Il legame tra l'oro ed i terremoti

È un caso che l’oro si trovi spesso associato ad aree che nel passato sono state sede di sismi? Oltre l'80% dei depositi primari auriferi commerciali del mondo si potrebbero esser formati in un “lampo”.

Utilizzando una serie di modelli, i ricercatori hanno dimostrato che i terremoti potrebbero essere l’agente scatenante per la deposizione di ingenti quantità di oro, il quale passerebbe in pochi istanti dall’essere presente nei fluidi acquosi circolanti nelle fratture, allo stato solido in cristalli. Vi sono diversi meccanismi che possono concorrere alla genesi di arricchimenti economici nel momento in cui un terremoto sprigiona la sua energia accumulata:

1.   L’oro precipita dai fluidi acquosi a seguito di un cambiamento radicale e repentino nelle condizioni di pressione (depressurizzazione);

2.   L’oro precipita a seguito di un cambiamento dal punto di vista chimico dei fluidi acquosi a seguito della mobilizzazione di fluidi esterni al proprio circuito, immessi dall'attività sismica (mixing);

3.   L’oro precipita a seguito del cambio di stato del fluido acquoso in gassoso (boiling).

In tutti questi casi, si ipotizza che alcuni tipi di depositi auriferi primari possano essere il frutto della sommatoria dell’oro accumulato da innumerevoli terremoti nel tempo geologico, anche di intensità minima.

Le faglie condizionano fortemente la genesi di importanti sismi nel tempo. I terremoti sono la conseguenza della liberazione dell’energia accumulata nel tempo dalle faglie, le quali giunte ad una certa soglia non possono far altro che scatenarla nell’ambiente circostante, provocando le cosiddette onde sismiche.

Precipitazione dell’oro

Come esattamente l’oro si accumula nelle fessure occupate dai fluidi non è ancora del tutto chiaro ma dai dati si nota che tipicamente i circuiti idrotermali si trovano dai 5 ai 30 Km di profondità e che i fluidi che vi circolano contengono oro sotto forma di complessi (l’oro tipicamente si muove nelle soluzioni acquose legato allo zolfo). Gli studi di Richard Henley della Australian National University di Canberra e Dion Weatherley dell'Università del Queensland di Brisbane hanno evidenziato le dinamiche dei terremoti e scoperto che i cambiamenti di pressione innescati dal terremoto sono più importanti di quanto si pensasse finora. Il loro modello suggerisce che i terremoti possono nell’arco di pochi millisecondi aumentare notevolmente l’estensione ed il volume delle crepe nelle rocce profonde coinvolte dall’energia sismica in propagazione alla velocità del suono! I fluidi che prima si trovavano in quelle piccole fessure, quindi, devono fare i conti con un cambiamento pressione impressionante e talvolta cambiando addirittura lo stato di aggregazione diventando gassosi (processo detto boiling); i metalli, intanto, precipitano.

Dice Henley: “Il fluido non può arrivare dalla roccia circostante incassante al centro della frattura abbastanza velocemente da riempire il vuoto quindi la pressione scende da 3000 volte la pressione atmosferica a pressioni pressoché identiche a quelle sulla superficie terrestre in un istante. Il liquido si vaporizza come risultato e tutti i minerali che contiene vengono depositati”.

Il processo però deve essere ragionato come la somma di migliaia se non centinaia di migliaia di sismi e microsismi, i quali coinvolgono il medesimo circuito idrotermale.

Si noti come l’oro si deposita nello spazio libero lasciato dal quarzo, il quale cristallizzandosi in una fase precedente lascia poco spazio all’oro per la propria deposizione.

Oro sismogenico?

Una “buona fetta” dell'oro mondiale proviene dal bacino del Witwatersrand in Sudafrica, dove è stato depositato e concentrato oltre 2 miliardi di anni fa quando l'erosione ha consumato vene di quarzo ricche di oro affioranti nelle vicine catene montuose (la Terra si stima avere un’età di circa 4,6 miliardi di anni). Sorge un dubbio: “Anche in tempi così antichi le mineralizzazioni erano le medesime delle attuali?”.
È utile fare quindi un esempio: un terremoto di magnitudo 4 a una profondità di 11 Km, secondo i calcoli, provocherebbe la caduta di una pressione improvvisa da 290 megapascal (MPa) a 0,2 MPa. La pressione atmosferica a livello del mare è di 0,1 MPa. Ricapitolando, in pochi decimi di secondo la pressione locale potrebbe variare di circa 1450 volte! Quando l'acqua satura di sali minerali a circa 390°C è soggetta a quel tipo di caduta di pressione, dice Weatherley, il liquido rapidamente si vaporizza e i sali o complessi nell'acqua ormai sovrasatura cristallizzano quasi istantaneamente. Questo è un processo che gli ingegneri chiamano “deposizione flash” (flash boiling). Un singolo terremoto può produrre una vena d'oro istantanea (anche se minuscola). È poi la sommatoria nel tempo di innumerevoli episodi a produrre il giacimento aurifero primario.

Si noti nella immagine di sinistra come l’oro si sia depositato lungo i cristalli di quarzo. L’attività di una faglia superficiale genera anche un cospicuo attrito tra le rocce lungo il piano di faglia. In questo caso, sembrerebbe che i frammenti di quarzo siano poi stati “cementati” dal nobile metallo in un momento successivo.

Grandi e piccoli terremoti

I grandi terremoti produrranno maggiori cadute di pressione, ma per la formazione delle vene d'oro sembrerebbe essere più importante la frequenza, rispetto all’intensità. Un terremoto di magnitudo 2, poco più che percepibile dalla maggior parte delle persone, provoca mediamente 130 micrometri di spostamento lungo i 90 centimetri del piano di faglia sperimentale. In questo esperimento la perdita di pressione in quell’attimo arriva ad essere quasi del 50% Questo potrebbe essere uno dei motivi per cui nelle vene aurifere, l’oro è spesso parte di una struttura a “ragnatela” o cataclastica.

Ricerca mineraria

I futuri geologi e prospettori potrebbero essere in grado di utilizzare tecniche di telerilevamento per trovare depositi d'oro in rocce che hanno subito una serie di sismi nel passato. Taka'aki Taira, un sismologo dell'Università della California, pensa che la scoperta potrebbe avere un valore scientifico ancora maggiore: il susseguirsi dei sismi potrebbe generare un effetto a cascata permettendo nel tempo sempre una più performante situazione per la deposizione di nuove vene aurifere, sia con maggiore frequenza che quantità. Si noti, infine, che tali disquisizioni sono correlabili principalmente ai depositi auriferi primari orogenici, cioè legati a porzioni rocciose influenzate continuamente da terremoti e sismi, come ad esempio i margini convergenti continentali.

Bibliografia

1.   Gold seams form in an earthquake-powered flash By Jeff - DAILY NEWS 17 March 2013 Hecht;

2.   Weatherley, D. K. & Henley, R. W. Nature Geosci. (2013);

3.   Earthquakes make gold veins in an instant -Pressure changes cause precious metal to deposit each time the crust moves by Richard A. Lovett 17 March 2013;

4.   https://riosuerte.files.wordpress.com/2013/03/earthquakeold.jpg;

5.   http://www.exceptionalminerals.com/denver2017-4.htm;

6.   http://the-earth-story.com/post/134818073350/gold-do-earthquakes-have-the-midas-touch;

7.   https://oncirculation.com/2013/04/17/earthquakes-and-the-formation-of-gold-deposits/;

8.   https://www.mapsism.com/sites/all/themes/mapsismsubtheme/images/images_terremoti/faglia-descrizione.png