金塊主要出現在石英脈中，目前的範式認為，由於溫度、壓力和/或流體化學的變化，金從熱水和富含二氧化碳的流體中沉澱。然而，大金塊的廣泛存在與這些流體的稀釋性質和石英的化學惰性相矛盾。石英是地球上唯一豐富的壓電礦物，地震活動的周期性推動了金礦的形成，這意味著礦脈中的石英晶體將經歷數千次應力。莫納什大學、CSIRO 礦產資源和澳洲中子散射中心的科學家進行的新研究表明，石英晶體上的壓力可以產生足夠的電壓，以電化學方式從溶液中沉積金並累積金奈米顆粒。
Voisey 研究的樣品的能量色散光譜圖等人。圖片來源：克里斯沃伊西。
莫納什大學地質學家克里斯·沃西 (Chris Voisey) 表示：“金塊因其稀有性和美麗而備受推崇，幾個世紀以來一直是淘金熱的核心。”
“標準的解釋是，當熱的、富含水的流體流過地殼的裂縫時，金會從中沉澱出來。”
“當這些液體冷卻或發生化學變化時，金會分離出來並被困在石英脈中。”
“雖然這一理論被廣泛接受，但它並不能完全解釋大金塊的形成，特別是考慮到這些流體中金的濃度極低。”
沃伊西博士和他的同事測試了一個新概念—壓電性。
石英是這些金礦的典型礦物，具有一種獨特的特性，稱為壓電性——在受到壓力時會產生電荷。
這種現像在石英手錶和烤打火機等日常用品中已經很常見，其中微小的機械力會產生很大的電壓。
如果地震產生的壓力可以在地球內部產生類似的效果呢？
為了驗證這一假設，研究人員進行了一項實驗，旨在複製石英在地震期間可能經歷的條件。
他們將石英晶體浸入富含金的液體中，並使用馬達施加壓力來模擬地震的晃動。
實驗結束後，在顯微鏡下檢查石英樣品，看看是否有金沉積。
「結果令人震驚，」莫納什大學教授安迪湯姆金斯說。
“受壓的石英不僅以電化學方式將金沉積到其表面，而且還形成並積累了金奈米顆粒。”
“值得注意的是，黃金傾向於沉積在現有的金顆粒上，而不是形成新的金顆粒。”
“這是因為，石英是電絕緣體，而金是導體。”
“一旦沉積了一些金，它就會成為進一步生長的焦點，從而有效地在金顆粒上鍍上更多的金。”
「我們的發現為石英脈中大型金塊的形成提供了合理的解釋，」沃西博士說。
當石英反覆受到地震的壓力時，它會產生壓電電壓，可以減少周圍流體中溶解的金，使其沉積。
隨著時間的推移，這個過程可能會導致大量金礦的形成，最終產生令尋寶者和地質學家著迷的巨大金塊。
「從本質上講，石英的作用就像一個天然電池，以金作為電極，隨著每次地震事件慢慢累積更多的金，」沃西博士說。
“這個過程可以解釋為什麼大金塊經常與地震相關礦床中形成的石英脈有關。”
「這種對金塊形成的新認識不僅揭示了一個長期存在的地質謎團，而且還強調了地球物理和化學過程之間的相互關係。」
一個紙描述結果今天發表在雜誌上自然地球科學。
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華盛集團等人。地震引起的石英壓電形成金塊。納特。地球科學，發表於 2024 年 9 月 2 日；編號：10.1038/s41561-024-01514-1
