为什么会有金矿？科学家们发现了答案

为什么会有金矿？黄金是著名的非活性物质，而且似乎没有什么理由让黄金集中，而不是均匀地散布在地壳中。现在，一个国际地球化学家小组已经发现了黄金与砷一起集中的原因，解释了大多数金矿的形成。这也可能解释了为什么许多黄金矿工和其他人一直处于砷中毒的危险之中。

几千年来，黄金因其纯度和稳定性而被珍视。它也足够稀少以保持其价值--世界黄金协会估计，世界上曾经开采的所有黄金少到可以被装入一个20x20x20米的立方体。它因其美丽而受到重视，但也因为它是整个周期表中最具惰性的金属之一，它不容易与其他物质发生反应。那么，为什么黄金要以足够的数量聚集在一起进行开采，另外，为什么会有黄金矿藏呢？

有些黄金是以金块的形式被发现的，是探矿者的梦想之物，但有相当数量的黄金是与矿物结合在一起的。众所周知，黄金与含铁和砷的矿物有关，如黄铁矿和砷黄铁矿。这些矿物的作用有点像海绵，能够浓缩黄金，比在自然界其他地方发现的黄金多出一百万倍，例如在运送黄金的温泉水中。这些黄金以化学方式结合在这些矿物中，所以肉眼是看不到的。

澳大利亚西部的一个巨型金矿（超级坑）。黄铁矿和砷黄铁矿是主要的矿石矿物，集中了看不见的金和砷。

科学小组利用法国格勒诺布尔的欧洲同步加速器（ESRF）产生的强烈X射线束研究了浓缩金矿物的作用，这可以探测矿物和金之间的化学键。

他们发现，当矿物中富含砷时，金可以通过直接与砷结合（从化学上讲，形成Au（2+）和As（1-）键）进入矿物结构位点，这使得金在矿物中得到稳定。然而，当砷浓度较低时，金不会进入矿物结构，而只是与矿物表面形成弱的金-硫键。

首席研究员，Gleb Pokrovski博士，CNRS，GET-CNRS-图卢兹保罗萨巴蒂尔大学的研究主任说：“我们的研究结果表明，砷推动了黄金的集中。这种砷驱动的黄金泵解释了这些铁硫化物如何能够大规模地捕获然后释放黄金，从而控制矿床的形成和分布。从实际情况来看，这意味着将更容易找到黄金和其他贵金属的新来源，因为它们与含砷的铁硫化物结合。它还可能打开控制化学反应的大门，如果我们能改善黄金加工，我们就能回收更多的黄金”。

新的模型正好确定了为什么黄金倾向于与砷一起被发现。Pokrovski博士继续说道：“几个世纪以来，人们都知道黄金与砷一起被发现，这给采金者带来了严重的健康问题。现在我们知道在原子水平上发生了什么，我们可以开始看看是否有什么办法可以防止这种情况”。

砷和黄金之间的有害联系在法国和世界其他地方是众所周知的，包括在卡尔卡松附近的Salsigne矿。这是西欧最大的金矿之一，也曾是世界上最大的砷生产商。它于2004年关闭，但砷污染的环境后果在该地区仍然存在。

渥太华大学的Jeffrey Hedenquist博士评论说：“地质学家以及勘探者早就知道黄金可能与富含砷的矿物有关，在过去的几十年里，其他人已经量化了这种联系。Pokrovski博士和他的团队的发现现在有助于解释为什么我们看到这种关联，它是由金和砷之间的原子级吸引力引起的，这种婚姻由某些矿物的结构安排。”