地球科学家解开了超富集金矿脉的神秘形成原因

尽管黄金有着各种奇妙的用途，但它在地球上层的含量并不是非常丰富。每一吨地壳物质，估计只有0.004克的贵金属。

然而，不知何故，有些地区蕴藏着丰富的“财富”——用科学的说法，是超富集。这些金矿脉是如何从仅含微量金属的热液系统在短短几天的时间内形成的，一直是一个地质迷。

这是一个从最不可能的线索中得到答案的答案：酸牛奶中脂肪颗粒的分离和结块。

加拿大麦吉尔大学的地球科学家安东尼·威廉姆斯·琼斯和邓肯·麦克利什在问答中说：“科学家们早就知道，当热水流过岩石时，会溶解微量的黄金，并将其集中在地壳裂缝中，其水平肉眼看不见。”

“在极少数情况下，裂缝会变成厘米厚的纯金矿脉。但是，含金量如此之低的流体是如何产生罕见的超高品位金矿床的呢？我们的发现解决了‘超高品位’或‘富矿’金矿形成的悖论，这让科学家们沮丧了一个多世纪。”

牛奶是由几种成分组成的水溶液，其中一种是微小的脂肪球。在新鲜牛奶的pH值水平-非常接近中性-这些脂肪颗粒有一个负电荷，这使他们互相排斥。

变酸过程包括牛奶中的细菌将乳糖转化为乳酸，相应地降低pH值。这使得脂肪颗粒上的表面电荷被分解，脂肪颗粒从牛奶血清中分离出来，通过凝聚而聚集在一起，形成一种总分解的牛奶脂肪冻。

威廉姆斯-琼斯（Williams-Jones）、麦克利什（McLeish）和他们的同事在利用透射电子显微镜研究不列颠哥伦比亚省布鲁斯杰克（Brucejack）金矿床时发现了类似的过程。这是世界上发现富矿级矿化的地点之一，最高可达每吨41582克。

长期以来，人们一直认为黄金是通过地壳中的流体进行运输的。然而，为了达到在高富集区发现的丰度，先前的研究表明，金可能以高浓度溶解在含有氯化物或二硫化氢的流体中，并以这种方式运输和沉积。

另一种可能是胶体溶液，固体金纳米粒子分散在热液和地热流体中。由于金纳米颗粒带有电荷（像乳脂），它们相互排斥。当电荷分解时，金粒子聚集在一起的过程类似于凝聚，称为絮凝。

这在过去已经间接地证明了；现在，麦克利什和他的同事们观察到了它是如何发生的。

威廉姆斯-琼斯和麦克利什说：“我们创造了自然界中金胶体形成和絮凝的第一个证据，以及纳米尺度上金胶体颗粒及其絮凝聚集体的第一批图像。”

“这些图像记录了裂缝中充满黄金的过程，并通过整合数百万条这些小矿脉进行放大，揭示了富矿矿脉是如何形成的。”

在这个过程中，地热流体中金的浓度只有十亿分之几。它絮凝形成胶状物质，被困在地壳的裂缝中，形成丰富的金矿脉。

这一发现表明，富金矿床可能比我们想象的更为普遍，而且可能发生在一些其他情况下，而不是先前的估计所允许的。如果其他研究和进一步的研究能够支持这一观点，这项研究将为我们了解和定位世界各地的金矿提供一个新的工具。

“我们怀疑，在布鲁斯杰克（Brucejack）和其他富矿金矿系统运行的胶体过程也可能形成了更典型的金矿床。面临的挑战将是找到合适的材料来检验这一假设。下一步将更好地了解胶体形成和絮凝发生在观测尺度上的原因，重建这些过程的地质环境。”