各位朋友,今天我們要探討的話題,或許將徹底刷新你對(duì)物質(zhì)起源的理解。
假如我向你拋出一個(gè)問(wèn)題:黃金究竟誕生于何處?
稍有天體物理學(xué)常識(shí)的朋友,大概會(huì)立刻挺直脊背,脫口而出:
這還用想嗎?黃金源自宇宙初開(kāi)的熾熱余響,是中子星劇烈碰撞時(shí)迸射的璀璨結(jié)晶,是超新星垂死怒放后灑落的貴金屬塵埃。沒(méi)錯(cuò),這正是教科書(shū)世代相傳的標(biāo)準(zhǔn)解釋。
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在傳統(tǒng)認(rèn)知框架中,黃金被視作一種“靜態(tài)元素”——它早在地球成形前便已在深空定型,隨后借由隕石撞擊或地幔上涌抵達(dá)地表,再經(jīng)數(shù)億年地質(zhì)沉降與構(gòu)造抬升,才零星顯露于巖層之間。全球黃金總量恒定,開(kāi)采一分便少一分,正因如此,它才穩(wěn)坐硬通貨王座長(zhǎng)達(dá)數(shù)千年。
然而就在2026年1月20日前后,中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所研究組,在國(guó)際頂尖學(xué)術(shù)平臺(tái)《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》(PNAS)正式刊發(fā)突破性成果,以確鑿證據(jù)顛覆百年共識(shí):黃金真能在巖石表面自主析出、持續(xù)生長(zhǎng)。
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而驅(qū)動(dòng)這一奇跡發(fā)生的“隱形工匠”,竟是被人類誤解、嘲諷了數(shù)千年的“愚人金”——黃鐵礦。過(guò)去若有人說(shuō)石頭能“長(zhǎng)金”,只會(huì)被斥為妄語(yǔ)或舊時(shí)玄談;如今,中國(guó)科研團(tuán)隊(duì)?wèi){借前沿實(shí)驗(yàn)手段,將這一現(xiàn)象從傳說(shuō)拉入實(shí)證殿堂,不僅撼動(dòng)了整個(gè)地質(zhì)學(xué)根基,更實(shí)質(zhì)性改寫(xiě)了西方主導(dǎo)的成礦范式。
先為黃鐵礦正名。其化學(xué)構(gòu)成為二硫化亞鐵(FeS?),色澤明艷如金,光澤奪目似錠,自古以來(lái)屢屢誘使尋金者錯(cuò)判誤判,因而得名“愚人金”,長(zhǎng)期背負(fù)著虛有其表的污名。
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過(guò)往主流地質(zhì)學(xué)觀點(diǎn)認(rèn)為,黃鐵礦與自然金共存純屬空間偶遇。依據(jù)西方經(jīng)典熱液成礦模型,金元素隨地核深處高溫流體沿?cái)嗔褞嫌浚隼錅p壓后析出沉淀,形成礦脈;黃鐵礦僅作為被動(dòng)伴生礦物存在,與黃金生成無(wú)本質(zhì)關(guān)聯(lián)。
但中國(guó)學(xué)者信奉“萬(wàn)物互聯(lián)”的系統(tǒng)思維。中科院廣州地化所團(tuán)隊(duì)多年來(lái)持續(xù)追問(wèn):為何全球多數(shù)大型金礦床都與黃鐵礦緊密共生?這絕非偶然疊加,極有可能是黃鐵礦在暗中承擔(dān)著“黃金孵化器”的關(guān)鍵角色。
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要驗(yàn)證猜想,必須直擊黃金形成的瞬時(shí)現(xiàn)場(chǎng)。早年國(guó)外研究受限于技術(shù)瓶頸,只能將礦樣粉碎研磨后進(jìn)行離線觀測(cè),根本無(wú)法分辨金顆粒是原生結(jié)晶還是后期吸附沉積,所有推論皆建立在間接推測(cè)之上。
此次中國(guó)團(tuán)隊(duì)首次啟用原位液相透射電子顯微鏡技術(shù),相當(dāng)于為原子尺度的世界架設(shè)了一臺(tái)4K超清直播攝像機(jī)——可在模擬天然地下水化學(xué)環(huán)境的條件下,實(shí)時(shí)追蹤礦物界面發(fā)生的每一幀動(dòng)態(tài)變化。這項(xiàng)開(kāi)創(chuàng)性觀測(cè),在全球范圍內(nèi)尚屬首例,也讓我們首次目睹黃金如何在黃鐵礦表面悄然萌芽、逐步壯大。
