Scientists Discover That 40 Percent of the Worlds Gold is 3 Billion Years Old

Naukowcy po raz pierwszy bezpośrednio datowali złoto z południowoafrykańskich złóż złota Witwatersrand, źródła ponad 40 procent całego złota wydobytego dotychczas na Ziemi.
Międzynarodowy zespół geologów kierowany przez University of Arizona odkrył, że złoto ma około 3 miliardów lat i jest starsze niż otaczające je skały zlepieńcowate o ćwierć miliarda lat.
Co więcej, ich najnowocześniejsza technika datowania pokazuje, że złoża złota powstały wraz ze skałami skorupy ziemskiej bezpośrednio z płaszcza pod RPA. Wydarzenie o takiej skali wydaje się być unikalne w geologicznej historii Ziemi.
Jason Kirk, Joaquin Ruiz i John Chesley z UA, John Walshe z australijskiej Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation oraz Gavin England z University of Edinburgh informują o tym w numerze Science z 13 września.
Złoto z Witwatersrand znajduje się w basenie osadowym. Ale wiek i pochodzenie złota było gorąco dyskutowane. Jedna z teorii głosi, że złoto zostało przeniesione do basenu przez procesy sedymentacyjne. Sprzeczna teoria głosi, że złoto zostało umieszczone przez płyny hydrotermalne, odpowiednik gorących źródeł z górnej części skorupy kontynentalnej.

Nowe wyniki potwierdzają, że złoża złota w Witwatersrand są złożami typu „placer”, które miliony lat temu, starożytne rzeki niosły cząsteczki złota, wraz z piaskiem i mułem, do basenu Witerwatersrand, a następnie wielkiego jeziora, prawdopodobnie z granitowych gór na północy i południowym zachodzie. Z biegiem czasu i pod ciśnieniem, złotonośne osady zestaliły się w skałę, tworząc bogate złotonośne rafy RPA „złotego łuku”, które zostały wydobyte od ich odkrycia w 1886 roku.
Nowe ustalenia naukowców UA potwierdzają, że złoto najpierw powstało w starszych skałach, skałach, które powstały, gdy upwelling płaszcza utworzył główny kawałek południowoafrykańskiej skorupy kontynentalnej zwanej kraterem Kaapvaal. Kratony to obszary skorupy ziemskiej, które pozostały tektonicznie stabilne w czasie. Kraton Kaapvaal jest jednym z najstarszych znanych.
Później złoto zostało zwietrzałe i skoncentrowane w osadach z paleolakierów Witwatersrand.

Kirk bada wiek i zasięg złóż złota na całym świecie na potrzeby doktoratu UA w dziedzinie nauk geologicznych. Wykorzystuje technikę datowania złota izotopem renu i kadmu opracowaną przez Ruiza w uniwersyteckim laboratorium NTIMS.
Ruiz, dziekan UA College of Science i profesor nauk geologicznych, odegrał kluczową rolę w rozwoju spektrometru masowego z ujemną jonizacją termiczną (NTIMS) dzięki dotacji z Fundacji W. M. Kecka. Laboratorium jest jednym z niewielu tego typu na świecie.
„To jest dokładnie taki rodzaj badań, jaki sobie wyobrażałem, kiedy budowałem laboratorium”, powiedział Ruiz. „Możliwości analityczne Laboratorium W.M. Kecka są takie, że będziemy nadal odkrywać aspekty funkcjonowania Ziemi, pytania, o których wcześniej mogliśmy tylko marzyć.”
Złoto i inne minerały zawierają rzadki metaliczny pierwiastek chemiczny zwany renem. Ren-187 jest radioaktywną formą tego pierwiastka. NTIMS bezpośrednio datuje minerały poprzez liczenie liczby atomów renu-187 i osmu-187. Okres połowicznego rozpadu renu-187 wynosi 45 miliardów lat, czyli około 10 razy więcej niż wiek naszego Układu Słonecznego. Rozpada się on na osm-187. Tak więc poprzez określenie stosunku radioaktywnego renu-187 do atomów osmu-187, naukowcy mogą bezpośrednio obliczyć, kiedy powstały minerały.

„Jednym z powodów, dla których uważam, że nasze wyniki są tak znaczące, jest to, że system ren-osm może być stosowany bezpośrednio na złocie, a także może nam powiedzieć, czy złoto pochodzi z płaszcza czy skorupy” – powiedział Kirk.
W skorupie ziemskiej jest stosunkowo więcej renu niż osmu, ale stosunkowo więcej osmu niż renu w płaszczu Ziemi.
„Witwatersrand ma wyraźny podpis płaszcza”, powiedział Kirk. „Możliwe, że ta sygnatura płaszcza jest tak duża, ponieważ 3 miliardy lat temu płaszcz Ziemi mógł być gorętszy i bogatszy w złoto w tym konkretnym miejscu, w porównaniu z bardziej aktualnymi depozytami.”
Ludzie, co zrozumiałe, są żywo zainteresowani tym, dlaczego Republika Południowej Afryki została tak pobłogosławiona złotem. Od 1886 roku pola złota Witwatersrand przyniosły złoto warte pół biliona dolarów.

„Szacuje się, że do wydobycia pozostało jeszcze pół biliona dolarów w złocie, a to już dużo pieniędzy” – powiedział Kirk.

Złoża złota Witwatersrand leżą w obrębie czerwonego koła, na końcu czerwonej strzałki, a krater Kaapvaal leży w obrębie zielonego koła, na końcu zielonej strzałki, na tej mapie.
1 z 5

Krzyżowe warstwy złota przebiegają przez zieloną zmetamorfizowaną skałę zlepieńcową pokazaną z niklem dla skali na zdjęciu powyżej, wraz z próbką złota.
2 z 5

Kirk w laboratorium NTIMS
3 z 5

Jason Kirk
4 z 5

Doktorant UA Jason Kirk używający NTIMS, instrumentu, którego on i inni używali do bezpośredniego datowania złota.
5 z 5