為什么在這種礦物附近最容易淘到黃金？

黃金礦工是不少人的童年回憶，小小礦工在礦井里面挖呀挖呀挖。游戲世界里，挖到黃金很容易，只是數(shù)量和質(zhì)量的問(wèn)題（通關(guān)就另談了）。

來(lái)源：虎嗅網(wǎng)

但在現(xiàn)實(shí)世界里，想要淘到金不是一件易事。不過(guò)也不是毫無(wú)技巧可言。

經(jīng)驗(yàn)豐富的礦工很早就總結(jié)出經(jīng)驗(yàn)：有黃鐵礦的地方，往往更容易找到金。

通過(guò)分析大量金礦顯微照片，我們總能發(fā)現(xiàn)亮黃色的金附著在黃鐵礦晶體表面，填充裂隙邊緣，沿著礦物生長(zhǎng)帶排列。不同大陸、不同地質(zhì)年代、不同類型的金礦，都呈現(xiàn)出類似的圖景。這種相生相伴的空間關(guān)系并不偶然。

圖中亮黃色的是黃金，暗色的是黃鐵礦

來(lái)源：科普中國(guó)

然而這一現(xiàn)象被觀察了上百年，卻始終沒(méi)有一個(gè)真正合理的解釋。

01

傳統(tǒng)理論的局限

按照傳統(tǒng)的熱液成礦理論，地殼深部的高溫流體可以溶解極微量的金，以絡(luò)合物形式在裂隙中運(yùn)移。當(dāng)溫度、壓力或氧化還原條件改變時(shí)，金從溶液中析出，形成礦化。

來(lái)源：宮崎正勝，2008

這一模型能夠解釋金從哪里來(lái),卻解釋不了金為什么如此精準(zhǔn)地沉淀在黃鐵礦表面。如果沉淀只是環(huán)境突變的結(jié)果，黃金應(yīng)當(dāng)在巖石中相對(duì)分散地析出，而不是像定向生長(zhǎng)般附著在特定礦物上。

問(wèn)題因此變得非常具體：含金熱液流經(jīng)巖石時(shí)，金離子在與黃鐵礦接觸的那一刻，到底發(fā)生了什么？

這個(gè)瞬間發(fā)生在地下深達(dá)數(shù)公里、溫度高達(dá)數(shù)百攝氏度的極端環(huán)境里，時(shí)間尺度以萬(wàn)年計(jì)，因此幾乎無(wú)法直接觀測(cè)。

02

為什么黃金總是與

黃鐵礦相生共伴？

直到2026年，我國(guó)一研究團(tuán)隊(duì)首次解開(kāi)了這一謎題，并將此突破性研究發(fā)表在了國(guó)際頂尖學(xué)術(shù)期刊《美國(guó)科學(xué)院院刊》（PNAS）上。研究人員利用原位液相透射電子顯微鏡等技術(shù)，把這個(gè)瞬間縮小到納米尺度，在實(shí)驗(yàn)室里實(shí)時(shí)捕捉到了黃金納米顆粒在黃鐵礦表面形成過(guò)程，揭秘了這種神奇的自然“煉金術(shù)”。

研究人員把一塊極薄的黃鐵礦樣品浸泡在濃度極低的含金溶液（僅10ppb，與地殼豐度相當(dāng)）中，放入原位液體池透射電鏡中實(shí)時(shí)觀察界面變化。顯微鏡下首先發(fā)生變化的，并不是金，而是水在礦物表面的狀態(tài)。

緊貼黃鐵礦表面的，并不是普通水，而是一層厚度只有幾十納米的致密液體層。這里的水分子排列更有序，離子濃度更高，擴(kuò)散速度明顯下降。值得注意的是，在普通水中，金離子擴(kuò)散極快，幾乎不可能發(fā)生有效反應(yīng)。但在這層致密液體里，金離子被困在黃鐵礦表面附近，停留時(shí)間被極大拉長(zhǎng)。

