は、黄鉄鉱に貴金属を隠しています。 どうやってそこにたどり着いたのか、研究者たちは今、啓発しています。 ©C.Kusebauch / GFZ
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ヒ素が鍵です。研究者は、世界で2番目に大きい金鉱床である米国のカーリン鉱床がどのようになったかを発見しました。 その中に、黄鉄鉱の結晶に分散した貴金属の皮があります。 今、実験が証明しています:「猫の金」におけるこの金の濃縮の前駆体は、重金属ヒ素です。 Science Advances誌の科学者が報告しているように、岩石中のヒ素濃度が高いほど、より多くの金が黄鉄鉱に結合します。

この貴金属の大部分が地球の初期の部分から内部に沈んだため、金の元素は私たちの惑星では実際には非常にまれです。 したがって、平均して、地球の地殻におけるその濃度は、10億分の1(ppb)のみです。 それにもかかわらず、金が蓄積されている預金-金の預金があります。 それらは、特定の触媒や微生物の助けを借りて、熱水から金を沈殿させることによって形成されました。

ネバダ州のカーリン鉱床での金含有黄鉄鉱の劣化。 ©USGS

「見えない」ゴールド

しかし、リドルは世界で2番目に大きい金鉱床であり、米国ネバダ州のカーリン型鉱床でした。 これらの金はナゲットや金鉱石として存在するのではなく、ある意味で鉱物黄鉄鉱に細かく分布した「見えない」ためです。 この硫化鉄(FeS2)は、金のような光沢のため「猫の金」としても知られていますが、カーリン型鉱床の場合、黄鉄鉱には実際に金が含まれています。 これらの預金からの金は、世界の金の5パーセント、米国の75パーセントを占めています。

ただし、問題は、この金は化学分析でしか検出できないため、このタイプの新しい金鉱床を検出することは難しいということです。 金を含む黄鉄鉱を認識するかどうか、どのように認識するか、どのように金黄鉄鉱が存在するかは不明でした。 地質学者は、これらの鉱床が高温の液体から金を分離しやすいことを知っていますが、どの要因が決定的な役割を果たしているかについては議論されています。

実験室で再建された保管棟

ポツダムにあるドイツジオリサーチセンターGFZのクリストフ・クセボーフと彼のチームが解決したのはまさにこの謎です。 彼らの研究では、彼らは実験における黄鉄鉱の形成の条件をシミュレートしました:彼らは高温の硫酸溶液が鉄に富む炭酸塩を通過するのを許しました。 鉄と硫黄の化学反応により、黄鉄鉱の結晶が形成されます。 ディスプレイ

しかし、重要な点は、研究者が自然界で見られる濃度よりも高い温度で異なる濃度の金とヒ素を使用したことです。 彼らの疑い:カーリンタイプの鉱床の黄鉄鉱はしばしば1重量パーセント以上のヒ素を含んでいるので、この重金属は鉱物結晶への金の結合にとって重要だったかもしれません。

先駆者としてのヒ素

そして実際、実験は、ヒ素の存在下で金が黄鉄鉱によりよく結合することを示しました。 「流体からの金は新しく形成された黄鉄鉱で分離し、ヒ素が多いほど金が黄鉄鉱に結合する頻度が高くなります」と研究者は報告しています。 モデルシミュレーションにより、ヒ素の存在が黄鉄鉱表面の電荷分布と構造を変化させ、金がより容易に蓄積できることが明らかになりました。

したがって、有毒な重金属ヒ素は、金が豊富なピリトラストの出現の前兆です。 「カーリン型鉱床の黄鉄鉱が熱水から金を効果的に吸収し、巨大な鉱床を形成する理由を私たちの発見は説明しています」とKusebauchと彼のチームは言います。

カーリンタイプの堆積物中のヒ素の存在は偶然ではなく、決定的な特徴であることは明らかです。 将来的には、重金属は黄鉄鉱中の金の存在のマーカーとして役立つ可能性があります。 なぜなら、金自体は濃度がはるかに低いため、ヒ素よりも検出がはるかに難しいからです。 (Science Advances、2019; doi:10.1126 / sciadv.aav5891)

出典:AAAS、GFZドイツ地球科学研究センター

-ナジャ・ポドブレガー