Землетрясения создают золотые жилы в одно мгновение

Резкие перепады давления заставляют драгоценный металл осаждаться из подземной жидкости за доли секунды.

Давно известно, что золотые жилы формируются в минеральных отложениях горячих жидкостей, проходящих через глубокие трещины в земной коре. По новым данным, этот процесс может протекать практически мгновенно — возможно, в несколько десятых долей секунды.

Это происходит вдоль трещин (fault jogs), соединяющих основные линии геологических разломов, поясняют Дион Уэзерли из Квинслендского университета (Австралия) и Ричард Хенли из Австралийского национального университета.

Фото Shutterstock.

Во время землетрясений бока разломов скользят и трутся друг о друга, и такие трещины просто открываются. Учёные заинтересовались тем, что происходит с жидкостью, циркулирующей через трещины. Оказалось, что возникает быстрая разгерметизация, то есть в области высокого давления глубоко под землёй давление резко приближается к тому, что мы испытываем на поверхности. Например, землетрясение магнитудой 4 на глубине 11 км приводит к тому, что давление во внезапно раскрывшейся трещине снижается с 290 до 0,2 МПа (для сравнения: давление на уровне моря равно 0,1 МПа).

Когда минерализованная вода с температурой около 390 °C испытывает подобный перепад давления, жидкость быстро испаряется, и минералы кристаллизуются почти мгновенно. Со временем из окружающих пород в щель просачивается всё больше жидкости, и первоначальное давление восстанавливается. Это не происходит одномоментно, и в промежутке возникает крошечная золотая жила.

Чем мощнее землетрясение, тем сильнее упадёт давление, но для золотой жилы это будет уже перебор. Для большого перепада достаточно маленького толчка. Например, при магнитуде 2, которую производит скольжение на 130 мкм вдоль 90 см разлома, давление уже скачет на 50%.

Вот почему породы с отложениями золотосодержащего кварца часто «отделаны» паутиной крошечных золотых жил. «В каждой зоне разлома ежегодно происходят тысячи и сотни тысяч небольших землетрясений, — отмечает г-н Уэзерли. — За сотни тысяч лет крошечные золотые жилки складываются в нечто большее».

Теперь вы знаете, где искать золото, но Такааки Тайра из Калифорнийского университета в Беркли (США) полагает, что польза от исследования этим не ограничивается. Модели землетрясений практически не учитывают давление жидкости при прогнозировании афтершоков, и новые данные могут это исправить.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Geoscience.