中国科学家首次在纳米尺度上“直播”了黄金形成的动态过程，挑战传统金矿形成理论。
金矿是怎么形成的？记者从中国科学院广州地球化学研究所获悉，近日，该所团队的一项新发现指出，黄铁矿可以让黄金纳米颗粒沉淀然后形成金矿的新机制，挑战了传统的金矿形成理论。
据介绍，科学家们利用了原位液相透射电子显微镜技术，首次从纳米尺度原位报道了自然界中黄金纳米颗粒在黄铁矿表面形成的动态过程，并提出了一种黄铁矿诱导金沉淀的新机制。
这一研究发现，在黄铁矿与水界面处存在一种特殊的“致密液体层”，它如同一座“纳米工厂”，即使在金浓度极低（仅十亿分之几）的流体中，也能有效催化金的成核、生长与富集，为理解金矿成因提供了全新视角。
黄铁矿诱导金沉淀是形成高品位金矿的关键环节，但其界面动态机制尚不明确。这一研究实时观测了黄铁矿与10 ppb（十亿分比浓度）的极低浓度含金溶液的反应过程。结果显示，在两者接触约13分钟后，黄铁矿周围形成了一层稳定的“致密液体层”。约20分钟后，该层内开始出现黄金纳米颗粒，并随时间推移逐渐增多、长大。这一发现为揭示金在黄铁矿表面的形成过程提供了关键依据。
研究显示，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。这层液体就像一个高效的“纳米工厂”：黄铁矿溶解会显著降低层内的“氧逸度”（一种衡量氧化性强弱的指标），从而改变局部化学环境，促使金迅速达到过饱和并沉淀为固体颗粒。即使外部溶液中金浓度极低，该机制仍能持续驱动金向界面迁移并实现富集沉淀。
该机制同时适用于热液型金矿床（如造山型、卡林型及浅成低温热液型）和表生金富集过程。在热液型金矿床中，热液流体与大气降水混合可形成氧化的含金流体，它们与成矿前黄铁矿相互作用后可导致金沉淀。在表生过程中，天然水可淋滤并富集形成低浓度（ppb级）含金流体，同样在与黄铁矿反应时触发金沉淀。
本次研究发现挑战了“金主要源自深部热液流体”的传统观点，不仅为理解热液型金矿床和表生环境中金的超常富集提供了微观动力学观察，也为阐释自然界中纳米颗粒驱动的矿化过程开辟了新路径。
来源：羊城晚报•羊城派 记者 李钢 通讯员 孔令竹