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實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)極為精巧:選取一塊純凈黃鐵礦單晶,使其持續(xù)接觸含痕量金離子的溶液(濃度低至數(shù)十ppb,即每十億份水中僅含幾十份金離子),按經(jīng)典理論,該濃度遠(yuǎn)低于黃金自發(fā)沉淀閾值,不可能形成任何可見(jiàn)金屬相。
前10分鐘畫(huà)面靜止如常,第13分鐘起,黃鐵礦表面悄然浮現(xiàn)出一層納米級(jí)厚度的致密液膜;至第20分鐘,液膜內(nèi)部赫然浮現(xiàn)多顆閃耀銀白色的純金納米晶粒——它們并非外源附著,而是由內(nèi)而外原位“萌發(fā)”而出。
這些新生金晶具備自主遷移能力,彼此靠近、融合、長(zhǎng)大,最終發(fā)育為光學(xué)顯微鏡下清晰可辨的微米級(jí)金晶體,全過(guò)程無(wú)剪輯、無(wú)推測(cè)、全息記錄。
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其內(nèi)在機(jī)制在于:黃鐵礦表面天然攜帶負(fù)電荷,并具有強(qiáng)還原活性,宛如一枚微觀尺度的“電子供體磁石”,可高效捕獲并固定水體中游離的金離子(Au3?)。而金離子轉(zhuǎn)化為固態(tài)金原子(Au?),必須獲得三個(gè)電子完成還原反應(yīng),黃鐵礦恰好能穩(wěn)定提供所需電子流。
獲得電子后的金原子迅速在致密液膜中富集,率先凝聚成初始晶核,繼而不斷吸附周圍金原子實(shí)現(xiàn)定向生長(zhǎng);與此同時(shí),該液膜本身具備超強(qiáng)濃縮效應(yīng),可將局部金離子濃度提升至外部溶液的上萬(wàn)倍,從而徹底突破傳統(tǒng)沉淀動(dòng)力學(xué)限制。
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這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)直接挑戰(zhàn)西方權(quán)威范式:長(zhǎng)久以來(lái),國(guó)際學(xué)界認(rèn)定金礦形成必須依賴地幔級(jí)高溫?zé)嵋合到y(tǒng);而中國(guó)實(shí)驗(yàn)證明,在常溫常壓的地表淺部環(huán)境中,只要存在黃鐵礦基底,黃金即可持續(xù)富集、有序生長(zhǎng)——這便是全新定義的“表生金自組裝富集機(jī)制”。
它同時(shí)也揭開(kāi)了狗頭金之謎:某些遠(yuǎn)離火山帶與熱液活動(dòng)區(qū)的河谷沖積扇,竟能產(chǎn)出形態(tài)完整、重量可觀的天然塊金,其根源正是黃鐵礦碎屑在漫長(zhǎng)水文循環(huán)中,持續(xù)吸附、轉(zhuǎn)化、累積河水中的溶解態(tài)金,日積月累終成奇觀。
狗頭金指未經(jīng)人工冶煉、天然賦存的大塊單質(zhì)金,常夾雜石英、銀等雜質(zhì),因輪廓酷似犬首而得名,歷來(lái)稀世罕見(jiàn);如今,它的身世終于有了科學(xué)注腳。
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或許有人覺(jué)得此事遙不可及,實(shí)則它已悄然撬動(dòng)現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)邏輯,核心價(jià)值集中體現(xiàn)為兩大方向:精準(zhǔn)探礦與廢料再生。
以往地質(zhì)勘查依賴經(jīng)驗(yàn)判斷與廣域鉆探,效率低下、成本高昂;如今明確黃鐵礦是黃金生長(zhǎng)的“生物模板”,勘探工作便可聚焦于黃鐵礦富集帶,顯著壓縮靶區(qū)范圍、提升找礦命中率。
更具變革意義的是變廢為寶:全球礦山堆存的黃鐵礦尾礦總量高達(dá)48億噸,過(guò)去被視為高污染隱患(暴露氧化后易生成酸性礦山排水),如今證實(shí)其中蘊(yùn)藏可觀“沉睡金資源”。依據(jù)新原理開(kāi)發(fā)適配工藝,既可清除生態(tài)頑疾,又能回收戰(zhàn)略金屬。
