Jak vzniká zlato?

Úvod

Zlato je pro lidstvo fascinujícím prvkem — vzácné, krásné, chemicky stabilní. Ale jak vlastně vzniká? Jak se dostane ze sfér vesmíru až do hornin a řek, kde ho můžeme rýžovat a těžit? V tomto článku si projdeme cesty, jak se zlato formuje — od kosmických explozí až po zemské hydrotermální procesy.

1. Vesmírný původ zlata

Nukleosyntéza těžkých prvků

Zlato (chemická značka Au, atomové číslo 79) je prvek, který leží poměrně vysoko v tabulce prvků, tedy nad železem. Typická hvězdná fúze v jádrech hvězd (vodík → helium → uhlík → … → železo) již nepřináší dost energie, aby vytvářela těžší prvky.

Proto, pro vznik prvků těžších než železo — jako zlato — je třeba speciálních extrémních podmínek, kde jádra mohou zachytit velké množství neutronů (tzv. „neutron-capture“) velmi rychle než stihne radioaktivní rozpad. Tento proces se označuje jako r-proces (rapid neutron capture process).

R-proces probíhá v místech s velmi vysokou hustotou neutronů, teplotou a energii — typicky v průběhu výbuchů supernov nebo splynutí neutronových hvězd.

Například:

• při explozi supernov (core-collapse supernova) dochází k rychlému rozpadu jádra a extrémním podmínkám, které mohou poskytnout vhodné prostředí pro r-proces.
  

• kombinace nebo kolize neutronových hvězd může být dokonce ještě významnější zdroj zlata ve vesmíru.
  

Novější studie navíc naznačují, že některé aktivní magnetary (typu neutronové hvězdy s extrémním magnetickým polem) mohou přispívat k produkci těžkých prvků při výtryscích a explozích.

Zhruba řečeno, zlato bylo vytvořeno ve vesmírných explozích a poté rozptýleno do mezihvězdného prachu a plynu, které později (ve fázi vzniku sluneční soustavy) vytvořily i materiály Země.

2. Jak se zlato dostává do zemské kůry

I když většina zlata může být „přinesena“ při formování planety, kvůli velmi vysoké hustotě zlato v rané planetární diferenciaci (když byla Země částečně roztavená) spadlo směrem ke vnitřku Země (k jádru). Tím pádem zlato v horninách povrchu vzniká sekundárně — není to zlato „původní“ z jádra, které by bylo dostupné v horninách.

Primární zlato v zemské kůře se však shromažďuje skrze geologické procesy:

Hydrotermální žíly

Jeden z nejdůležitějších procesů je hydrotermální cirkulace — horké roztoky bohaté na různé ionty (včetně zlata) pronikají horninami, často pod tlakem, vyplňují trhliny a když se mění teplota, tlak nebo chemické prostředí (např. pH, obsah sír, sulfidy), zlato se vyloučí z roztoku a usadí se v žilách spolu s křemenem, pyritem a dalšími minerály.

Metamorfóza a remobilizace

V některých případech může tlak, teplo a tekuté fáze (fluidy) v metamorfovaných horninách přemístit zlaté částice či ionty a vytvořit nové zahuštěné zóny. Reaktivní fluidy mohou „vytáhnout“ zlato z rozptýlených minerálů a koncentrovat je do žil, štěrbin, propadlin. Tento proces se nazývá remobilizace nebo metasomatické procesy. (Tento aspekt bývá v populárních článcích však často opomíjen, i když je v geologii významný.)

Erozí a sekundární (placerové) ložiska

Po vytvoření primárního zlatonosného žíla nebo žilného ložiska nastupují povrchové procesy:

• zvětrávání horniny → rozrušení horniny a uvolnění zlatých částic

• přenos vodou (řekami, potoky)

• díky vysoké hustotě se zlato přemísťuje méně daleko než lehčí minerály

• usazování ve spádových oblastech – zákruty řek, kaskády, štěrkové dnové pasti

Tak vznikají placerová ložiska, která jsou základem rýžování zlata, kdy rýžovací pánev či rýžovací sada umožní oddělit zlato od písku/jílu. 

3. Shrnutí: cesta zlata od hvězd do rýžovací pánve

1. Vesmírná část: Zlato vzniká extrémními nukleosyntetickými procesy (r-proces) v událostech jako kolize neutronových hvězd nebo výbuchy supernov.

2. Inkorporace do materiálu země: Při vzniku Země bylo zlato částečně začleněno, přičemž velká část mohla být vtažena směrem k jádru vlivem gravitace.

3. Geologická koncentrace: Hydrotermální, magmatické a metasomatické procesy přesunují zlato v horninách a vytvářejí zlatonosné žíly.

4. Povrchová distribuce: Eroze a transport zvětráváním osvobodí zlaté částice, které jsou vodou přenášeny a usazovány v říčních prostředích — vznikají ložiska vhodná pro rýžování.

5. Rýžování: Pomocí rýžovací pánve či rýžovací sady lze oddělit jemné zlaté částice od písku a jílu — což je součást zlatokopeckého vybavení.