Sendu inn spurningu

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Af hverju finnst ekki gull í jörðu á Íslandi, er landið of ungt?

Ef gullgröftur á að borga sig, þarf tveimur skilyrðum að vera fullnægt: nægilega mikið rúmmál af nægilega gullríku bergi. Meðalstyrkur gulls í jarðskorpunni er um 0,005 grömm í tonni af grjóti (g/tonn) en lágmarksstyrkur vinnanlegs gulls mun vera um 1000 sinnum meiri, 5 g/tonn. Nú er talið að allar „auðunnar“ gullnámur séu nánast uppurnar og námufélög verða að leita fanga í æ rýrara málmgrýti.

En hvernig getur þúsundföld auðgun gulls í bergi orðið með jarðfræðilegum ferlum? Til þess þarf hið minnsta tvö þrep:
  1. Leysa gullið úr rýrara bergi og auðga berg annars staðar með útfellingu úr upplausn; slíkt ferli gæti endurtekið sig aftur og aftur á löngum tíma.
  2. Veðra og rjúfa hið auðgaða berg þannig að grjótmylsnan berst burt með vatni en gullið situr eftir ofarlega í árfarvegum vegna þyngdar sinnar og kemískrar staðfestu.

Þetta samsetta ferli má sennilega skýrast sjá í fellingafjöllum. Þar hefur upphaflega safnast saman mikið set, margir kílómetrar að þykkt, sem hitnar smám saman af völdum geislavirkra efna uns vatnsrík granítkvika tekur að bráðna úr því. Bráðin er eðlisléttari en umhverfið og stígur upp á við. Setbergið ofan við hitnar og myndbreytist, vatnsríkar leirsteindir setbergsins brotna niður og vatnssnauðar myndast í staðinn, en vatnið sem losnar streymir ásamt vessum frá hinu kólnandi graníti „niður jarðhitastigulinn“ í átt til yfirborðsins. Þetta öfluga jarðhitakerfi leysir gull og önnur efni úr berginu og fellir út aftur á kaldari stöðum. Með tímanum rofna fjallgarðarnir niður en gullið situr eftir – þannig urðu til auðugar gullnámur Andesfjalla, Klettafjalla, Alpafjalla, Harzfjalla og svo framvegis.

Bronzewing-gullnáman í vestanverðri Ástralíu.

Holufyllingar í eldri bergsyrpum Íslands -- zeólítar, kalkspat, kvarts -- eru dæmi um það hvernig volgt grunnvatn sem seytlar um bergið leysir upp efni á einum stað og fellir þau út á öðrum. Það fer eftir hita, samsetningu og þrýstingi grunnvatnsins á hverjum stað hvort efni fara í lausn eða falla út, en í aðalatriðum leysast efni upp með vaxandi hita en falla út við kólnun. Einkum eru heitar og/eða saltar vatnslausnir öflugar við að leysa efni úr bergi; í lausninni getur gullið myndað jónir meðal annars með klóri [AuCl2] og [AuCl4], brennisteini [AuS] og vatni [Au(OH)4] og borist langar leiðir uns það fellur út sem málmur (Au°) þar sem aðstæður eru til slíks. Víða erlendis eru vísbendingar um að berg, sem auðugt er af málmum eins og kopar, zinki og blýi, tengist fornum saltlögum – grunnvatn sem streymt hafði um saltlögin leysti málmana úr bergi og felldi þau út annars staðar í vinnanlegu magni.

En hvað með hið unga Ísland? Ekki vantar að fyrri áfangi gull-auðgunarferilsins sé hér virkur, en hins vega ekki hinn síðari vegna þess að almennt er uppbygging landsins mun öflugri en veðrun og rof – aðeins á ísöld var rofið markvert. Hér á landi eru vísbendingar um áhrif seltu á jarðhitavökva: Koparríkasta berg landsins er sennilega forn gígfylling við Össurá í Lóni sem væri álitleg til vinnslu ef hún væri rúmmálsmeiri. Koparsteindirnar féllu greinilega út úr söltum jarðhitavökva því í kvars-kristöllum sem fallið hafa út með málmsteindunum eru brimsaltar vökva-innlyksur, smásæjar bólur fylltar af sama jarðhitavökva sem steindirnar kristölluðust úr.1

Í basalti, meginbergtegund Íslands, er styrkur gulls 0,007 g/tonn að meðaltali. Gullið er laust bundið og auðleysanlegt í jarðhitavökva, enda beinast flestar leitir að gulli hér á landi að fornum jarðhitasvæðum. Talið er að gull falli út úr jarðhitavökva við < 300°C og finnist á 500-1500 m dýpi í háhitakerfum. Öflug suða er talin ein helsta orsök slíkra útfellinga.2

