Японские геологи изучили минеральные отложения кальдеры Хигаси-Аогасима, подводного вулканического кратера к югу от Токио. В образцах пирита они обнаружили необычно много «невидимого» золота, которое нельзя заметить даже под обычным микроскопом.
Породы собрали при помощи роботизированных подводных аппаратов в районах гидротермальных источников. Там горячая вода, насыщенная растворенными веществами, выходит из земной коры и встречается с холодной морской водой. При резком охлаждении металлы оседают и образуют трубы «черных курильщиков» и крупные сульфидные холмы.
Обычно золото в породе встречается в виде отдельных крупинок или микроскопических включений. В новых образцах ученые не нашли таких частиц. Атомы золота оказались встроены прямо в кристаллическую решетку пирита, минерала из железа и серы. В самых богатых участках их доля достигала почти 2% массы минерала, что необычайно много для невидимого золота.
Разглядеть такую примесь помогла вторично-ионная масс-спектрометрия — метод, который выбивает из поверхности отдельные частицы и определяет их химический состав. Прибор исследовал минерал через микроскопические углубления и обнаружил золото там, где внешне находился только обычный пирит.
Больше всего драгоценного металла содержал колломорфный пирит, образующий волнистые и слоистые структуры при быстром смешивании горячего раствора с морской водой. Концентрация золота также возрастала вместе с содержанием мышьяка, свинца и меди. Эти элементы искажают строение кристалла и создают свободные места, куда могут встраиваться атомы золота. Исследование опубликовано в журнале Scientific Reports.
Геологам необязательно сразу видеть само золото. Подсказкой могут стать форма пирита и его химический «почерк» — сочетание мышьяка, меди и свинца. Такие признаки помогут точнее определять наиболее богатые зоны в гидротермальных месторождениях и искать похожие залежи в других регионах.
Открытие пока не означает, что глубоководное золото можно быстро начать добывать. Работа прежде всего объясняет, как драгоценный металл перемещается и накапливается рядом с подводными вулканами. Заодно она возвращает доброе имя «золоту дураков»: иногда пирит действительно скрывает настоящее сокровище.
Ранее Наука Mail рассказала, как искусственный интеллект помог обнаружить 73 ранее неизвестные подводные кальдеры.