黃金可以「生」出來 中國科學家首次發現納米黃金形成過程
中國科學院廣州地球化學研究所科研團隊近日取得重大突破,他們利用原位液相透射電子顯微鏡技術,首次在納米尺度上實時「直播」了自然界中黃金納米顆粒在黃鐵礦表面形成的動態過程。這項研究於2026年1月20日在國際頂級期刊《美國國家科學院院刊》(PNAS)正式發表,為金礦成因提供了全新視角。
長期以來,人們認為地球上的黃金主要源自宇宙早期超新星爆發或中子星碰撞,隨後在地球形成過程中因高密度而大多沉入地核,僅少部分通過火山活動、地殼運動等被帶至地表,形成金礦。但這項最新發現揭示了另一種更為溫和、常見的「煉金」機制:黃鐵礦(俗稱「愚人金」)能在特定條件下誘導金從極低濃度的流體中沉澱出來。
研究團隊通過精確控制實驗條件(排除溶解氧與電子束干擾),觀察了黃鐵礦與含金濃度僅10 ppb(十億分之十)的溶液接觸過程。結果顯示,接觸約13分鐘後,黃鐵礦表面形成一層穩定的「致密液體層」;約20分鐘後,該層內開始出現黃金納米顆粒,並隨時間逐漸增多、尺寸增大。
這層「致密液體層」宛如一座高效的「納米工廠」,黃鐵礦溶解改變了局部化學環境,顯著降低層內氧逸度,使金離子快速達到過飽和狀態,從而催化成核、生長與富集。即使外部流體中金濃度極低,這一機制也能持續從周圍溶液中「捕獲」金原子,將其轉化為固態納米金顆粒。
這一發現不僅挑戰了傳統「金主要來自深部熱液流體」的觀點,還解釋了為何許多高品位金礦常與黃鐵礦密切伴生,以及近地表環境中金的表生富集現象。它為理解自然界納米尺度礦化過程開闢了新路徑。
更具應用價值的是,這套自然「煉金術」可為綠色提金技術提供啟發:未來或許能通過界面调控,從低品位礦石或尾礦中更高效、環保地提取黃金;同時,也能指導地質勘探,尋找更多隱藏的黃金資源。
地球黃金總儲量估計約48億噸,若平均分配,每人可得約600公斤,但99%深埋地核,地殼中可開採部分極其稀少。這次「納米直播」讓世人看到,大自然竟有如此精妙而低調的成金方式,顛覆了以往對黃金形成的認知,也為人類可持續利用這一貴金屬帶來新希望。