Ako vzniká zlato?
Úvod
Zlato je pre ľudstvo fascinujúcim prvkom – vzácne, krásne, chemicky stabilné. Ale ako vlastne vzniká? Ako sa dostane zo sfér vesmíru až do hornín a riek, kde ho môžeme ryžovať a ťažiť? V tomto článku si prejdeme cesty, ako sa zlato formuje – od kozmických explózií až po zemské hydrotermálne procesy.
1. Vesmírny pôvod zlata
Nukleosyntéza ťažkých prvkov
Zlato (chemická značka Au, atómové číslo 79) je prvok, ktorý leží pomerne vysoko v tabuľke prvkov, teda nad železom. Typická hviezdna fúzia v jadrách hviezd (vodík → hélium → uhlík → … → železo) už neprináša dosť energie, aby vytvárala ťažšie prvky.
Preto, pre vznik prvkov ťažších ako železo – ako zlato – sú potrebné špeciálne extrémne podmienky, kde jadrá môžu zachytiť veľké množstvo neutrónov (tzv. „neutron-capture“) veľmi rýchlo než stihne rádioaktívny rozpad. Tento proces sa označuje ako r-proces (rapid neutrón capture process).
R-proces prebieha v miestach s veľmi vysokou hustotou neutrónov, teplotou a energiou - typicky v priebehu výbuchov supernov alebo splynutí neutrónových hviezd.
Napríklad:
-
Pri explózii supernov (core-collapse supernova) dochádza k rýchlemu rozpadu jadra a extrémnym podmienkam, ktoré môžu poskytnúť vhodné prostredie pre r-proces.
-
Kombinácia alebo kolízia neutrónových hviezd môže byť dokonca ešte významnejší zdroj zlata vo vesmíre.
Novšie štúdie navyše naznačujú, že niektoré aktívne magnetary (typu neutrónovej hviezdy s extrémnym magnetickým poľom) môžu prispievať k produkcii ťažkých prvkov pri výtryskách a explóziách.
Zhruba povedané, zlato bolo vytvorené vo vesmírnych explóziách a potom rozptýlené do medzihviezdneho prachu a plynu, ktoré neskôr (vo fáze vzniku slnečnej sústavy) vytvorili aj materiály Zeme.
2. Ako sa zlato dostáva do zemskej kôry
Aj keď väčšina zlata môže byť „prinesená“ pri formovaní planéty, kvôli veľmi vysokej hustote zlato v ranej planetárnej diferenciácii (keď bola Zem čiastočne roztavená) spadlo smerom k vnútrajšku Zeme (k jadru). Tým pádom zlato v horninách povrchu vzniká sekundárne - nie je to zlato "pôvodné" z jadra, ktoré by bolo dostupné v horninách.
Primárne zlato v zemskej kôre sa však zhromažďuje cez geologické procesy:
Hydrotermálne žily
Jeden z najdôležitejších procesov je hydrotermálna cirkulácia - horúce roztoky bohaté na rôzne ióny (vrátane zlata) prenikajú horninami, často pod tlakom, vypĺňajú trhliny a keď sa mení teplota, tlak alebo chemické prostredie (napr. pH, obsah sír, sulfidy), zlato sa vylúči z roztoku a usadí sa v žilách.
Metamorfóza a remobilizácia
V niektorých prípadoch môže tlak, teplo a tekuté fázy (fluidy) v metamorfovaných horninách premiestniť zlaté častice či ióny a vytvoriť nové zahustené zóny. Reaktívne fluidy môžu „vytiahnuť“ zlato z rozptýlených minerálov a koncentrovať ich do žíl, štrbín, prepadlín. Tento proces sa nazýva remobilizácia alebo metazomatické procesy. (Tento aspekt býva v populárnych článkoch však často zanedbávaný, aj keď je v geológii významný.)
Erózie a sekundárne (placerové) ložiská
Po vytvorení primárneho zlatonosného žila alebo žilového ložiska nastupujú povrchové procesy:
-
zvetrávanie horniny → rozrušenie horniny a uvoľnenie zlatých častíc
-
prenos vodou (riekami, potoky)
-
vďaka vysokej hustote sa zlato premiestňuje menej ďaleko ako ľahšie minerályusadzovanie v spádových oblastiach – zákruty riek, kaskády, štrkové dnové pasce
Tak vznikajú placerové ložiská, ktoré sú základom ryžovania zlata, kedy ryžovacia panvica či ryžovacia sada umožní oddeliť zlato od piesku/ílu.
3. Zhrnutie: cesta zlata od hviezd do ryžovacej panvice
-
Vesmírna časť: Zlato vzniká extrémnymi nukleosyntetickými procesmi (r-proces) v udalostiach ako kolízia neutrónových hviezd alebo výbuchy supernov.
-
Inkorporácia do materiálu zeme: Pri vzniku Zeme bolo zlato čiastočne začlenené, pričom veľká časť mohla byť vtiahnutá smerom k jadru vplyvom gravitácie.
-
Geologická koncentrácia: Hydrotermálne, magmatické a metazomatické procesy presúvajú zlato v horninách a vytvárajú zlatonosné žily.
-
Povrchová distribúcia: Erózia a transport zvetrávaním oslobodia zlaté častice, ktoré sú vodou prenášané a usadzované v riečnych prostrediach — vznikajú ložiská vhodné na ryžovanie.
-
Ryžovanie: Pomocou ryžovacej panvice či ryžovacej sady je možné oddeliť jemné zlaté častice od piesku a ílu – čo je súčasť zlatokopeckého vybavenia.
