Hihetetlen helyen találták meg az USA rejtőzködő aranyát

Carlin-aranyat tartalmazó érctömb

Az USA aranykészleteinek mintegy háromnegyede piritkristályokba rejtve, szemmel láthatatlan formában bujkál. Német tudósok most kimutatták, hogy a kőzet arzéntartalma árulkodik az arany jelenlétéről, amely így könnyen felderíthető.

Ki hinné, hogy itt található a Föld második legnagyobb aranykészlete?

A Nevadában található ún. Carlin-típusú aranykészlet a Föld második leggazdagabb aranylelőhelye, amely a globális aranykitermelés 5 százalékát, az Egyesült Államok arany-előállításának mintegy háromnegyedét adja.

A Nevada államban fekvő Carlin környéke Forrás: Mining

A nevadai arany trükkje az, hogy a nemesfém nem vegyileg tiszta formában, rögökként vagy a kőzetbe zárt erekként jelenik meg, hanem az arzénnal és más elemekkel együtt a pirit nevű ásványban rejtőzködik.

Carlin-aranyat tartalmazó érctömb Forrás: Mining

Érdekes véletlen, hogy a piritet az aranyhoz való felületes hasonlósága miatt évszázadok óta a „bolondok aranya” névvel illetik,

holott a tiszta pirit nem egyéb, mint kristályos vas-diszulfid, és egy szem arany sincs benne.

A Carlin-kanyon Nevadában Forrás: YouTube

A nevadai piritben az arzénes arany ásványtani értelemben szennyezésnek tekinthető,

mégis értelemszerűen jobban izgatja az embereket, mint a vas meg a kén együttvéve,

holott az arany az ásvány össztömegének legfeljebb 0.37 százalékát teszi ki.

Legfőbb értéke, hogy nagyon ritka, és különlegesek a tulajdonságai

Az arany egyik fő értéke abban rejlik, hogy kevés van belőle, és a sárga nemesfém kétségtelenül a ritka elemek közé tartozik nemcsak a Földön, de az egész világegyetemben: 79-es rendszámával egyike a nem sok természetesen létező nagy méretű atomnak.

Az arany azonban nemcsak ritkaságának, hanem egyedülálló kémiai tulajdonságainak is köszönheti értékét.

Az arany különleges értékét a ritkasága, és speciális tulajdonságai adják Forrás: Pinterest

Amellett, hogy ékszer- és éremalapanyagként évezredek óta használják, alakíthatósága, magas vezetőképessége, a savaknak és a korróziónak való ellenállása ideálissá teszi az elektromos berendezések alkatrészeinek gyártásához.

II. Theodosius arany solidusa. Az aranyat évezredek óta használták fizetőeszközként Forrás: NumisBids

A világ aranykitermelésének 10 százalékát viszi el az ipar,

míg az összes arany feléből ékszer, 40 százalékából befektetési célú arany készül. A Föld kérgének átlagos aranytartalma 2.5 a milliárdból, ami – kissé idejétmúlt szólással élve – oly kevés, mint mackósajtban a brummogás.

Aranyércet tartalmazó kőzetek fejtése. Egy gramm nemesfém kinyeréséhez nagyon sok ércet kell kibányászni Forrás: Mining

Ahhoz, hogy gazdaságosan bányászható legyen, az aranynak ennél több ezerszer koncentráltabb formában, ráadásul jól körülírható területen belül és a felszín közelében kell jelen lennie.

A Carlin-féle aranydepozitban az arany olyan parányi piritszemcsékben bujkál, amelyek üledékes kőzetből származó ősi piritmagvakra nőttek rá a későbbi folyamatok során.

Egy tonna ércből legfeljebb egy-tíz gramm arany nyerhető ki

Míg az aranyrögök tiszta aranyból állnak, így lényegében közvetlenül felhasználhatók, a Carlin-típusú aranyércből a nemesfémet vegyi úton kell kivonni.

