研究表明地震诱发的压电效应在大型金块的形成中起着关键作用

金块主要存在于石英脉中，目前的范式认为，由于温度、压力和/或流体化学的变化，金会从热水和富含二氧化碳的流体中沉淀出来。然而，大块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，而地震活动的周期性会推动金矿的形成，这意味着脉中的石英晶体将经历数千次应力作用。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，石英晶体上的应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。

莫纳什大学地质学家克里斯·沃伊西 (Chris Voisey) 表示：“金块因其稀有性和美丽而备受珍视，几个世纪以来一直是淘金热的核心。”

“标准解释是，当热的、富含水的流体流过地壳裂缝时，金就会从中沉淀出来。”

“当这些流体冷却或发生化学变化时，金就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块金块的形成，尤其是考虑到这些液体中的金浓度极低。”

Voisey 博士和他的同事测试了一个新概念——压电现象。

石英是一种通常含有这些金矿的矿物，它具有一种称为压电性的独特特性——受到压力时会产生电荷。

这种现象在我们日常用品中已经很常见了，比如石英表和烧烤打火机，其中微小的机械力就能够产生很大的电压。

如果地震的压力能在地球内部造成类似的影响会怎样?

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遇到的情况。

他们将石英晶体浸入富含金的液体中，并使用马达施加压力来模拟地震的摇晃。

实验结束后，在显微镜下检查石英样品，看是否有金沉积。

莫纳什大学教授安迪·汤姆金斯说：“结果令人震惊。”

“受压的石英不仅会通过电化学方式在其表面沉积金，还会形成和积累金纳米颗粒。”

“令人惊讶的是，金倾向于沉积在现有的金粒上，而不是形成新的金粒。”

“这是因为，石英是电绝缘体，而金是导体。”

“一旦一些金沉积下来，它就会成为进一步生长的焦点，从而有效地在金粒上镀上更多的金。”

“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，从而减少周围流体中溶解的金，使其沉积下来。

随着时间的推移，这一过程会形成大量的金矿，最终形成巨大的金块，让寻宝者和地质学家都为之着迷。

“本质上，石英就像一个天然电池，以金为电极，每次地震都会慢慢积累更多的金，”沃西博士说。

“这一过程可以解释为什么大型金块经常与地震相关矿床中形成的石英脉有关。”

“对金块形成的新认识不仅揭示了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。”

描述该结果的论文今天发表在《自然地球科学》杂志上。