Kuva:
(A) Subduktioalueen kaavio, joka havainnollistaa kullan ja rikin siirtymistä subduktoituneelta laatalta vaipan läpi, sitten ylärakenteeseen, joka sisältää suuria metalliesiintymiä.
(B) Kaavio, joka on jyvän mittakaavassa, nesteen vuorovaikutusilmiöistä vaippamineraalien (oliviini, piroksiini) kanssa, mikä johtaa nesteen kultapitoisuuden lisääntymiseen.
© D-Y. He
(A) Subduktioalueen kaavio, joka havainnollistaa kullan ja rikin siirtymistä subduktoituneelta laatalta vaipan läpi, sitten ylärakenteeseen, joka sisältää suuria metalliesiintymiä.
(B) Kaavio, joka on jyvän mittakaavassa, nesteen vuorovaikutusilmiöistä vaippamineraalien (oliviini, piroksiini) kanssa, mikä johtaa nesteen kultapitoisuuden lisääntymiseen.
© D-Y. He
Oletetaan, että vesi, metallit ja haihtuvat yhdisteet (SO2, SO3, CO2) vapautuvat subduktoituneen merilevyn kuivumisesta suurissa syvyyksissä (80–120 km), ja sitten ne tunkeutuvat yläpuoliseen vaippaan (katso kuva). Kuitenkin metallien siirtomekanismit pysyvät arvoituksellisina. Metallia ja rikkiä kuljettavan nesteen on vaikeaa kulkea vaipan läpi, koska ensimmäisessä kosketuksessa vaipan rautapitoisten mineraalien reaktio nesteen kanssa pitäisi vähentää kaiken rikin sulfidiksi S(-II) ja saostaa rautasulfidi (FeS) - vaihe, joka tunnetaan kullan keskittymisestä.
Kansainvälinen tutkijakonsortio viidestä maasta (Kiina, Australia, Yhdysvallat, Sveitsi ja Ranska), johon kuuluu CNRS:n Maa & Universum -laboratorio (katso laatikko), on kehittänyt termodynaamisen mallin, joka selittää ensimmäistä kertaa määrällisesti tämän siirtoprosessin ottaen huomioon trisulfidi-ionin, [S3•]-, joka on äskettäin löydetty rikki muoto nesteissä, mutta jota on laiminlyöty olemassa olevissa skenaarioissa. Uusi malli osoittaa, että [S3•]- on vastuussa kullan rikastumisesta nesteessä sen reagoidessa vaipan kanssa, muodostaen erittäin liukoisen kompleksin, [Au(HS)S3]-.
Tämä kompleksi keskittyy jopa 1000 kertaa enemmän kultaa nesteessä verrattuna sen keskimääräiseen runsauteen vaipassa, ja näin se pystyy vastustamaan rautasulfidivaiheiden toimintaa, jotka yrittävät sitoa kultaa. Tämä kullan rikastuminen nesteessä on välttämätön edellytys kullan lähteen syntymiselle subduktiovyöhykkeen vaipassa, ja sen jälkeen metallin siirtymiselle nesteiden ja magmojen kautta yläkuoreen taloudellisten esiintymien muodostamiseksi (katso kuva).
Tässä tutkimuksessa kehitetty malli auttaa ymmärtämään ja ennustamaan strategisten metallien taloudellisia pitoisuuksia planeetallamme.