地震促使石英脉形成大型金块！科学家解开背后机制

我们知道黄金常常出现于石英脉，但不清楚为什么这些黄金通常在石英脉内结成巨大金块。现在科学家提出一种新解释：来自地震的能量会诱发石英压电效应，促使石英脉内的黄金结团成簇。

一般来说，黄金起源于中子星合并事件，这些重元素在宇宙散布，而太阳、从太阳尘埃盘形成的地球一开始便拥有这些重金属，只是几乎都沉入地核，目前存于地球地壳、地函的黄金通常来自后续小行星撞击，透过火山活动、地壳运动等地质过程在高压高温环境形成不同矿脉，人们便利用金溶于汞的性质从这些矿床进一步开采、提炼黄金。

根据世界黄金协会估计，全球每年开采 2,500～3,000 吨黄金，多数金块来自石英矿脉，约占有史以来开采黄金总量四分之三。

石英是地壳仅次长石的第二丰富矿物，但与其他金矿类型不同，石英脉内发现的金通常沿断裂带聚集成重数十公斤的巨大金块，相较于多数黄金呈小片状，科学家一直不懂这些巨大金块如何形成。

普遍解释为“热水矿化”作用：由岩浆逸出、含丰富矿物质的热矿液与被加热的地下水混合成“热水矿液”，当这股热液流经地壳裂缝，会顺着岩层内断裂带、破碎带上升至较浅处，随着温度、压力降低，金属离子在热液中的溶解度跟着降低，于是金属离子突然沉淀在石英脉裂缝，但这项理论还是无法完全解释大金块形成，要形成 10 公斤黄金约需 5 个奥林匹克游泳池的水量。

地震是金块形成背后推手

现在，澳洲蒙纳许大学团队提出另一种新解释：地震释放的巨大能量挤压石英产生电压，进而推动巨大金矿形成。

我们知道石英是压电矿物（施加机械压力时能产生电流），代表它们也会根据地质应力产生电压，研究人员发现地震使岩石破裂，迫使热水矿液进入石英脉并留下金属离子，而为了应对地震应力，石英脉产生电荷与金发生反应，导致其沉淀凝固。

由于溶解在热液的金会优先沉积到现有金粒上，因此石英矿脉内的金往往结成团簇，并随着每次地震逐渐变大。

为验证这个想法，研究人员透过实验模拟地震对石英晶体影响，将晶体浸入含金液体并释放震波以产生压电电压，结果证实，石英在地质应力下产生足够大的电压，以电化学方式使金属离子从热液中沉淀出来，且优先凝固于现有金粒顶部，有助解释大型金块形成。

了解这些形成机制可能有助寻找金矿床，当然，研究结果并不代表提供哪里可开采金块的新线索，目前最好的技术是能侦测来自深处石英压电讯号的设备，但这也只能告诉我们石英脉在哪里，无法告诉我们石英矿脉内是否还有金矿。

新论文发表在《自然地球科学》期刊。