科学家发现愚人金实际上包含一种新发现的真金
来源： 2021-06-29 15:14:55
矿物黄铁矿在历史上被昵称为傻瓜的黄金，因为它与贵金属具有欺骗性的相似之处。
这个词经常在 1840 年代加利福尼亚淘金热期间使用，因为没有经验的勘探者会声称发现了黄金，但实际上它是由毫无价值的二硫化铁 (FeS 2) 组成的黄铁矿。
具有讽刺意味的是，黄铁矿晶体可能含有少量真金，尽管众所周知它很难提取。隐藏在黄铁矿中的黄金有时被称为“隐形黄金”，因为它无法用标准显微镜观察到，而是需要复杂的科学仪器。
直到 1980 年代，研究人员才发现黄铁矿中的金可以有不同的形式——要么是金颗粒，要么是黄铁矿和金精细混合的合金。
在我们发表在 Geology 上的新研究中，我和我的同事发现了第三种以前未被发现的黄金可以潜伏在黄铁矿中的方式。当黄铁矿晶体在极端温度或压力下形成时，它的晶体结构会产生微小的缺陷，可以用金原子“装饰”。
这些“晶体缺陷”是什么?
晶体内的原子以一种称为原子晶格的特征模式排列。但是当黄铁矿等矿物晶体在岩石内生长时，这种晶格图案会产生缺陷。
与许多矿物一样，黄铁矿在地球表面坚韧而坚硬，但在地球深处形成时会变得更加曲折和有弹性，这也是金矿床的形成地。
当晶体拉伸或扭曲时，相邻原子之间的键会断裂并重新形成，形成数十亿个称为“位错”的微小缺陷，每个缺陷大约比人类头发的宽度小 100,000 倍，或比病毒粒子小 100 倍。
众所周知，这些原子级缺陷的化学性质很难研究，因为它们太小了，所以任何杂质都以绝对微不足道的数量存在。检测它们需要一种称为原子探针的专用仪器。
原子探针可以以极高的分辨率分析材料，但与其他方法相比，它的主要优势在于它允许我们构建 3D 地图，显示晶体中杂质的精确位置——这是以前从未有过的。
我们的研究表明，黄铁矿晶体内的位错可以用金原子“装饰”。这在晶体在其历史上被扭曲的情况下尤为常见。在这里，金的浓度可能比晶体的其余部分高几倍。
一个潜在的金矿
为什么有人要关心这么小的东西?嗯，它提供了关于矿床如何形成的有趣见解，也是金矿行业的潜在福音。
此前，人们怀疑异常丰富的黄铁矿晶体中的金实际上是由在多步骤过程中形成的金颗粒构成的，这表明黄铁矿和金在不同时间结晶，然后聚集在一起。
但是我们发现金可以修饰这些晶体缺陷，这表明即使是金含量相对较高的黄铁矿晶体也可以在一个过程中形成。
我们的发现还可以帮助金矿商更有效地从黄铁矿中提取黄金，从而有可能减少温室气体排放。为了提取黄金，矿物通常在大型反应器中氧化，这会消耗大量能量。
晶体内的位错位点可能会提供增强的部分浸出或细菌攻击和分解晶体的目标，在称为“生物浸出”的过程中释放金，从而有可能降低提取所需的能源消耗。这个想法仍然未经测试，但绝对值得研究。
如果它有助于为更可持续的金矿开采方法铺平道路，那么也许傻瓜的黄金毕竟不是那么愚蠢。
在开发出更好、更环保的矿石加工技术之前，黄铁矿或许仍不辜负其“愚人金”的历史名声。
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