從納米尺度揭黃金形成動態過程  孫自法

 古今中外廣受追捧的黃金,在自然界中是如何形成的?相關機制研究備受學界關注。

 記者1月20日從中國科學院廣州地球化學研究所(廣州地化所)獲悉,中國科學家最近利用原位液相透射電子顯微鏡技術,在國際上首次從納米尺度揭示原位液相環境中金納米顆粒在黃鐵礦表面形成的動態過程,並提出一種黃鐵礦誘導金沉澱的新機制。

 他們研究發現,在黃鐵礦與水界面處存在一種特殊的「緻密液體層」,如同一座「納米工廠」,即使在僅十億分之幾的金濃度極低的流體中,也能有效催化金的成核、生長與富集,為理解金礦成因提供了全新視角。同時,這也是礦物表界面科學研究的重要新進展。

 中國科學院廣州地化所鮮海洋研究員介紹說,黃鐵礦誘導金沉澱是形成高品位金礦的關鍵環節,但其界面動態機制尚不明確。以往研究多依賴反應後的離線分析,既無法捕捉金沉澱的瞬時過程,也難以深入闡明其形成機制。

 此次研究在排除溶解氧和電子束干擾的前提下,研究團隊通過原位液相透射電子顯微鏡等多尺度、多手段聯用技術,實時觀測了黃鐵礦與濃度為十億分之十的極低濃度含金溶液的反應過程。

 這一從「靜態分析」到「動態直播」的結果顯示,在兩者接觸約13分鐘後,黃鐵礦周圍出現「緻密液體層」;約20分鐘後,該層內開始出現黃金納米顆粒,並隨時間推移逐漸增多、長大。

 本項研究在納米尺度下對黃鐵礦-水界面中液相原位反應過程的清晰捕捉,也為揭示金在黃鐵礦表面的形成過程提供關鍵依據。

 研究團隊負責人、中國科學院廣州地化所朱建喜研究員指出,此項研究發現的「納米工廠」機制,同時適用於熱液型金礦床和表生金的富集過程。

 該研究結果挑戰了「金主要源自深部熱液流體」的傳統金礦形成理論,不僅為理解熱液型金礦床和表生環境中金的超常富集提供微觀動力學觀察,也為闡釋自然界中納米顆粒驅動的礦化過程開闢新路徑。從應用角度看,對綠色浸金工藝中的界面調控也具有重要指導意義。◇(中新社)