将黄金从地幔深处拖到地表的过程依赖于活火山下方冒泡的硫磺。
两篇新论文一致认为,某些形式的硫与金形成分子键,否则金会被隔离在地幔中,从而使这种珍贵的元素得以上升。
他们不太同意哪种形式的硫最重要。
根据中国地质大学何登阳领导的地质学家团队进行的数值模拟和实验,三硫是关键。但是,根据日内瓦大学 Stefan Farsang 和 Zoltán Zajacz 进行的实验,二硫化物是关键因素。
两组结果都很有趣并且值得跟进——因为了解金矿床是如何形成的可以帮助我们充分利用这个美丽、有价值和有用资源。
黄金存款是经常关联地壳板块交汇处有火山活动。在那里,一个构造板块的边缘可以滑到相邻板块下方,形成所谓的俯冲带。两个板块之间的相互作用形成了一个充满地震和火山的区域,例如被称为“火山带”的长火山链。太平洋火环。
这些矿床中的黄金源自地球表面深处的地幔。如果任由其自行发展,致密的金属就会留在那里。但它会融入岩浆中,通过火山活动上升到地表并沉积在那里。
科学家认为其运输的关键是硫。硫与下列物质牢固地结合重金属, 包括金子。但硫以什么形式将黄金输送通过地球俯冲带是地球科学家争论的话题。
何登阳和他的同事用不同的压力和温度进行了实验,开发了一种热力学模型,可以预测导致黄金迁移的现实条件。他们发现,在一组非常特定的温度和压力下,水随着地壳下沉而被加热和氧化,金和三硫键形成可溶性络合物,其化学式为 Au(HS)S3–.
他们的计算显示,这个复合体可以输送每立方米流体几克的黄金浓度——比地幔中黄金的平均丰度高出三个数量级以上。这是一种从地幔中吸出黄金并将其倾倒到地壳中的极其有效的方法。
“我们现在发布的这个热力学模型首次揭示了金-三硫复合物的存在,我们以前不知道在这些条件下存在这种复合物,”地质学家亚当·西蒙说密歇根大学的。
“这为俯冲带环境中某些矿物系统中黄金浓度非常高提供了最合理的解释。”
但它可能不是唯一的交通工具。在日内瓦大学进行的实验中,Farsang 和 Zajacz 找到了一种调整氧化态他们在实验中添加了硫,将其添加到 875 摄氏度(1607 华氏度)的压力条件和温度下,与天然岩浆的温度一致。
之前的实验包括2011 年被大量引用的论文,表明三硫负责运输。新的结果表明,二硫化物、硫化氢和二氧化硫在岩浆温度下都强烈存在。
这很有趣,因为二硫化物在温度较低的热液中的金属传输中发挥着作用。人们认为二硫化物不可能存在于岩浆温度下;但 Farsang 和 Zajacz 的研究发现它可以。
“通过仔细选择我们的激光波长,”法桑 说”,“我们还表明,在之前的研究中,地质流体中硫自由基的含量被严重高估,而 2011 年的研究结果实际上是基于测量假象,从而结束了这场争论。”
他们在争吵。你的举动,三硫。