我们为什么能发现黄金？

扫描电子显微镜照片显示，金微粒与黄铁矿晶体产生了沉积。

金矿是如何形成的呢？金是出了名的惰性元素，为什么它会与砷等元素结合在一起，而不是均匀分散在地壳中？eurekalert.org网站当地时间7月4日报道，法国科学研究中心和图卢兹大学领导的国际团队发现了金和砷的聚集机制。这为大多数金矿的形成以及采金者为何面临砷中毒风险等问题提供了解释。

数千年来，黄金因其纯度和稳定性而倍受赞誉，而它的稀有性足以维持其价值。世界黄金协会预计，全球已开采的黄金能够填满一个20×20×20米的立方体。金是元素周期表中最为惰性的金属之一，它很难与其他物质发生反应。为什么很多黄金会聚集在一起呢？

少部分黄金以金块形式问世，这也是采金者的梦想；但更多的黄金藏匿在金矿之中，例如黄铁矿和砷黄铁矿。这些矿物就像吸金海绵，将黄金“压缩”在其结构之中，金与矿物中的其他元素形成了肉眼不可见的化学键合。

研究人员借助欧洲同步加速器产生的强大X射线束，探测了金与矿物之间的化学键。他们发现，当矿物富含砷时，金通过直接与砷键合进入矿物结构中，进而使金在矿物中稳定沉积。而当砷含量较低时，金无法进入矿物结构，只能与矿物表面形成较弱的金硫键。加拿大渥太华大学Jeffrey Hedenquist博士表示：“在过去的几十年中，研究人员已经量化了金和富砷矿物的联系。新发现证实，金和砷之间的联系是建立在原子尺度的吸引力之上的。这种键合关系还与矿物的结构有关。”

项目首席研究员Gleb Pokrovski博士总结道：“砷推动了金的富集过程。砷驱动的金泵解释了铁硫化物捕集和释放金的方式，这对矿床的形成与分布有重要影响。新发现具有很高的实际价值。一方面，它为采矿业寻找黄金和其他贵金属提供了线索；另一方面，它为控制化学反应打开了大门——如果我们能够改善黄金加工工艺，就有可能回收更多黄金。几个世纪以来，人们一直知道黄金中含有砷，这在采金工人群体中引发了严重的健康问题。现在，我们从原子水平上了解了金砷‘联姻’的真相，这有助于行业制定相关预防措施。”

编译：雷鑫宇 审稿：西莫 责编：陈之涵

来源：施密特地球化学大会

原文链接：https://www.eurekalert.org/pub_releases/2021-07/gc-gsd070121.php

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