Пирит — железосодержащий сульфидный минерал, который за металлический блеск и медно-желтый цвет нередко принимают за золото, называя «золотом дураков». Однако в данном случае он оказался хранилищем настоящего драгоценного металла.
Японские ученые изучили гидротермальное поле в кальдере Хигаси-Аогасима-Нолл, расположенной к востоку от острова Аогасима (в 360 км к югу от Токио). На дне этого подводного вулканического кратера находятся три активных гидротермальных поля с «черными» и «белыми» курильщиками, богатыми пиритом и другими минералами. Статья вышла в журнале Scientific Reports.
В 2015 году исследователи обнаружили в породах этого региона высокое содержание золота — до 275 частей на миллион (ppm), в среднем 102 ppm. Это значительно превышает показатели аналогичных глубоководных месторождений, где концентрация колеблется от 0,01 до 43 ppm.
Основная часть золота была видна в виде зерен, но ученых заинтересовало возможное присутствие невидимого золота внутри кристаллов пирита. С помощью роботизированных подводных аппаратов, опустившихся на глубину более 700 м, они собрали образцы пород со всех трех полей.
Масс-спектрометрический анализ через микроскопические отверстия в образцах показал, что пирит содержит рекордные концентрации золота — до 19 231 ppm.
Удивительным оказался механизм формирования: золото не образовывало самородков, а встраивалось непосредственно в кристаллическую решетку пирита атом за атомом. Это происходило только в присутствии мышьяка, свинца и меди. Эти элементы искажали структуру пирита, создавая условия для внедрения ионов золота.
Обнаружилась положительная корреляция между содержанием золота и мышьяка: с ростом концентрации мышьяка, замещавшего серу в решетке, увеличивалось и количество золота.
Концентрации золота варьировались в зависимости от места. Наибольшие значения зафиксированы на центральном участке кальдеры, затем на юго-восточном и восточном.
Полученные данные помогут геологам искать скрытые подводные месторождения золота по химическому составу и текстуре пирита.
Ранее ученые объяснили, почему золото никогда не тускнеет.