地球上超過 99.9% 的黃金與貴金屬，早在約 45 億年前便隨鐵元素沉降，深藏於地核。然而，位於板塊隱沒帶上方的島弧海底火山，往往呈現異常豐富的黃金特徵，長期以來一直是地球科學界想解開的問題。
由德國基爾亥姆霍茲海洋研究中心（GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel）領軍的最新研究，提出了地球深處「黃金廚房」的運作機制。研究指出，隱沒帶下方的地函在含水環境中經歷多階段、強度較高的反覆熔融，能讓原本封存在礦物內的黃金釋放出來，並濃縮於向上運動的岩漿中。研究成果已發表於《Communications Earth & Environment》期刊。
海底火山玻璃保存岩漿化學線索
為了追蹤黃金在岩漿中的行為，海洋地質學家 Christian Timm 博士帶領團隊，分析從紐西蘭北部克馬德克島弧（Kermadec island arc）及鄰近哈弗海槽（Havre Trough）採集的 66 個海底火山玻璃樣本。
火山玻璃是海底熔岩噴發後快速冷卻形成的物質。由於熔岩在噴出後迅速淬火，其中的化學成分得以保存，研究人員因此能藉此觀察較接近原始狀態的岩漿特徵。
分析結果顯示，這些原始岩漿的黃金濃度往往是中洋脊同類岩漿的數倍。樣本中的最高濃度約為每克岩石 6 奈克（nanograms），雖然仍遠低於具商業開採價值的程度，但對地函衍生岩漿而言已屬異常偏高。
水是推手，反覆熔融才是黃金富集關鍵
過去的理解普遍認為，隱沒板塊釋放出的水分，會直接決定岩漿中的黃金含量。不過，首席研究員 Christian Timm 博士表示，水主要扮演促進地函熔融的角色，真正導致黃金富集的關鍵，在於高強度且反覆發生的熔融過程。
在地函中，黃金通常被包裹於硫化物礦物（sulfide minerals）內。當地函只經歷程度較低的熔融時，黃金仍可能留在硫化物中；但在含水條件下反覆經歷劇烈熔融，硫化物會逐步甚至徹底崩解，使黃金釋放至正在上升的岩漿之中。
黃金礦床形成始於地表深處
研究將黃金礦床形成的起點，推進至地表以下更深的地函環境。研究指出，雖然地表附近的熱液系統與地殼作用，仍是決定高濃度金礦能否最終形成的重要因素，但隱沒帶下方地函的化學演化，可能早在金屬抵達地表前，就已經設定了後續富集所需的初始條件。
Timm 博士表示：「我們實際上觀察到的是黃金生命週期的第一步。」他形容，這場地球的「煉金術」在金屬抵達地表、形成火山之前，便已在地下深處展開。
有助理解海底熱液硫化物礦床
這項研究為島弧海底火山富含黃金的現象提供了新的解釋，也將研究焦點從地表與淺部熱液系統，延伸至隱沒帶下方的地函化學循環。
研究結果未表示海底火山玻璃本身具備商業開採價值；其重要性在於揭示黃金如何先在深部岩漿系統中被釋放與集中。相關機制可為未來探究海底熱液系統中的硫化物礦床，以及理解地球內部金屬運移提供新的科學視角。
