研究人员发现黄金与砷一起浓缩的原因

为什么会发现金矿?众所周知，黄金是不活泼的，黄金应该集中而不是均匀地分散在整个地壳中似乎没有什么理由。现在，一个国际地球化学家小组发现了为什么金与砷一起集中的原因，从而解释了大多数金矿床的形成。这也可以解释为什么许多金矿工人和其他人面临砷中毒的风险。最近发表后，这项工作在 Goldschmidt 会议上进行了介绍。

黄金因其纯度和稳定性而备受推崇。它也很稀有，足以保值——世界黄金协会估计，世界上所有开采过的黄金都可以装进一个 20 x 20 x 20 米的立方体中。此外，由于它是整个元素周期表中惰性最强的金属之一，因此不易与其他物质发生反应。那么为什么黄金要聚集在一起才能开采——换言之，为什么会存在金矿?

一些黄金以金块的形式被发现，但相当多的黄金与矿物结合在一起。众所周知，黄金与含铁和砷的矿物有关，例如黄铁矿和毒砂。这些矿物质的作用有点像海绵，能够将黄金浓缩到自然界其他地方(例如输送黄金的温泉水中)的 100 万倍。这种黄金在这些矿物中以化学方式结合，因此肉眼是看不见的。

科学团队使用法国格勒诺布尔的欧洲同步加速器 (ESRF) 产生的强 X 射线束研究了富金矿物的作用，该束可以探测矿物与黄金之间的化学键。

他们发现，当矿物富含砷时，金可以通过直接与砷结合(形成化学上的 Au(2+) 和 As(1-) 键)进入矿物结构位点，从而使金稳定在矿物。然而，当砷浓度较低时，金不会进入矿物结构，而只会与矿物表面形成弱的金硫键。

首席研究员 Gleb Pokrovski 博士，图卢兹大学 GET-CNRS-Paul Sabatier CNRS 研究主任说：“我们的结果表明，砷推动了金的浓度。这种砷驱动的金泵解释了这些硫化铁如何大量捕获然后释放黄金，从而控制矿床的形成和分布。实际上，这意味着将更容易找到与含砷硫化铁结合的金和其他贵金属的新来源。它还可能打开控制化学反应的大门，如果我们能改进黄金加工，我们就能回收更多的黄金。”

新模型确定了为什么黄金中往往含有砷。Pokrovski 博士说：“几个世纪以来，人们都知道黄金中含有砷，这给金矿工人带来了严重的健康问题。现在我们知道在原子水平上会发生什么，我们可以开始看看是否有任何我们可以做的事情采取措施防止这种情况发生。”

砷和黄金之间的有害联系在法国和世界其他地方众所周知，包括卡尔卡松附近的 Salsigne 矿。这是西欧最大的金矿之一，曾经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 博士说：“地质学家和勘探者早就知道黄金可以与富含砷的矿物相关联，在过去的几十年里，其他人已经量化了这种关联。Pokrovski 博士的发现和他的团队现在帮助解释为什么我们看到这种由金和砷之间的原子级吸引力引起的关联，而这种结合是由某些矿物的结构安排的。”

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