Bildandet av guldklimpar i kvartsåder har, även om det inte verkar så, varit ett omdiskuterat ämne i årtionden, särskilt eftersom dessa fyndigheter inte alltid följer enhetliga mönster. I många fyndigheter verkar guldet koncentreras till specifika punkter, en egenskap som inte lätt kan förklaras med de mest utbredda hydrotermiska modellerna.
Forskarsamhället har sökt efter alternativ som gör det möjligt att förstå hur metallrika vätskor slutar med att skapa diskreta ansamlingar i områden som utsätts för seismiska spänningar. I detta sammanhang använde ett internationellt team år 2024 laboratorieexperiment för att analysera kvartsens reaktion på tektoniska påfrestningar.
Hur kan jordbävningar gynna uppkomsten av guldklimpar?
Författarna till den nämnda studien, publicerad i Nature Geoscience, utvecklade en modell som kopplar samman den piezoelektriska spänningen som genereras av kvarts under en jordbävning med bildandet av guldkorn.
Det bör klargöras att kvarts är ett mineral som kan producera ett elektriskt fält när det utsätts för plötsliga geologiska påfrestningar. Dessa förhållanden förekommer ofta i regioner där aktiva förkastningar möjliggör cirkulation av vätskor som transporterar upplöst guld från djupa delar av jordskorpan.
Studien hävdar att när en seismisk våg passerar genom en kvartsrik ådra kan mineralet generera tillräcklig spänning för att förändra fördelningen av guldet i vätskorna.
Guldet tenderar att fällas ut på ställen där det möter ytor som underlättar kärnbildning, och det är där det piezoelektriska elektriska fältet kan spela en avgörande roll. Denna mekanism skulle förklara varför ansamlingarna inte är jämnt fördelade utan förekommer koncentrerade.
Hypotesen stämmer också överens med den geologiska observationen att många av de största orogena fyndigheterna uppvisar upprepade episoder av sprickbildning och hydrotermisk cirkulation. Varje jordbävning spricker inte bara berget, utan reaktiverar också transport- och utfällningsprocessen, vilket gör att guldklimparna kan öka i storlek.
Hur fungerar kvartsens piezoelektricitet och avsättningen av guldklimpar?
Teamet från Monash University (Australien) genomförde ett experiment där de doppade kvartskristaller i en vätska som innehöll upplöst guld.
Därefter reproducerade de seismiska vågor för att framkalla snabba spänningar i kristallerna. Denna spänning genererade en piezoelektrisk spänning som kunde utlösa avsättning av guld på kvartsoverytan och bilda nanopartiklar.
Enligt forskarna kan dessa nanopartiklar vara utgångspunkten för skapandet av större guldkorn. Närvaron av fastnat guld fungerar som en elektrod där mer metall avsätts vid senare händelser.
En av författarna förklarade: ”Guld som är upplöst i lösning tenderar att avsättas företrädesvis på redan existerande guldkorn”. Denna dynamik tyder på att guldklimparna växer genom en ackumulerande process, kopplad till på varandra följande seismiska händelser.
Upprepade jordbävningar underlättar nya avsättningsfaser. I varje cykel genererar kvarts som utsätts för spänning en extra belastning som omorganiserar det upplösta guldet, vilket möjliggör konsolidering av sammankopplade metallstrukturer. Med tiden leder dessa ackumuleringar till de stora fragment som vanligtvis finns i sprickor i kvartsit.
Upprepad bildning och tillväxt av guld i seismiska sprickor
Forskarna identifierade två nycklar till att förstå guldkoncentrationen i aktiva ådror: kvartens piezoelektriska egenskaper och den orogena karaktären hos de fyndigheter där de största guldklimparna förekommer. Jordbävningar öppnar inte bara nya vägar för vätskor, utan inducerar också spänningar som kan aktivera mineralet.
Detta scenario skapar en geologisk cykel som kan pågå i tusentals år. Hydrotermiska vätskor stiger upp genom sprickorna och transporterar små mängder guld som fastnar på kristaller eller redan metalliserade ytor.
Varje jordbävning skapar nya elektriska förhållanden som främjar ackumuleringen. Med tiden kan guldklimparna nå betydande storlekar, vilket har registrerats i orogena fyndigheter i olika regioner på jorden.
Laboratorieexperiment bekräftade att kvartsens piezoelektriska spänning är tillräcklig för att utfälla guld från vattenlösningar. Dessutom bekräftade de att metallens stelning koncentreras kring redan existerande guld, vilket förstärker ackumuleringsmekanismen.
Detta bevis stöder tanken att de mest voluminösa fyndigheterna är resultatet av flera sammankopplade seismiska händelser.
Vetenskapliga implikationer av denna upptäckt
En av de mest omtalade aspekterna av studien från 2024 är möjligheten att återskapa guldkorn under kontrollerade förhållanden. Författarna förklarade: ”Det är inte alkemiskt; det krävs upplöst guld och förhållanden som gör att det övergår från flytande tillstånd till att fästa vid en yta”.
Även om proceduren inte innebär att man skapar guld från grunden, öppnar den dörren till en bättre förståelse av dess övergångar inom den geologiska cykeln.
Tyvärr (för entusiasterna) erbjuder studien inte ett direkt verktyg för att lokalisera fyndigheter med guldkorn. Detektering av piezoelektriska signaler gör det möjligt att identifiera kvartsåder, men bekräftar inte förekomsten av metall inuti.
