De vorming van goudnuggets in kwartsaders klinkt misschien vreemd, maar het is een onderwerp dat al tientallen jaren wordt besproken. Deze afzettingen volgen namelijk niet altijd uniforme patronen. Vaak lijkt goud zich te concentreren op specifieke punten, iets wat moeilijk te verklaren is met de meest gangbare hydrothermale modellen.
De wetenschappelijke gemeenschap is voortdurend op zoek naar alternatieven om te begrijpen hoe metaalrijke vloeistoffen discrete accumulaties kunnen creëren in gebieden die aan seismische spanningen worden blootgesteld. In dit kader heeft een internationaal team in 2024 laboratoriumexperimenten uitgevoerd om de reactie van kwarts op tectonische krachten te bestuderen.
Hoe kunnen aardbevingen de vorming van goudnuggets bevorderen?
De auteurs van de studie, gepubliceerd in Nature Geoscience, hebben een model ontwikkeld dat de piezo-elektrische spanning die door kwarts wordt gegenereerd tijdens een aardbeving, verband houdt met de vorming van goudnuggets. Kwarts is een mineraal dat een elektrisch veld kan produceren wanneer het wordt blootgesteld aan plotselinge geologische krachten. Deze omstandigheden komen vaak voor in gebieden waar actieve breuken de circulatie van vloeistoffen mogelijk maken die goud in oplossing bevatten vanuit diepere lagen van de aardkorst.
De studie stelt dat wanneer een pakket seismische golven door een kwartsrijke ader beweegt, het mineraal genoeg spanning kan genereren om de verdeling van het goud in de vloeistoffen te veranderen. Goud heeft de neiging om neer te slaan op plekken waar het oppervlakken vindt die nucleatie bevorderen, en hier zou het piezo-elektrische veld een bepalende rol kunnen spelen. Dit mechanisme zou verklaren waarom accumulaties niet gelijkmatig verdeeld zijn, maar geconcentreerd voorkomen.
Het mechanisme van piezo-elektriciteit in kwarts en de afzetting van goudnuggets
Het team van de Monash Universiteit in Australië voerde een experiment uit waarin ze kwarts-kristallen onderdompelden in een vloeistof die opgelost goud bevatte. Vervolgens werden seismische golven nagebootst om snelle spanningen in de kristallen te induceren. Deze spanning genereerde een piezo-elektrische spanning die in staat was om de afzetting van goud op het oppervlak van het kwarts te veroorzaken, wat leidde tot de vorming van nanopartikels.
Volgens de onderzoekers kunnen deze nanopartikels de basis vormen voor de creatie van grotere goudnuggets. De aanwezigheid van goud die al is afgezet, fungeert als een elektrode waar meer metaal in latere gebeurtenissen op wordt afgezet. Een van de auteurs legde uit: “Opgelost goud in oplossing zal de neiging hebben om zich voornamelijk af te zetten op al bestaande gouddeeltjes.” Deze dynamiek suggereert dat goudnuggets groeien via een cumulatief proces, dat verband houdt met opeenvolgende seismische evenementen.
Herhaalde vorming en groei van goud in seismische aders
De onderzoekers identificeerden twee belangrijke elementen om de concentratie van goud in actieve aders te begrijpen: de piezo-elektrische aard van kwarts en het orogene karakter van de afzettingen waar de grootste goudnuggets verschijnen. Aardbevingen openen niet alleen nieuwe routes voor vloeistoffen, maar induceren ook spanningen die het mineraal activeren.
Dit scenario creëert een geologisch cyclus die zich over duizenden jaren kan uitstrekken. Hydrothermale vloeistoffen stijgen door de breuken en vervoeren kleine hoeveelheden goud die zich hechten aan al ge metalliseerde kristallen of oppervlakken. Elke aardbeving genereert nieuwe elektrische omstandigheden die de accumulatie bevorderen. Na verloop van tijd kunnen goudnuggets aanzienlijke maten bereiken, zoals is waargenomen in orogene afzettingen in verschillende delen van de wereld.
Laboratoriumexperimenten bevestigden dat de piezo-elektrische spanning van kwarts voldoende is om goud uit waterige oplossingen te precipiteren. Bovendien toonden ze aan dat de verharding van het metaal zich concentreert rond al bestaand goud, wat het cumulatieve mechanisme versterkt. Dit bewijs ondersteunt de gedachte dat de meer volumineuze afzettingen het resultaat zijn van meerdere aan elkaar gerelateerde seismische gebeurtenissen.
Wetenschappelijke implicaties van deze ontdekking
Een van de meest besproken aspecten van de studie uit 2024 is de mogelijkheid om goudnuggets in gecontroleerde omstandigheden te recreëren. De auteurs verklaarden: “Het is geen alchemie; er is opgelost goud en voorwaarden nodig om van een vloeibare toestand naar een oppervlak te hechten.”
Hoewel de procedure niet inhoudt dat goud vanaf nul wordt gecreëerd, opent het wel de deur naar een beter begrip van hun transities binnen de geologische cyclus. Helaas biedt de studie geen directe tool voor het lokaliseren van goudnugget-afzettingen. Het detecteren van piezo-elektrische signalen maakt het mogelijk om kwartsaders te identificeren, maar bevestigt niet de aanwezigheid van metaal binnenin.
