الانصهار المَحوري متعدد المراحل الغني بالماء يتحكم في إثراء الذهب في صهارات قوس كيرمادك القاعدية

لماذا تهم البراكين المدفونة من أجل الذهب

تقع بعض من أغنى مستودعات الذهب المعروفة ليس على اليابسة، بل على قاع المحيطات العميق فوق مناطق الغوص، حيث يغوص صفيحة تكتونية تحت أخرى. على طول قوس كيرمادك في نيوزيلندا، تستضيف البراكين تحت الماء رواسب معدنية غنية بالذهب بشكل غير اعتيادي، ومع ذلك لم يكن واضحًا سبب احتواء الصهارات التي تغذي هذه البراكين على هذا القدر من الذهب. تتصدى هذه الدراسة لهذا اللغز من خلال أخذ عينات من زجاج بركاني شاب في أنحاء القوس وإظهار أن المفتاح يكمن عميقًا في الغلاف المَحوري، حيث تركز أحداث الانصهار المتكررة الغنية بالماء الذهب قبل أن يقترب من قاع البحر.

حزام ناقل مخفي تحت البحر

يمتد قوس كيرمادك لحوالي 1300 كيلومتر بين نيوزيلندا وتونغا. هنا، تغوص صفيحة المحيط الهادئ تحت الصفيحة الأسترالية، مما يحفز إنتاج الصهارة والبراكين قاع البحر. تنفِث العديد من هذه البراكين البحرية سوائل حارة حاملة للمعادن وتستضيف بعضٌ منها رواسب كبريتيدية هائلة غنية بالذهب مقارنةً بتلك عند حدوم المحيط الأوسط. جمع المؤلفون 66 عينة من الزجاج البركاني الطازج—الصهارة المبردة بسرعة—من 17 بركانًا في القوس وحوض ما وراء القوس المجاور المعروف باسم حوض هافر. نظرًا لأن هذه الزجاجات تشكلت مباشرة من الصهارة البركانية، فإن كيميائها تحفظ سجلًا مفصلاً لكيفية انصهار الغلاف المَحوري وكيف تصرفت المعادن مثل الذهب والنحاس والفضة والسيلينيوم أثناء صعودها نحو السطح.

صراع الذهب مع الكبريت

يميل الذهب إلى الارتباط بالكبريت وغالبًا ما يختبئ في قطرات كبريتيد صغيرة عميقًا في الغلاف المَحوري. عندما تتواجد هذه الكبريتيدات، فإنها تميل إلى احتجاز الذهب والنحاس والفضة؛ وعندما تُستنفد أو تغيب، يتصرف الذهب أكثر كعنصر غير متوافق، فيتركز في الصهارة. بمقارنة الذهب مع عناصر أخرى المحبة للكبريت في الزجاجات، يُظهر المؤلفون أن معظم صهارات كيرمادك بدأت كذوبان ساخن غني بالماء تنتج عند درجات حرارة أعلى من النقطة التي تذوب عندها قطرات الكبريتيد. في هذه الظروف، تُستهلك كميات صغيرة من سائل الكبريتيد بسرعة خلال درجات الانصهار العالية، مطلقةً الذهب والنحاس إلى الصهارة. ومع تبريد الصهارة وتبلورها أقرب إلى السطح، تتكون كبريتيدات جديدة ومعادن حديدية-تيتانية، فتجرد النحاس بكفاءة أكبر من الذهب والفضة وتُهيّئ بعض الصهارات لتغذية أنظمة حرارية مائية غنية بالمعادن.

انصهار الغلاف المَحوري أكثر من مرة

تحتوي زجاجات كيرمادك على ما يصل إلى نحو ستة نانوغرامات من الذهب لكل غرام من الصهارة وتعرض نسب ذهب إلى نحاس أعلى بكثير من البازالت النموذجية لحدود المحيط الأوسط أو الغلاف المَحوري الخصب. لا يمكن للانصهار الأحادي البسيط لمصدر غلاف مَحوري عادي أن يصل بسهولة إلى مثل هذه القيم. بدلًا من ذلك، تشير الأنماط الكيميائية إلى غلاف مَحوري تعرض للانصهار، أصبح منهكًا من الكبريتيد والنحاس، ثم أعيد انصهاره مرة أخرى في ظروف غنية بالماء وأكسجت. في حلقة الانصهار الأولى، يزيل سائل الكبريتيد النحاس تفضيليًا مقارنةً بالذهب من الغلاف المتبقي. عندما يُعاد انصهار هذا الغلاف الجزئي المنهك، ترث الصهارات الناتجة نسبًا أعلى من الذهب إلى النحاس رغم أن محتوياتها المعدنية الكلية تبقى متوافقة مع ما يمكن لانصهار الغلاف إنتاجه. يحدث أكبر إثراء للذهب في الجزء الشمالي من كيرمادك، حيث تشير بيانات جيوفيزيائية وكيميائية أيضًا إلى غلاف مَحوري منهك بشكل خاص تحت جبهة القوس.

دور محدود للصفيحة الغارقة

نظرًا لأن السوائل المنبعثة من الصفيحة الغارقة يمكن أن تحمل معادن، كان أحد الاحتمالات الواضحة أن الذهب يُضاف مباشرة من اللوح الغاطس إلى إسفين الغلاف. اختبر الفريق ذلك بمقارنة الذهب مع عناصر معروفة بحركتها العالية في سوائل مصدرها اللوح، مثل الكلور والباريوم واليورانيوم والرصاص. يظهر الذهب روابط ضعيفة أو غير متسقة مع هذه المتتبعات المائية المتحركة، وأقسام القوس الواقعة فوق هضبة محيطية سميكة أغنى بالذهب لا تُنتج بصورة منهجية صهارات أغنى بالذهب. تجتمع هذه الملاحظات لتُشير إلى أن سوائل اللوح تزود بشكل أساسي الماء وتساعد في أكسدة الغلاف—ظروف تُفضّل الانصهار الواسع وقابلية ذوبان الكبريت العالية—بدلًا من أن تكون مصدرًا كبيرًا إضافيًا للذهب نفسه.

من الانصهار العميق إلى كنز قاع البحر

تستنتج الدراسة أن الخصوبة الذهبية اللافتة لصهارات كيرمادك تُتحكم بشكل أساسي بحالة وتاريخ الغلاف المَحوري تحت القوس. يمكن لانصهار متعدد المراحل غني بالماء وعالي الحرارة لغلاف سبق وأن أصبح منهكًا ومؤكسدًا أن يولد صهارات ذات تركيزات ذهب ونسب ذهب إلى نحاس مرتفعة بما يكفي لتغذية رواسب قاع بحري استثنائية، دون الحاجة إلى كميات كبيرة من الذهب المضافة مباشرة من اللوح الغاطس أو كبريتيدات القشرة المعاد تدويرها. ببساطة، لقد تعرض الغلاف تحت قوس كيرمادك «للتشميع» أكثر من مرة بواسطة الانصهار المائي، مما أزال كبريتيدات غنية بالنحاس وترك مصدرًا ينتج بطبيعته صهارات معززة بالذهب—المواد الخام لبعض أغنى حقول الخامات المخفية في المحيط.

الاستشهاد: Timm, C., Portnyagin, M., de Ronde, C.E.J. et al. Hydrous multi-stage mantle melting controls gold enrichment in mafic Kermadec arc magmas. Commun Earth Environ 7, 281 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03338-w

الكلمات المفتاحية: منطقة الغوص, انصهار الغلاف المَحوري, مستودعات الذهب, قوس كيرمادك, البراكين تحت البحر