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黄金不是以金块或矿脉的形式存在而是与黄铁矿一起隐藏

美国内华达州的卡林型金矿是全球产量的5%和美国黄金产量的75%的起源。在这些矿床中,黄金不会以金块或矿脉的形式出现,而是与黄铁矿一起隐藏 - 与砷一起 - 也被称为“傻瓜黄金”。来自波茨坦亥姆霍兹中心的一组科学家 - 德国地球科学研究中心GFZ现在首次通过实验证明,黄金的浓度直接取决于黄铁矿中砷的含量。结果发表在Science Advances杂志上。

在地壳中,元素金的浓度为十亿分之2.5(ppb)。为了经济地开采,黄金浓度必须高出数千倍,并且必须在靠近地表的聚焦区域中找到。在卡林型的金矿中,人类看不到岩石中的金。相反,“看不见的”黄金出现在微小的黄铁矿边缘,这些边缘生长在源自沉积岩的较老的“傻瓜”金粒上。

在实验室实验中,研究的主要作者Christof Kusebauch周围的研究人员表明,元素砷在从岩浆系统穿过岩石的热溶液中提取金中起着至关重要的作用。砷的浓度越高,金化学与黄铁矿的结合越频繁。较老的黄铁矿的形状也很重要:矿物表面积越大,金的积累越多。

砷表示金矿床

与天然矿石系统类似,作者使用富含铁的碳酸盐和富含硫的溶液来合成他们的“傻瓜金”晶体。“只有这样,我们才能证明控制黄铁中黄金含量的分配系数取决于砷的含量,”Christof Kusebauch说。“主要挑战是实验性地种植黄金和含砷黄铁矿晶体,这些晶体足以分析。”

新发现也可能有助于追踪新的黄金矿床。实验表明,如果含有来自岩浆源的金和砷的热溶液通过存在大量小“傻瓜金”颗粒的沉积岩,则可形成大量的金沉积物。

背景

什么是黄金?金是铜族的化学元素,元素符号为Au(来自拉丁语:Aurum)。与自然界中的大多数其他金属相比,黄金主要以纯净形式存在,意思是“仅由一种化学物质组成的”块状物“。

相反,在卡林型金矿床中,必须通过化学提取从矿石中释放出金。在这里,黄金与矿物黄铁矿结合,并且每吨岩石材料(1000至10.000ppb)的全岩石浓度在1至数十克之间。这种类型的金矿床是在富含碳酸盐的沉积物中形成的。在通过板块构造过程到达地球表面之前,美国的矿床形成于42至3000万年前,温度为150至250摄氏度,深度超过2000米。

黄金是如何形成的?在人类可以进入的地球表面,黄金通过火山和板块构造过程从地球内部运输到地表; 一小部分源于陨石撞击。自然过程不能在地球上产生新的黄金。宇宙中的重化学元素,如铅,铁和金,是由中子星的碰撞产生的。黄金非常罕见,不仅在地球上,而且在整个宇宙中。