約20分鐘后，界面附近開(kāi)始出現(xiàn)微小亮點(diǎn)——金納米顆粒正在生成。隨著黃鐵礦繼續(xù)溶解，這個(gè)過(guò)程加速，金顆粒不斷碰撞、融合、長(zhǎng)大。

圖片展示了黃鐵礦溶解，致密液體層形成，以及金納米顆粒在液體層中成核、生長(zhǎng)、聚集的動(dòng)態(tài)過(guò)程

來(lái)源：Tang et al., 2026

03

這種神奇的液體界面

究竟是什么？

通過(guò)熱力學(xué)模擬，研究人員發(fā)現(xiàn)一個(gè)決定性因素：黃鐵礦的溶解，會(huì)顯著降低界面區(qū)域的氧逸度。氧逸度下降，會(huì)讓原本在溶液中穩(wěn)定存在的金離子變得極不穩(wěn)定，迅速達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài)，自發(fā)結(jié)合為金原子。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，在普通水里，金離子是“愿意待著”的；但在這層界面液體里，金離子是“待不下去”的，它們只能轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)金。

這不是簡(jiǎn)單沉淀，而是一個(gè)被礦物界面觸發(fā)的化學(xué)過(guò)程。黃鐵礦在這里不是陪襯，而是反應(yīng)發(fā)生的場(chǎng)所。

圖：金在不同環(huán)境中的溶解度。

A：在普通溶液的高氧逸度下，金溶解度很高，無(wú)法沉淀。

B：在致密液體層的極低氧逸度條件下，金溶解度急劇下降，從而驅(qū)動(dòng)過(guò)飽和與沉淀。

來(lái)源：Tang et al., 2026

這也解釋了為什么世界上一些主要的金礦帶，幾乎都與含硫礦物密切相關(guān)——因?yàn)榱蚧锏V物表面更容易形成這種特殊的界面環(huán)境。

04

為什么金總沿著

黃鐵礦生長(zhǎng)帶分布？

這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)，完美解釋了一個(gè)長(zhǎng)期困擾地質(zhì)學(xué)家的現(xiàn)象。

每當(dāng)黃鐵礦在熱液環(huán)境中繼續(xù)生長(zhǎng)，新的晶面暴露出來(lái)，新的致密液體層隨之形成，新的“還原反應(yīng)位置”出現(xiàn)。含金熱液不斷流過(guò)，金離子就在這些新界面被不斷還原、固定。時(shí)間一長(zhǎng)，極低濃度的金，被一層一層“記錄”在礦物邊緣。

熱液成礦與表生富集過(guò)程中致密液體層內(nèi)金富集的示意圖

來(lái)源：新華社

這也是為什么，許多金礦中的金并不是大塊金，而是以納米級(jí)分散在黃鐵礦內(nèi)部——它是在礦物生長(zhǎng)過(guò)程中被同步鎖進(jìn)去的。

結(jié)語(yǔ)

回到我們一開(kāi)始的問(wèn)題：為什么有黃鐵礦的地方更容易淘到金？

來(lái)源：搜狐網(wǎng)

答案到這里就非常清晰了：因?yàn)辄S鐵礦制造了黃金沉積的條件。

黃金并不是在某一刻突然沉淀，而是在與黃鐵礦接觸的每一刻，被持續(xù)還原、持續(xù)固定，最終在巖石中留下了可以被我們識(shí)別的痕跡。

作為來(lái)自巖石與時(shí)間深處的產(chǎn)物，黃金天然具有一種跨越制度與時(shí)代的穩(wěn)定性。當(dāng)人類在動(dòng)蕩中尋找“確定性”時(shí)，黃金無(wú)疑是一種絕佳選擇。

參考文獻(xiàn) | Reference

H. Tang, H. Xian, T. Deng, Z. He, S. Li, Y. Yang, H. Liao, Y. Jiang, J. Xi, J. Zhu, & H. He, In situ observations of gold deposition in a dense liquid layer at the pyrite–water interface, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 123 (4) e2517918123, https://doi.org/10.1073/pnas.2517918123 (2026).

文章轉(zhuǎn)載自“石頭科普工作室”微信公眾號(hào)