Найбільші у світі золоті родовища виникли завдяки нафті, термальним водам та урановим рудам. Взаємодія цих елементів утворила знамените золото південноафриканського Вітватерсранду. Нововиявлений спосіб виникнення благородного металу дотепер був цілком невідомий. Його відкриття може свідчити про те, що золоті запаси й деінде пов’язані з нафтовими покладами, інформують учені.
Золото, поєднане з нафтою, опинилося в порах уранініту. Справа – золото без урану. Зображення: Geomar.
Цінний благородний метал дуже нерівномірно розподілений по планеті: на більшій частині земної кори він трапляється рідко, проте на окремих територіях розташовані багаті та масштабні золоті родовища. Як вони виникають, тривалий час було неясно. У деяких випадках важливу роль могли відіграти землетруси, в інших – мікроби. Окрім того, гідротермальні джерела та води можуть збагачувати золото.
Себастіан Фукс (Sebastian Fuchs) та його колеги з Центру океанічних досліджень імені Гельмгольца в Кілі (GEOMAR) запропонували цілком новий механізм виникнення найбільших і найзнаменитіших золотих родовищ світу – родовищ південноафриканського Вітватерсранду. З середини XIX століття коштовного металу тут видобули десятки тисяч тонн.
Дотепер було відомо, що принаймні частину цього золота перетворили на самородки давні ріки. Та, незважаючи на десятки років досліджень, залишалося не з’ясованим, як саме воно виникло.
Для свого дослідження вчені проаналізували зразки руди з родовищ Вітватерсранду з допомогою мікроскопів високої роздільної здатності – трансмісійного і сканувального електронних мікроскопів. Отримані дані проаналізували за допомогою моделей 2D і 3D.
Знимки золотого ядра, зроблені трансмісійним мікроскопом. Гелеподібні рештки нафти з високим вмістом наночастинок уранініту (білі стрілки). Зображення: Geomar.
І виявилося: досліджуване золото утворилося взаємодією гідротермальних рідин і нафти, тобто в досі цілком невідомий спосіб. Спочатку виникла нафта, у якій плавали крихітні кристали уранініту. Ця суміш у прадавньому ґрунті Вітватерсранду контактувала з гарячими мінералізованими водами.
«За аналогією з сучасними чорними курцями, гарячі гідротермальні рідини переносили в басейні велику кількість розчинненого золота, – пояснив Фукс. – Разом із нафтою в родовищах вони утворили водно-нафтову емульсію». Краплини нафти у гарячій воді ініціювали хімічне осідання золота, яке назбиралося на поверхні безлічі крапель нафти.
Потім у гарячій суміші води та нафти відбулася флокуляція нанокристалів уранініту, пояснили дослідники. Вони утворили більші пористі відкладення, а в пори потрапляли насичені золотом краплі нафти. Таке взаємне добудовування золота, нафти та уранової руди можна простежити навіть сьогодні в родовищах, пояснили учені.
«Чимало пор уранініту заповнені золотими самородками, – розповіли Фукс з колегами. – Ці золоті ядра, своєю чергою, мають маленькі пори, заповнені колись краплями нафти. З часом вони перетворилися на піробітуми».
Такий процес виникнення золотої руди не лише був цілком невідомий донині, він також засвідчує, як тісно пов’язане утворення нафти та металів, наголошують учені. «Ми здивовані тим, що нафтові продукти та метали зароджуються в дуже тісному просторі», – каже Фукс.
Він з колегами припускає: ці прадавні взаємодії могли призвести до виникнення золотих родовищ і в інших регіонах Землі. «Ми сподіваємося, що наше дослідження надасть новий імпульс промисловості та дослідженням невідомих ще родовищ корисних копалин», – розповів Фукс.
Ймовірно, воно посприяє детальнішому аналізові нафтових родовищ на вміст золота й інших металів «Можливо, в майбутньому ми зможемо отримувати важливі метали з видобутої нафти», – припустив учений.
Südafrika: Gold entstand auf ungewöhnliche Weise
GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel, 21.04.2017
Зреферувала Соломія Кривенко
24.04.2017