記者從中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所獲悉，近日，該研究所科研團(tuán)隊(duì)利用原位液相透射電子顯微鏡技術(shù)，首次從納米尺度呈現(xiàn)了自然界中黃金納米顆粒在黃鐵礦表面形成的動(dòng)態(tài)過(guò)程，并提出了一種黃鐵礦誘導(dǎo)金沉淀的新機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)，在黃鐵礦與水界面處存在一種特殊的“致密液體層”，它如同一座“納米工廠”，即使在金濃度極低(僅十億分之幾)的流體中，也能有效催化金的成核、生長(zhǎng)與富集，為理解金礦成因提供了全新視角。相關(guān)成果1月20日在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》發(fā)表。
△ 熱液成礦與表生富集過(guò)程中致密液體層內(nèi)金富集的示意圖黃鐵礦誘導(dǎo)金沉淀是形成高品位金礦的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，但其界面動(dòng)態(tài)機(jī)制尚不明確。以往研究多依賴(lài)反應(yīng)后的離線分析，難以捕捉金沉淀的瞬時(shí)過(guò)程與機(jī)制。本研究在排除溶解氧和電子束干擾的前提下，通過(guò)原位液相透射電子顯微鏡等多尺度、多手段聯(lián)用技術(shù)，實(shí)時(shí)觀測(cè)了黃鐵礦與極低濃度含金溶液的反應(yīng)過(guò)程。結(jié)果顯示，在兩者接觸約13分鐘后，黃鐵礦周?chē)纬闪艘粚臃€(wěn)定的“致密液體層”。約20分鐘后，該層內(nèi)開(kāi)始出現(xiàn)黃金納米顆粒，并隨時(shí)間推移逐漸增多、長(zhǎng)大。這一發(fā)現(xiàn)為揭示金在黃鐵礦表面的形成過(guò)程提供了關(guān)鍵依據(jù)。
本次研究發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了“金主要源自深部熱液流體”的傳統(tǒng)觀點(diǎn)，為闡釋自然界中納米顆粒驅(qū)動(dòng)的礦化過(guò)程開(kāi)辟了新路徑。從應(yīng)用角度看，該機(jī)制對(duì)綠色浸金工藝中的界面調(diào)控具有指導(dǎo)意義。
(總臺(tái)央視記者 帥俊全 褚爾嘉)