Золото обычно сопровождает кварц – второй по распространённости минерале в земной коре после полевого шпата. Однако, в отличие от других типов золотых месторождений, именно в кварце чаще всего встречаются крупные золотые самородки или даже целые кластеры самородков. Учёные выяснили, что их формированию способствуют землетрясения.

Золотые самородки, как правило, находят в составе кварцевых золотоносных жил, образующихся в трещинах среди богатых кварцем горных пород, которые периодически наполняются гидротермальными жидкостями из глубин земной коры. По словам геолога Криса Вуазэ, золото и кварц являются частыми спутниками, однако учёные всегда задавались вопросом о том, почему именно в кварцевых жилах встречаются гигантские золотые самородки. Что заставляет большие объёмы благородного металла минерализоваться в тесных трещинах? Гидротермальные воды приносят атомы золота из глубинных слоёв земной коры и под напором прокачивают их через кварцевые жилы. В теории такой механизм заставил бы золото равномерно распределяться по трещинам, а не концентрироваться в крупные самородки. Тем не менее самородные элементы разного объёма составляют до 75% всего когда-либо добытого золота.

На мысль о том, что важную роль в формировании золотых самородков играют землетрясения, команду Вуазэ натолкнули два отдельных момента. Так сложилось, что самые крупные самородки были обнаружены в орогенных золотых месторождениях, глубинных отложениях, образование которых связано со структурными нарушениями земной коры – разломами, зонами сдвига, складчатости и пр., неотъемлемым спутником которых являются землетрясения. Второй подсказкой стал тот факт, что кварц является пьезоэлектрическим минералом. Он генерирует электрический разряд в ответ на тектонические напряжения, которые, опять же, сопутствуют землетрясениям. Исследователи обнаружили, что землетрясения формируют трещины в породах и наполняют их гидротермальными водами с растворённым в них золотом. Реагируя на тектоническое напряжение, кварцевые жилы генерируют электрический заряд, который реагирует с золотом и заставляет его выпасть в осадок.

По мнению учёных, золото продолжает концентрироваться в тех же локациях внутри золотоносной жилы, поскольку растворённый в воде металл с большей вероятностью отложится поблизости от уже присутствующих золотых «зёрен». Как пояснил Вуазэ, крупицы золота в жилах выступают в роли электродов, которые приманивают новые атомы металла с каждой последующей реакцией. Как следствие, с каждым землетрясением золотые кластеры, заключённые в кварце, наращивают массу, образуя крупные самородки. Так, самый большой самородок, обнаруженный в орогенном месторождении, весил около 60 кг.

Чтобы протестировать свои предположения, исследователи провели эксперимент, воспроизведя эффект землетрясения на кристаллах кварца в лаборатории. Они погрузили кристаллы в жидкость с растворённым в ней золотом и сымитировали сейсмические волны, которые запустили пьезоэлектрический эффект. Тест подтвердил, что при землетрясении кварц способен сгенерировать достаточно высокое напряжение, чтобы золото выпало в осадок. Симуляция также наглядно продемонстрировала, как золото из гидротермальных вод минерализуется вокруг уже имеющихся золотых отложений в толще кварцевых жил. Увы, пока это открытие не нашло практического применения, и компании, специализирующиеся на разработке месторождений, не могут использовать эту информацию для поиска ценных самородков. Лучшее, что может предложить наука в настоящий момент – это устройство для обнаружения пьезоэлектрических сигналов. Однако такой девайс укажет лишь местоположение кварцевых жил, но не гарантирует, что в них найдутся крупные золотые самородки.