為什麼會有金礦？科學家們發現了答案

為什麼會有金礦？黃金是著名的非活性物質，而且似乎沒有什麼理由讓黃金集中，而不是均勻地散佈在地殼中。現在，一個國際地球化學家小組已經發現了黃金與砷一起集中的原因，解釋了大多數金礦的形成。這也可能解釋了為什麼許多黃金礦工和其他人一直處於砷中毒的危險之中。

幾千年來，黃金因其純度和穩定性而被珍視。它也足夠稀少以保持其價值--世界黃金協會估計，世界上曾經開採的所有黃金少到可以被裝入一個20x20x20米的立方體。它因其美麗而受到重視，但也因為它是整個週期表中最具惰性的金屬之一，它不容易與其他物質發生反應。那麼，為什麼黃金要以足夠的數量聚集在一起進行開採，另外，為什麼會有黃金礦藏呢？

有些黃金是以金塊的形式被發現的，是探礦者的夢想之物，但有相當數量的黃金是與礦物結合在一起的。眾所周知，黃金與含鐵和砷的礦物有關，如黃鐵礦和砷黃鐵礦。這些礦物的作用有點像海綿，能夠濃縮黃金，比在自然界其他地方發現的黃金多出一百萬倍，例如在運送黃金的温泉水中。這些黃金以化學方式結合在這些礦物中，所以肉眼是看不到的。

澳大利亞西部的一個巨型金礦（超級坑）。黃鐵礦和砷黃鐵礦是主要的礦石礦物，集中了看不見的金和砷。

科學小組利用法國格勒諾布爾的歐洲同步加速器（ESRF）產生的強烈X射線束研究了濃縮金礦物的作用，這可以探測礦物和金之間的化學鍵。

他們發現，當礦物中富含砷時，金可以通過直接與砷結合（從化學上講，形成Au（2+）和As（1-）鍵）進入礦物結構位點，這使得金在礦物中得到穩定。然而，當砷濃度較低時，金不會進入礦物結構，而只是與礦物表面形成弱的金-硫鍵。

首席研究員，Gleb Pokrovski博士，CNRS，GET-CNRS-圖盧茲保羅薩巴蒂爾大學的研究主任説：“我們的研究結果表明，砷推動了黃金的集中。這種砷驅動的黃金泵解釋了這些鐵硫化物如何能夠大規模地捕獲然後釋放黃金，從而控制礦牀的形成和分佈。從實際情況來看，這意味着將更容易找到黃金和其他貴金屬的新來源，因為它們與含砷的鐵硫化物結合。它還可能打開控制化學反應的大門，如果我們能改善黃金加工，我們就能回收更多的黃金”。

新的模型正好確定了為什麼黃金傾向於與砷一起被發現。Pokrovski博士繼續説道：“幾個世紀以來，人們都知道黃金與砷一起被發現，這給採金者帶來了嚴重的健康問題。現在我們知道在原子水平上發生了什麼，我們可以開始看看是否有什麼辦法可以防止這種情況”。

砷和黃金之間的有害聯繫在法國和世界其他地方是眾所周知的，包括在卡爾卡松附近的Salsigne礦。這是西歐最大的金礦之一，也曾是世界上最大的砷生產商。它於2004年關閉，但砷污染的環境後果在該地區仍然存在。

渥太華大學的Jeffrey Hedenquist博士評論説：“地質學家以及勘探者早就知道黃金可能與富含砷的礦物有關，在過去的幾十年裏，其他人已經量化了這種聯繫。Pokrovski博士和他的團隊的發現現在有助於解釋為什麼我們看到這種關聯，它是由金和砷之間的原子級吸引力引起的，這種婚姻由某些礦物的結構安排。”