Обнаружена новая форма серы в геологических флюидах

Франко-немецкая научная группа, включающая специалистов из CNRS (Национального центра научных исследований Франции) и Университета Поля Сабатье, на основе лабораторных измерений идентифицировала новую, ранее неизвестную форму серы, присутствующую в геологических флюидах — ион S_3-. Это открытие ставит под сомнение существующие теории о геологическом переносе серы и может указать новые пути для поиска месторождений драгоценных металлов, таких как золото и медь. Результаты опубликованы 25 февраля 2011 года в журнале Science.

До сих пор геохимики полагали, что внутри Земли сера присутствует только в двух основных формах: сульфиды (на основе H₂S или S^2-) и сульфаты (на основе H₂SO₄ или SO₄^2-). Чтобы проверить эту теорию для гидротермальных флюидов, исследователи воссоздали в лаборатории условия, аналогичные земной коре и мантии. Они использовали алмазную наковальню для достижения температур в несколько сотен градусов и давлений в десятки тысяч атмосфер, соответствующих глубинам в несколько километров.

С помощью метода рамановской спектроскопии ученые обнаружили в растворе не две, а три формы серы, третьей оказался ион трисеры S₃^-. Хотя этот ион был известен химикам, например, в силикатных стеклах или ультрамариновых пигментах, его никогда ранее не наблюдали в водном растворе. Это означает, что сера в гидротермальных флюидах гораздо более подвижна, чем считалось, поскольку ион S₃^- чрезвычайно стабилен в водной фазе и может мигрировать на большие расстояния в растворенном виде, перенося с собой благородные металлы.

Таким образом, S₃^- может быть главным агентом, транспортирующим металлы в двух основных типах месторождений золота и меди: в архейских зеленокаменных поясах и в магмах зон субдукции. Это открытие не только дает новые индикаторы для поиска рудных месторождений, но и требует пересмотра моделей фракционирования изотопов серы, которые ранее не учитывали этот химический вид.