Egy tonna érc feldolgozásával nagyjából 1-10 gramm arany nyerhető, ami 1000-10000 milliárdodrész aranytartalomnak felel meg.

Az úgynevezett Carlin-típusú aranyérc Forrás: Geology for Investors

Az Egyesült Államok Carlin-típusú aranykészletei karbonátos üledékekben keletkeztek a 42-30 millió évvel ezelőtti időszakban, 150-250°C hőmérsékleten és több mint 2000 méteres mélységben,

majd lemeztektonikai mozgások hozták őket a földfelszínre.

Hasonló, bár kevésbé jelentős aranykészleteket találtak Kínában, Iránban és Macedóniában is.

Carlin környéke. A hegyek gyomra sok aranyat rejt Forrás: Carling Crossing

Épp az arany rejtőzködése miatt a Carlin-típusú aranymezőkre nem könnyű rábukkanni. A nevadai Carlin városka közelében fekvő lelőhelyen először az 1870-es években találtak aranyat, de 1909-ig nemigen zajlott módszeres kitermelés:

1909 és 1964 között pedig alig több mint 600 kilogramm aranyat hoztak itt a felszínre.

San Francisco kereskedelmi kikötője a nagy aranyláz idején Forrás: Wikimedia Commons

Amint azonban felismerték, miként lehet az ércben megbújó aranykészletet hatékonyan kiaknázni, a lelőhely kihasználása robbanásszerűen megugrott, és a 2010-es évek elejére az összesített kitermelés már meghaladta a 200 tonnát, ami 2010-es áron számolva 85 milliárd dollárnyi értéket képvisel.

Minél magasabb az arzén koncentrációja, annál több az arany is

A Carlin-féle pirit aranytartalma helyről helyre változik, és mivel a nemesfém közvetlenül nem látható benne, régóta keresik a módját, hogy egy adott kőzetmintában megállapítsák a rejtőzködő arany mennyiségét.

Aranybánya Carlin környékén Forrás: Wikimedia Commons

A Helmholtz nevét viselő potsdami Német Földtudományi Kutatóközpont munkatársai most első alkalommal állapították meg kísérleti módon,

hogy az arany koncentrációja egyenesen arányos a piritben található arzén mennyiségével.

Carlin-aranyat rejtő rétegsor Forrás: Business Prospecting

Eredményeiket a Science Advances című folyóirat közölte. A laboratóriumi kísérletekben a cikket jegyző Christof Kusebauch és kollégái arra mutattak rá,

hogy az arzén elengedhetetlenül fontos az arany kivonásához

a kőzeten áthaladó, valószínűleg magmás rendszerek felől érkező forró oldatból.

Minél magasabb az arzén koncentrációja, annál valószínűbb, hogy az arany kémiailag beépül a piritkristályba. A kicsapódási magként szolgáló ősi pirit formája is számít: minél nagyobb az ásvány felszíne, annál több arany tud rajta felhalmozódni.

A természetes folyamatokat modellezték

A laborban pont úgy állították elő a kutatók a piritkristályokat, ahogy azok a természetes ércképződés során kialakulnak: vasban gazdag karbonátokon vezettek át kénnel dúsított oldatot.

„Ilyen feltételek mellett sikerült bizonyítanunk, hogy a megoszlási együttható, amely azt befolyásolja, az arany mekkora hányada épül majd be a piritbe, az arzén mennyiségétől függ – ismertette Kusebauch.

Arany olvasztása Forrás: Origo

– A legnagyobb nehézséget az jelentette, hogy laboratóriumi viszonyok között akkora arany- és arzénszennyezett piritkristályokat hozzunk létre, amelyek már elég nagyok az elemzéshez.”

Az eredmény előmozdíthatja az új aranylelőhelyek feltárását.

A kísérletek tanúsága szerint ott alakulnak ki jelentős aranylerakódások, ahol a magmás forrásokból táplálkozó, aranyat és arzént tartalmazó forró oldatok olyan üledékes kőzeten haladnak át, amely nagy mennyiségben tartalmaz kis méretű piritmagvakat.