金礦成因新解！陸科學家首揭黃鐵礦「奈米工廠」

大陸科學家首次呈現奈米尺度黃金形成的動態過程。（示意圖:shutterstock/達志）

大陸科學家首次呈現奈米尺度黃金形成的動態過程。圖爲熱液成礦與表生富集過程中緻密液體層內金富集示意圖。（大陸央視╱中國科學院廣州地球化學研究所提供）

大陸央視20日報導，從中國科學院廣州地球化學研究所獲悉，近日，該研究所科研團隊利用原位液相透射電子顯微鏡技術，首次從奈米尺度呈現了自然界中黃金奈米顆粒在黃鐵礦表面形成的動態過程，並提出了一種黃鐵礦誘導金沉澱的新機制。

研究發現，在黃鐵礦與水介面處存在一種特殊的「緻密液體層」，如同一座「奈米工廠」，即使在金濃度極低（僅十億分之幾）的流體中，也能有效催化金的成核、生長與富集，爲理解金礦成因提供了全新視角。相關成果20日在國際學術期刊《美國國家科學院院刊》發表。

黃鐵礦誘導金沉澱是形成高品位金礦的關鍵環節，但其介面動態機制尚不明確。以往研究多依賴反應後的離線分析，難以捕捉金沉澱的暫態過程與機制。

該研究在排除溶解氧和電子束干擾前提下，通過原位液相透射電子顯微鏡等多尺度、多手段聯用技術，即時觀測黃鐵礦與極低濃度含金溶液的反應過程。結果顯示，在兩者接觸約13分鐘後，黃鐵礦周圍形成了一層穩定的「緻密液體層」。約20分鐘後，該層內開始出現黃金奈米顆粒，並隨時間推移逐漸增多、長大。這一發現爲揭示金在黃鐵礦表面的形成過程提供了關鍵依據。

本次研究發現挑戰了「金主要源自深部熱液流體」的傳統觀點，爲闡釋自然界中奈米顆粒驅動的礦化過程開闢新路徑。從應用角度看，該機制對綠色浸金工藝中的介面調控具有指導意義。