矿物表面“长”黄金 我国科学家揭秘自然“炼金术”

  我国科研人员通过原位液相透射电子显微镜等技术，揭秘了黄铁矿表面“长”出黄金的动态过程，并提出了一种黄铁矿诱导金沉淀的新机制。这是科学界首次从纳米尺度，实时捕捉到黄金纳米颗粒在黄铁矿表面的形成过程，为理解金矿成因提供了全新视角。相关成果于北京时间1月23日凌晨发表于国际学术期刊《美国科学院院刊》。

  这是科研团队捕捉到的黄金纳米颗粒在黄铁矿表面形成过程。（素材来源：中国科学院广州地球化学研究所）

  黄铁矿诱导金从溶液中“析出”，是形成高品位金矿的关键环节。但过去研究多依赖反应后的离线分析，既无法捕捉金沉淀的瞬时过程，也难以深入阐明其形成机制。

  在研究中，科研人员排除相关干扰后，实时观测到了黄铁矿与极低浓度（十亿分之几）金溶液的反应过程，并发现一种新机制。黄金纳米颗粒并非在溶液中“凭空”产生，而是在紧贴黄铁矿表面的“致密液体层”中诞生。黄铁矿溶解会改变这层液体的化学环境，促使金迅速达到过饱和，并沉淀为固体颗粒，该“反应区”就像一个高效的“纳米工厂”。

  热液成矿与表生富集过程中致密液体层内金富集的示意图。（受访者供图）

  科研团队表示，这一机制适用于解释自然界中热液型金矿床（如造山型、卡林型及浅成低温热液型）和表生环境中金的富集过程。从应用角度看，该机制对绿色浸金工艺中的界面调控也具有一定的指导意义。

  这项研究由中国科学院广州地球化学研究所研究员朱建喜和鲜海洋、江西省科学院副研究员唐红梅、厦门大学教授廖洪钢及东华理工大学副教授邓腾等合作完成。（记者钟焯、马晓澄）