Í jarðhitakerfum á Reykjanesskaga er jarðhitavökvinn upphitaður sjór — jarðsjór – sem ásamt brennisteini í jarðhitakerfinu ætti að auka leysni gulls úr berginu. Í sýnum sem tekin voru af jarðhitavökva á 1500 m dýpi í borholu á Reykjanesi þar sem hiti var tæplega 350°C mældust allt að 6 ppb (partar í hverri billjón = grömm í 1000 tonnum) gull, 107 ppb silfur, 290 ppb blý svo og 140 ppm (partar í hverri milljón = grömm í tonni) járn, 17 ppm kopar og 27 ppm zink. Þegar vatn og gufa streyma úr borholunni fellur þrýstingur, vökvinn sýður og uppleystu efnin falla út; í útfellingum innan á pípu á yfirborði mældust mest 0,59 g/tonn af gulli og 23 g/tonn af silfri. Í framhaldinu var reiknað út að 4 – 5 tonn af útfellingum setjist árlega innan á pípurnar frá háhitaholum Reykjanes-jarðhitakerfisins sem innihaldi 8 kg af silfri og um 1 kg gull.3

Til þess að gullgröftur borgi sig þarf nægilega mikið rúmmál af nægilega gullríku bergi.

En fleiri aðferðir reynast vera til að losa gull úr málmrýru bergi: Snemma árs 2013 var lýst nýstárlegri aðferð náttúrunnar til gull-auðgunar:4 Á sprungubeltum djúpt í jarðskorpunni (til dæmis San Andreas-sprungunni, eða þess vegna Suðurlands-skjálftabeltinu) geta litlar porur fullar af grunnvatni með háan styrk uppleystra efna, þar á meðal gulls, margfaldast skyndilega að rúmmáli allt að 130.000 sinnum í stórum jarðskjálftum. Þrýstingurinn í porunum fellur sem því svarar, lausnin hvellsýður og allt að 0,1 milligrammi af gulli á hvern fermetra af misgengisfletinum fellur út ásamt miklu magni af silíkatsteindum. Efnaríkt grunnvatn fyllir porurnar jafnóðum aftur þannig að með hverjum jarðskjálfta fellur út meira af málmi. Höfundum hugmyndarinnar reiknast svo til að á San Andreas-sprungunni falli út 100 tonn af gulli á minna en 100.000 árum. Einnig telja þeir að meira en 80% af gullmyndunum jarðar hafi myndast á þennan hátt og að í framtíðinni muni menn svipast um eftir fornum sprungum í leit að gulli.

Niðurstaðan er þessi: Megintíðindin í jarðfræðilegri þróun jarðar verða við miðhafshryggina þar sem ný hafsbotnsskorpa verður til, og við sökkbeltin þar sem skorpa eyðist og fellingafjöll hlaðast upp. Fyrrnefndu svæðin marka upphafsstigið, þar sem bráð úr hinum útbasíska möttli myndar basalt hafsbotnssvæðanna. Síðarnefnda svæðið markar lokastigið, þar sem bráð úr vötnuðu basalti hafsbotnsins og úr seti frá meginlandinu mynda andesít og granít fellingafjalla. Það er frekar staða Íslands á miðhafshrygg en ungur aldur þess sem gerir landið fremur óvænlegt til gullgraftar.

Tilvísanir:

1Ásgeir Einarsson (2008). Vökvabólu-hitamælingar og steindaútfellingar í rhýólítbrotabergi við Össurá í Lóni. BS-ritgerð, H.Í. 2008.

2Hjalti Franzson (2013). Leit að gulli á Íslandi (ágrip erindis í Náttúrufræðifélaginu).

3Vigdís Harðardóttir: Metal-rich Scales in the Reykjanes Geothermal System, SW Iceland: Sulfide Minerals in a Seawater-dominated Hydrothermal Environment. Doktorsritgerð, Ottawa 2011.

4ScienceShot: Earthquakes Deposit Gold in Fault Zones | Science/AAAS | News.

Myndir:

Útgáfudagur

8.11.2013

Spyrjandi

Ragnar Logi Gústavsson, Sigurbjörg Sæunn

Höfundur

Sigurður Steinþórsson

prófessor emeritus

Tilvísun

Sigurður Steinþórsson. „Af hverju finnst ekki gull í jörðu á Íslandi, er landið of ungt?“ Vísindavefurinn, 8. nóvember 2013. Sótt 13. desember 2019. http://visindavefur.is/svar.php?id=63887.

Sigurður Steinþórsson. (2013, 8. nóvember). Af hverju finnst ekki gull í jörðu á Íslandi, er landið of ungt? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=63887

Sigurður Steinþórsson. „Af hverju finnst ekki gull í jörðu á Íslandi, er landið of ungt?“ Vísindavefurinn. 8. nóv. 2013. Vefsíða. 13. des. 2019. <http://visindavefur.is/svar.php?id=63887>.

Chicago | APA | MLA

Sendu inn spurningu
eða

Vísindadagatalið

Davíð Ólafsson

1971

Davíð Ólafsson er aðjúnkt í menningarfræði við Íslensku- og menningardeild HÍ. Rannsóknir hans hafa einkum beinst að virkni bóklegrar miðlunar út frá sjónarhóli hversdagsmenningar og hugmyndum um atbeina og iðkun.