研究人员发现了为什么金和砷同时聚集在一起

为什么会发现金矿呢?黄金是出了名的不活泼，而且似乎没有什么理由可以解释为什么黄金应该集中，而不是均匀地分散在地壳上。现在，一个由地球化学家组成的国际小组发现了为什么金和砷同时聚集在一起，这解释了大多数金矿的形成。这也可以解释为什么许多金矿开采者和其他人面临砷中毒的风险。这项工作在最近发表后，在Goldschmidt会议上提出。

黄金因其纯度和稳定性而备受推崇。它的稀有程度也足以保留其价值——世界黄金协会估计，世界上开采的所有黄金都能装进一个20 × 20 × 20米的立方体里。此外，因为它是整个元素周期表中最惰性的金属之一，它不容易与其他物质发生反应。那么，为什么有足够数量的黄金聚集在一起可以开采呢?换句话说，为什么有黄金矿床存在呢?

有些金子是以金块的形式被发现的，但也有相当数量的金子与矿物质联系在一起。众所周知，金与含铁和砷的矿物有关，如黄铁矿和毒砂。这些矿物质的作用有点像海绵，能够浓缩黄金，其含量是自然界其他地方的100万倍，比如能够运输黄金的温泉水。这些黄金在这些矿物质中形成化学结合，所以肉眼是看不见的。

该科学团队利用法国格勒诺布尔的欧洲同步加速器(ESRF)产生的强x射线束研究了黄金浓缩矿物的作用，该射线束可以探测矿物和黄金之间的化学键。

他们发现，当矿物质富含砷时，金可以通过直接与砷结合进入矿物结构部位(化学上形成Au(2+)和As(1-)键)，从而使金在矿物中稳定下来。但当砷浓度较低时，金不进入矿物结构，只与矿物表面形成较弱的金硫键。

首席研究员Gleb Pokrovski博士，图卢兹大学的研究主任Paul Sabatier说:“我们的研究结果显示砷驱动了金的浓度。这种砷驱动的金泵解释了这些铁硫化物是如何大量捕获和释放金的，从而控制了矿床的形成和分布。从实际意义上说，这意味着它将更容易找到黄金和其他贵金属的新来源，这些金属与含砷的铁硫化物相结合。它还可能为控制化学反应打开大门，如果我们能改善黄金加工，我们就能回收更多的黄金。”

新的模型解释了为什么金和砷一起被发现。波克罗夫斯基博士说:“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发生了什么，我们可以开始看看我们能做些什么来防止它。”

在法国和世界其他地方，包括卡尔卡松附近的萨尔辛矿，砷和金之间的有毒联系是众所周知的。这是西欧最大的金矿之一，也是世界上最大的砷生产国。该厂于2004年关闭，但砷污染的环境后果仍在该地区持续存在。

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帮助我们解释了为什么我们看到这种联系，这种联系是由金和砷之间原子尺度上的吸引力引起的，这种结合是由某些矿物的结构安排的。”