Khoan sâu 750 mét dưới đáy biển, phát hiện mỏ vàng 'vô hình' nồng độ cực lớn bên trong miệng núi lửa

Phát hiện được công bố ngày 7/7/2026 trên tạp chí Scientific Reports, tập trung vào trường thủy nhiệt Higashi-Aogashima thuộc cung núi lửa Izu-Ogasawara, ở độ sâu khoảng 750-760 mét dưới mặt biển. 

Tại đây, các nhà nghiên cứu tìm thấy vàng “vô hình” trong pyrite, với nồng độ cao nhất lên tới 1,9% theo khối lượng ở một số điểm siêu nhỏ trong cấu trúc khoáng vật.

Khái niệm “vàng vô hình” dễ khiến người nghe hình dung tới những hạt vàng khổng lồ bị giấu trong đá. Thực tế, vàng ở đây không tồn tại dưới dạng hạt lớn hay cục vàng có thể nhìn thấy bằng mắt thường. Nó nằm ở kích thước cực nhỏ, bị “nhốt” trong mạng tinh thể pyrite, loại khoáng sulfide sắt, có màu ánh kim vàng giống vàng thật.

Điều khiến giới địa chất chú ý là mức 1,9% này tương đương khoảng 19.000 phần triệu. Giả sử hàm lượng đó phân bố đồng đều trong một tấn pyrite cùng loại, về mặt toán học sẽ tương đương khoảng 19 kg vàng. 

Cho tới nay, chưa có công bố chính thức nào về trữ lượng vàng riêng của khu vực này. Những gì đã biết mới dừng ở việc một số mẫu pyrite mang hàm lượng vàng cực cao ở quy mô hiển vi, còn toàn bộ thân quặng dưới đáy biển vẫn chưa được khoan thẩm lượng đầy đủ để xác định khối lượng, diện phân bố hay tỷ lệ vàng có thể thu hồi.

Higashi-Aogashima không phải cái tên hoàn toàn mới. Trường thủy nhiệt này được nhận diện từ năm 2015, sau các chiến dịch khảo sát bằng thiết bị tự hành và lấy mẫu trầm tích. 

Viện Khoa học Công nghiệp thuộc Đại học Tokyo cho biết khu vực này nằm cách đảo Aogashima khoảng 12 km về phía đông. Những mẫu lấy ở độ sâu khoảng 760 mét trước đây đã cho thấy sự hiện diện của pyrite, sphalerite, chalcopyrite, galena và barite, tức một tổ hợp khoáng vật thường thấy trong các hệ thủy nhiệt giàu kim loại.

Ngay trước nghiên cứu năm 2026, một công trình công bố trên PLOS One vào tháng 1/2025 cũng đã cho thấy tín hiệu giàu vàng tại đây. Nhóm tác giả khi đó ghi nhận hàm lượng vàng trung bình khoảng 102 phần triệu trong đá sulfide ở một số khu vực của caldera, đồng thời quan sát thấy các hạt vàng cực nhỏ kích thước chỉ từ 5 đến 50 nanomet. 

Nghiên cứu mới nhất đi xa hơn khi phát hiện vàng không chỉ tồn tại dưới dạng hạt nano, mà còn có thể ẩn trong chính cấu trúc pyrite với nồng độ rất cao.

Để phát hiện dạng vàng này, các nhà khoa học dùng phương pháp phổ khối ion thứ cấp, gọi tắt là SIMS. Đây là kỹ thuật bắn chùm ion vào những điểm cực nhỏ trên mẫu vật và phân tích các nguyên tố bị giải phóng. Chính công cụ có độ nhạy rất cao này cho phép nhóm nghiên cứu phát hiện được lượng vàng mà kính hiển vi thông thường không thể nhận ra.

Các miệng phun thủy nhiệt hình thành khi nước biển len vào các khe nứt dưới đáy đại dương, bị nung nóng bởi nhiệt từ lớp vỏ Trái Đất, phản ứng với đá rồi quay trở lại mang theo sulfur, sắt, đồng, kẽm, chì, bạc và một lượng vàng nhỏ. Khi dòng nước nóng này gặp nước biển lạnh, kim loại kết tủa, dần tạo thành các gò sulfide và những “ống khói đen” đặc trưng. Higashi-Aogashima là một môi trường như vậy.

Chính vì thế, phát hiện vàng “vô hình” có ý nghĩa khoa học lớn. Nó giúp giới địa chất hiểu rõ hơn cách vàng tập trung trong các mỏ thủy nhiệt hiện đại dưới biển, đồng thời cung cấp thêm manh mối về cách nhiều mỏ sulfide cổ trên đất liền có thể đã hình thành hàng triệu năm trước.

Nhật Bản từ lâu đã quan tâm đến khoáng sản biển sâu. JOGMEC đã nghiên cứu các mỏ sulfide thủy nhiệt từ năm 2008 và từng thực hiện thử nghiệm khai thác, nâng quặng từ đáy biển năm 2017. 

Trong đánh giá năm 2023, tổ chức này ước tính tiềm năng khoáng sản gộp tại Okinawa và Izu-Ogasawara vào khoảng 51,805 triệu tấn ở nhiều mỏ khác nhau.

Nếu muốn biến caldera này thành một mỏ vàng, Nhật Bản sẽ còn phải làm rất nhiều việc bao gồm lập bản đồ chi tiết thân quặng, khoan thêm, tính toán trữ lượng, thử công nghệ tuyển tách để lấy vàng từ pyrite, đồng thời giải bài toán chi phí và rủi ro môi trường. 

Đây là thách thức không nhỏ, bởi các hệ thủy nhiệt biển sâu là nơi cư trú của những hệ sinh vật cực kỳ đặc biệt, sống dựa vào sulfur và các hợp chất hóa học từ miệng phun. Nhiều loài thân mềm sống quanh các miệng phun này hiện đã bị cảnh báo nguy cơ tuyệt chủng nếu khai khoáng biển sâu được mở rộng.