کشف ذخایر طلای اعماق زمین با ردیابی ایزوتوپهای هلیوم
دانشمندان با استفاده از ایزوتوپهای هلیوم و آنالیز پیشرفته شیمیایی موفق شدند منشأ طلای نهفته در اعماق زمین را شناسایی کرده و روشی جدید برای تعیین اندازه ذخایر طلای بالقوه ارائه دهند.
به گزارش معدننیوز، دانشمندان با استفاده از ایزوتوپهای هلیوم و آنالیز پیشرفته شیمیایی موفق شدند منشأ طلای نهفته در اعماق زمین را شناسایی کرده و روشی جدید برای تعیین اندازه ذخایر طلای بالقوه ارائه دهند.
دانشمندان اعلام کردند ایزوتوپهای هلیوم میتوانند به شناسایی دقیق ذخایر طلا با منشأ اعماق زمین کمک کنند. نتایج این پژوهش نشان میدهد نسبت هلیوم منشأ گرفته از گوشته زمین و دمای سیالات کانیساز، با اندازه ذخایر طلا ارتباط مستقیم دارد.
به نقل از آیای، پژوهشگران با بهرهگیری از تجزیه و تحلیل شیمیایی پیشرفته گازهایی که میلیونها سال در دل سنگها محبوس بودهاند، اطلاعات تازهای درباره منشأ ذخایر طلای مدفون در زیر اسکاتلند و ایرلند به دست آوردهاند.
پروفسور فین استوارت (Fin Stuart) از دانشگاه گلاسگو، سرپرست این تحقیق، گفت: وجود هلیوم با منشأ اعماق زمین در تمام ذخایر طلای کمربند کوهزایی کالدونی نشانهای روشن است که نشان میدهد ذوب گوشته زمین برای شکلگیری این ذخایر مهم جهانی ضروری بوده است. وی افزود هنوز مشخص نیست که آیا این سازوکار میتواند منشأ سایر فلزات حیاتی مورد استفاده در فناوریهای نوین را نیز توضیح دهد یا خیر.
نقش آنالیز طیفسنجی جرمی در شناسایی منشأ طلا
این تیم تحقیقاتی با استفاده از آنالیز طیفسنجی جرمی بر روی نمونههایی از کانیهای سولفیدی حاوی طلا در کمربند کوهستانی کالدونی، به این نتیجه رسید که منشأ طلا به اعماق زمین بازمیگردد. این یافته میتواند به حل یکی از بحثهای دیرینه زمینشناسی درباره منشأ ذخایر بزرگ طلای جهان کمک کند.
پژوهشگران برای تعیین سهم گرمای گوشته زمین در حرکت سیالات کانیساز، از ایزوتوپهای هلیوم در رسوبات طلای کالدونیدهای لورنتی در بریتانیا و ایرلند استفاده کردند. این بررسی شامل تمام معادن فعال از جمله کونونیش، کوراگینالت و کاواناکو بود که بسیاری از آنها بهعنوان ذخایر کوهزایی طبقهبندی میشوند.
بر اساس مقاله منتشرشده در مجله Geology، نسبت 3He/4He در سیالات موجود در سولفیدهای طلادار، نشاندهنده سهم بالای مواد فرار ماگمایی حلشده است؛ موضوعی که ضرورت نقش گرمای گوشته را در شکلگیری ذخایر طلا تأیید میکند.
ارتباط ذخایر طلا با ذوب گوشته زمین
یافتههای این مطالعه نشان میدهد ذخایر عمده طلا در کمربند کوهستانی کالدونی ارتباط نزدیکی با ذوب گوشته در زیر صفحات برخوردکننده پوسته زمین دارند؛ فرآیندی که منجر به تشکیل تودههای گرانیتی عظیم در ارتفاعات اسکاتلند شده است.
این کمربند کوهستانی به طول ۱۸۰۰ کیلومتر از آپالاچی در آمریکای شمالی تا شمال نروژ امتداد دارد و بین ۴۹۰ تا ۳۹۰ میلیون سال پیش، همزمان با برخورد صفحات قارهای باستانی لورنتیا، بالتیکا و آوالونیا شکل گرفته است.
زمینشناسان دهههاست بر سر این موضوع بحث میکنند که آیا ذخایر معدنی در کمربندهای بزرگ کوهستانی نتیجه ذوب سنگهای داغ زیر پوسته زمین است یا حاصل تمرکز فلزات توسط مایعات داغ آزادشده طی تغییر شکل تکتونیکی پوسته.
دکتر کالوم لایل (Calum Lyell)، زمینشناس اکتشافی در شرکت Western Gold Exploration و نویسنده ارشد این پژوهش، گفت: این امضاهای ایزوتوپی جدید هلیوم میتوانند بهعنوان شاخصی کلیدی برای شناسایی سیستمهای معدنی بزرگ در سراسر جهان مورد استفاده قرار گیرند.
بر اساس نتایج این مطالعه، مقادیر اندک هلیوم حلشده در سیالات معدنی باستانی، عمدتاً منشأ گوشتهای دارند. آزمایشها که با طیفسنجهای جرمی پیشرفته در مرکز تحقیقات زیستمحیطی دانشگاههای اسکاتلند (SUERC) انجام شد، برای نخستین بار نشان داد تمام رسوبات، فارغ از سن و اندازه، دارای ترکیب ایزوتوپی هلیومی هستند که منشأ ذوب گوشته زمین را تأیید میکند.
این تیم در نهایت تأکید کرد که نسبت هلیوم با منشأ عمیق و دمای سیالات کانیساز با اندازه ذخایر طلا همخوانی دارد. این پژوهش دو نتیجه اساسی دارد: نخست اینکه طلا در نهایت از گوشته زمین سرچشمه میگیرد نه از پوسته و دوم اینکه ایزوتوپهای هلیوم میتوانند روشی ژئوشیمیایی ساده و کاربردی برای ارزیابی اندازه ذخایر طلای احتمالی ارائه دهند.