Model termodinamika mengidentifikasi bagaimana emas mencapai permukaan bumi

Sebuah tim peneliti termasuk ilmuwan Universitas Michigan telah menemukan kompleks emas-belerang baru yang membantu peneliti memahami bagaimana endapan emas terbentuk.

emas masuk deposit bijih Terkait dengan gunung berapi di sekitar Cincin Api Pasifik, ia berasal dari mantel bumi dan diangkut oleh magma ke permukaannya. Namun bagaimana emas itu muncul ke permukaan telah menjadi topik perdebatan. Kini, tim peneliti telah menggunakan model numerik untuk mengungkap kondisi spesifik yang menyebabkan pengayaan emas di magma yang naik dari mantel bumi ke permukaannya.

Secara khusus, model ini mengungkapkan pentingnya kompleks emas-trisulfur yang keberadaannya telah diperdebatkan dengan hangat, menurut Adam Simon, seorang profesor ilmu bumi dan lingkungan di UM dan salah satu penulis studi tersebut.

Kehadiran kompleks emas-trisulfur di bawah serangkaian tekanan dan suhu yang sangat spesifik di dalam mantel, antara 30 dan 50 mil di bawah gunung berapi aktif, menyebabkan emas berpindah dari mantel ke magma yang akhirnya berpindah ke permukaan bumi . Hasil tim adalah diterbitkan di dalamnya Prosiding Akademi Ilmu Pengetahuan Nasional.

“Model termodinamika yang kami terbitkan ini adalah yang pertama mengungkap keberadaan kompleks emas-trisulfur yang sebelumnya tidak kami ketahui keberadaannya dalam kondisi ini,” kata Simon. “Ini memberikan penjelasan yang paling masuk akal atas konsentrasi emas yang sangat tinggi di beberapa sistem mineral di lingkungan zona subduksi.”

Deposit emas yang terkait dengan gunung berapi terbentuk dalam apa yang disebut zona subduksi. Zona subduksi adalah wilayah di mana lempeng benua (lempeng Pasifik yang terletak di bawah Samudera Pasifik) tenggelam di bawah lempeng benua di sekitarnya. Pada urat-urat tempat bertemunya lempeng benua, magma dari mantel bumi berpeluang naik ke permukaan.

“Di semua benua di sekitar Samudera Pasifik, dari Selandia Baru hingga Indonesia, Filipina, Jepang, Rusia, Alaska, Amerika Serikat bagian barat, Kanada, hingga Chili, kita memiliki banyak gunung berapi aktif,” kata Simon. . “Semua itu gunung berapi aktif terbentuk pada atau di lingkungan zona subduksi. Jenis proses yang sama yang menghasilkan letusan gunung berapi “Itu adalah proses yang membentuk simpanan emas.”

Emas berada dengan bahagia di mantel bumi di atas lempeng samudera yang menunjam. Namun ketika kondisinya tepat untuk menambahkan cairan yang mengandung ion trisulfur dari pelat subduksi ke mantel, emas lebih memilih untuk bergabung dengan trisulfur untuk membentuk kompleks emas-trisulfur. Kompleks ini sangat mobile dalam magma.

Para ilmuwan telah mengetahui bahwa emas membentuk kompleks dengan berbagai ion belerang, namun penelitian ini, yang melibatkan ilmuwan dari Tiongkok, Swiss, Australia, dan Perancis, adalah yang pertama menyajikan model termodinamika yang kuat untuk keberadaan dan pentingnya kompleks emas-trisulfur.

Untuk mengidentifikasi kompleks baru ini, para peneliti mengembangkan model termodinamika berdasarkan eksperimen laboratorium di mana peneliti mengontrol tekanan dan suhu eksperimen dan kemudian mengukur hasil eksperimen tersebut. Para peneliti kemudian mengembangkan model termodinamika yang memprediksi hasil percobaan. Model termodinamika ini kemudian dapat diterapkan pada kondisi dunia nyata.

“Hasil ini memberikan pemahaman yang sangat kuat tentang apa yang menyebabkan zona subduksi tertentu menghasilkan deposit bijih yang sangat kaya akan emas,” kata Simon. “Menggabungkan hasil penelitian ini dengan penelitian yang sudah ada pada akhirnya akan meningkatkan pemahaman kita tentang bagaimana caranya deposit emas terbentuk dan dapat berdampak positif pada eksplorasi.