Ahad, 8 Februari 2015

Pembentukan Emas Akibat Ketakstabilan Cuaca Kuno

Lembangan Witwatersrand di Afrika Selatan merupakan kawasan yang mempunyai deposit emas terbesar didunia iaitu sepanjang 200-km keluasan kawasan. Penyerakan bijih emas terbentuk didalam lapisan-lapisan nipis dikawasan berkenaan seluas 10 km kali 10 km dan mengandungi lebih banyak kandungan emas daripada kawasan-kawasan lain diseluruh dunia. Hampir 40% daripada mineral berharga berkenaan pada masa kini ditemui dikawasan terbabit, dan beratus-ratus tan deposit emas masih berada dibawah permukaan bumi. Walaupun begitu, pentafsiran asal mula deposit yang besar ini masih menjadi perbualan hangat diantara ahli geologi. Christoph Heinrich, Professor Sumber Mineral di ETH dan University of Zurich, baru-baru ini menerbitkan penjelasan terkini didalam jurnal Nature Geoscience, cuba untuk menjelaskan dua pendapat berbeza yang pernah diterbitkan sebelum ini.

Gambar menunjukka emas di lembangan Witwatersrand


Dalam menerangkan teori emas plaser ini, jenis emas di kawasan Witwatersrand ini dibawa dan diendapkan melalui proses mekanikal yang membawa sekali partikel metalik semasa proses pengendapan didasar sungai. Proses-proses ini telah menghasilkan gravel sedimen sungai yang kaya dengan emas yang menjadi penyebab kekayaan emas di kawasan California. Di kawasan ini, emas plaser berbentuk nuget telah dibawa bersama sedimen-sedimen sungai berbentuk gravel dikawasan kaki bukit di Sierra Nevada, dimana terdapatnya telerang-telerang quartza yang mempunyai emas primer, menjadi sumber nuget-nuget emas berkenaan.

Namun, tidak dijangka wujud sumber yang tidak kurang banyak juga di bahagian sub-permukaan di Lembangan Witwatersrand. Terdapat banyak perbalahan berhubung hubung kait asal mula termasuklah tafsiran 'hipotesis hidortermal', menurut asal mula emas itu sendiri, yang secara kimianya terlarut didalam cecair panas, melalui rongga-rongga kosong didalam lapisan sedimen selama separuh billion tahun selepas proses pemendakkannya. Untuk teori ini menjadi satu pentafsirang yang boleh dibuktikan, seluas 10 km ketebalan lapisan sedimen diperlukan bagi menghasilkan keadaan tekanan dan suhu yang ideal bagi cecair panas yang memendakkan emas itu terbentuk dicelahan retakan batuan perumah dari aras permukaan bumi.

Air Hujan yang Kaya Hidrogen Sulfida

Heinrich percaya kadar kepekatan emas yang terdapat pada permukaan bumi, boleh dibawa oleh proses aliran sungai, namun secara kimianya dalam bentuk larutan. Dengan proses sedimikian, emas dengan mudahnya boleh 'dikumpul' pada kawasan tadahan bagi bahan-bahan terluluhawa, termasuklah serpihan batuan yang mengandungi emas. Ahli geologi masih menganalisis kemungkinan ini, dengan mengira kadar keterlarutan kimia bagi mineral berharga berkenaan di permukaan air melalui keadaan atmosfera dan cuaca yang stabil.



Melalui data eksperimen menunujukkan bawaan melalui kaedah kimia bagi emas boleh berlaku pada peringkat awal dalam episod evolusi bumi. Pada peringkat awal episod kewujudan bumi, kadar hidrogen sulfida yang terdapat pada air hujan adalah tinggi. Hidrogen sulfida kemudiannya telah bercampur dengan tanah yang telah terluluhawa bersama-sama tracer gold (emas kesan - emas yang sangat halus) daripada cecair emas sulfida kompleks, dengan peningkatan secara mendadak kepekatan emas. Namun begitu, hidrogen sulfida di atmosfera dan emas bersulfur kompleks didalam sungai akan berkeadaan stabil sekirannya tanpa kehadiran oksigen.

"Persekitaran yang tidak stabil (tiada oksigen atau terlalu sedikit kandungannya) mesti mengambil tempat pada masa tersebut, yang hanya wujud tiga billion lampau, semasa era Archean" menurut Heinrich lagi. "Ianya memerlukan atmosfera yang bebas oksigen dan sangat kaya dengan hidrogen sulhida-- gas yang berbau telur busuk." Atmosfera pada masa kini memperlihatkan gas oksigen mengoksida kesemua gas hidrogen sulfida, lalu memusnahkan rantaian komples emas sulfur dalam jangka masa yang pendek, seterusnya menjelaskan mengapa emas secara praktikalnya tidak larut didalam air sungai.

Aktiviti Volkanik dan Bakteria Sebagai Faktor Utama

Gambaran aktiviti volkanisma basalt.


Dalam usaha meningkatkan kadar kepekatan sulfur didalam air hujan pada era Arkean, aktiviti volkanisma basalt yang besar amat diperlukan pada masa yang sama. Secara tepatnya, dikawasan Afrika Selatan terdapat bukti yang menjelaskan tentang kejadian letusan basalt yang amat besar, bersamaan dengan jangkamasa emas berkenaan dimendapkan.

Faktor ketiga yang diperlukan untuk deposit emas di lembangan Witwatersrand ini adalah lokasi yang sesuai semasa emas ini dimendapkan. Deposit emas ini ditemui paling kaya adalah pada lapisan berkarbon atau kaya karbon, selalunya hanya beberapa milimeter hingga centimeter tebal, namun berterusan sehingga beberapa kilometer. Lapisan-lapisan halus ini mengandungi kepekatan emas yang kaya sehingga terowong-terowong perlombongan dengan tinggi hanya semeter boleh mencapai kedalaman sehingga tiga kilometer daripada permukaan bumi dan masih terus beroperasi.

Lapisan berkarbon merupakan lapisan yang mempunyai kepekatan emas yang tinggi.


Karbon yang wujud pula dipercayai kemungkinan daripada kewujudan bakteria-bakteria didasar tasik kuno yang cetek dan disinilah termendapnya emas-emas secara kiminya, berdasarkan tafsiran Heinrich.

Asal mula kehidupan ini masih tidak diketahui. "ianya kemungkinan adalah organisma primitif yang secara aktifnya muncul bersama-sama emas." heinrich menerangkan. "Namun dengan proses yang mudah memecahkan emas sulfur kompleks didalam air kepada sebuah elemen bahan logam bersama-sama bahan organik mudah amat diperlukan bagi proses kimia bereaksi khususnya dibawah dasar tasik cetek yang kuno."

Deposit emas di kawasa lembangan Witwatersrand, merupakan sumber emas yang amat unik, hanya boleh terbentuk pada jangkamasa tertentu dalam keseluruhan sejarah bumi; selepas perkembangan pertama dalam hidupan diatas benua yang terbentuk didasar tasik cetek yang kuno, sekurang-kurangnya 3 billion tahun lampau, sebelum kehadiran oksigen pertama dibumi sekurang-kurangnya 2.5 billion lampau.

Sumber:
Christoph A. Heinrich. Witwatersrand gold deposits formed by volcanic rain, anoxic rivers and Archaean life. Nature Geoscience, 2015; DOI: 10.1038/ngeo2344
Baca seterusnya di: http://www.geologypage.com/2015/02/inhospitable-climate-fosters-gold-ore.html#ixzz3RAN1WGfJ Geology Page

Tiada ulasan:

Catat Ulasan