金块主要出现在石英脉中，目前的范式认为，由于温度、压力和/或流体化学的变化，金从热水和富含二氧化碳的流体中沉淀出来。然而，大金块的广泛存在与这些流体的稀释性质和石英的化学惰性相矛盾。石英是地球上唯一丰富的压电矿物，地震活动的周期性推动了金矿的形成，这意味着矿脉中的石英晶体将经历数千次应力。莫纳什大学、CSIRO 矿产资源和澳大利亚中子散射中心的科学家进行的新研究表明，石英晶体上的压力可以产生足够的电压，以电化学方式从溶液中沉积金并积累金纳米颗粒。
Voisey 研究的样品的能量色散光谱图等人。图片来源：克里斯·沃伊西。
莫纳什大学地质学家克里斯·沃西 (Chris Voisey) 表示：“金块因其稀有性和美丽而备受推崇，几个世纪以来一直是淘金热的核心。”
“标准的解释是，当热的、富含水的流体流过地壳的裂缝时，金会从其中沉淀出来。”
“当这些液体冷却或发生化学变化时，金会分离出来并被困在石英脉中。”
“虽然这一理论被广泛接受，但它并不能完全解释大金块的形成，特别是考虑到这些流体中金的浓度极低。”
沃伊西博士和他的同事测试了一个新概念——压电性。
石英是这些金矿的典型矿物，具有一种独特的特性，称为压电性——在受到压力时会产生电荷。
这种现象在石英手表和烧烤打火机等日常用品中已经很常见，其中微小的机械力会产生很大的电压。
如果地震产生的压力可以在地球内部产生类似的作用怎么办？
为了验证这一假设，研究人员进行了一项实验，旨在复制石英在地震期间可能经历的条件。
他们将石英晶体浸入富含金的液体中，并使用电机施加压力来模拟地震的晃动。
实验结束后，在显微镜下检查石英样品，看看是否有金沉积。
“结果令人震惊，”莫纳什大学教授安迪·汤姆金斯说。
“受压的石英不仅以电化学方式将金沉积到其表面，而且还形成并积累了金纳米颗粒。”
“值得注意的是，黄金倾向于沉积在现有的金颗粒上，而不是形成新的金颗粒。”
“这是因为，石英是电绝缘体，而金是导体。”
“一旦沉积了一些金，它就会成为进一步生长的焦点，从而有效地在金颗粒上镀上更多的金。”
“我们的发现为石英脉中大型金块的形成提供了合理的解释，”沃伊西博士说。
当石英反复受到地震的压力时，它会产生压电电压，可以减少周围流体中溶解的金，使其沉积。
随着时间的推移，这个过程可能会导致大量金矿的形成，最终产生令寻宝者和地质学家着迷的巨大金块。
“从本质上讲，石英的作用就像一个天然电池，以金作为电极，随着每次地震事件慢慢积累更多的金，”沃西博士说。
“这个过程可以解释为什么大金块经常与地震相关矿床中形成的石英脉有关。”
“这种对金块形成的新认识不仅揭示了一个长期存在的地质谜团，而且还强调了地球物理和化学过程之间的相互关系。”
一个纸描述结果今天发表在杂志上自然地球科学。
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华盛集团等人。由地震引起的石英压电形成金块。纳特。地球科学，发表于 2024 年 9 月 2 日；号码：10.1038/s41561-024-01514-1