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此外,現(xiàn)行主流提金工藝依賴劇毒氰化鈉浸出,存在嚴(yán)重環(huán)境風(fēng)險(xiǎn);基于本項(xiàng)發(fā)現(xiàn),有望構(gòu)建新一代綠色提金體系——利用黃鐵礦仿生還原特性設(shè)計(jì)催化材料,在近中性條件下高效提取金,大幅降低毒性、提升回收率、削減綜合成本。
有人好奇:能否在家用黃鐵礦自制黃金?答案非常明確:完全不可行。
自然界中黃金的宏觀尺度富集需歷經(jīng)數(shù)萬(wàn)乃至數(shù)億年地質(zhì)時(shí)間,且嚴(yán)格依賴特定水文-化學(xué)-礦物耦合條件;實(shí)驗(yàn)室之所以能捕捉到生長(zhǎng)瞬間,全賴高精度儀器對(duì)環(huán)境參數(shù)的毫秒級(jí)調(diào)控與原位成像能力,普通個(gè)體毫無(wú)實(shí)施基礎(chǔ)。
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況且,當(dāng)前痕量金溶液提金仍屬超高成本作業(yè),實(shí)驗(yàn)室單克提取成本逾2000美元,超過(guò)國(guó)際金價(jià)十余倍,不僅經(jīng)濟(jì)上毫無(wú)可行性,操作中還涉及納米級(jí)重金屬暴露風(fēng)險(xiǎn),切勿嘗試。
也不必?fù)?dān)憂金價(jià)因此崩塌:該技術(shù)尚處工程轉(zhuǎn)化初期,即便未來(lái)全面推廣,一年可回收金量亦僅為全球日均產(chǎn)量的極小比例;而黃金價(jià)格主要受國(guó)際儲(chǔ)備需求、地緣局勢(shì)、貨幣政策等宏觀變量主導(dǎo),與此項(xiàng)基礎(chǔ)科學(xué)進(jìn)展無(wú)直接關(guān)聯(lián)。
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曾幾何時(shí),全球科學(xué)共同體普遍認(rèn)定地球黃金儲(chǔ)量絕對(duì)守恒,成礦過(guò)程不可逆、不可再生,西方熱液成礦理論被奉為不可撼動(dòng)的金科玉律。而中國(guó)科學(xué)家歷時(shí)五年潛心攻堅(jiān),以自主創(chuàng)新儀器與原創(chuàng)實(shí)驗(yàn)范式,一舉擊穿這一思維堅(jiān)冰,也實(shí)質(zhì)性終結(jié)了西方理論的唯一解釋權(quán)。
這不僅是一次學(xué)科層級(jí)的重大躍遷,更是中國(guó)科研硬實(shí)力的集中彰顯——我們不再滿足于詮釋世界,而是親手打開(kāi)未知之門(mén)、定義新規(guī)則、引領(lǐng)新方向。尤為可貴的是,這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)并非懸浮于論文之上的抽象成果,而是兼具科學(xué)深度與應(yīng)用銳度的“落地型突破”,直指環(huán)境污染治理與資源循環(huán)利用兩大國(guó)家戰(zhàn)略痛點(diǎn)。
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從遭人唾棄的“偽金”,到支撐黃金新生的“地質(zhì)母體”;從“黃金不可再生”的鐵律,到“黃金可以生長(zhǎng)”的新紀(jì)元;中國(guó)科學(xué)家用嚴(yán)謹(jǐn)數(shù)據(jù)證明:所謂“不可能”,往往只是人類認(rèn)知邊界的暫時(shí)投影。
待技術(shù)成熟規(guī)模化應(yīng)用之日,那48億噸沉睡尾礦或?qū)òl(fā)新生,更多隱伏金礦也將被精準(zhǔn)喚醒。無(wú)論結(jié)果如何,這份源于執(zhí)著、成于創(chuàng)新、落于實(shí)干的中國(guó)科學(xué)精神,永遠(yuǎn)熠熠生輝。
信息來(lái)源:北京日?qǐng)?bào)客戶端:2026-02-03:黃金能“長(zhǎng)”出來(lái)?我國(guó)科學(xué)家有新發(fā)現(xiàn)!
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