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地球有4亿亿吨黄金,人均超550万吨,为什么挖金矿这么难?

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黄金是并不稀有的贵金属

  与其它许多元素不同,我们人体并不需要黄金,它毫无用处。但是黄金对于工业特别是电子工业来说经常是必不可少的一种金属,由于其稀缺性,所有国家都将其视为天然货币,是全球公认的金融资产。

  

  英国女王视察黄金储备库

  然而从物理上讲,黄金并不稀少。我们地球内核的最中心储存着大量黄金以及其它重金属。发表在《自然》杂志上的一篇文章指出,如果将地核中心的黄金全部取出来,平铺在地球的表面,我们可以得到一层厚达4米的纯金地壳!

  

  地球内部并不缺黄金

地核中究竟有多少黄金?我们来做个计算:

  地球是一个近圆的球体,它的表面积大约为510067866平方公里,计510万亿平方米,我们知道黄金的密度很大,每立方米达到19.3吨,也就是说在地球核心有多达3.94亿亿吨黄金!以全球人口71亿计,平均每个人能分到550万吨,简直可以挥金如土了。

  你可能说地核太深太热,我们不可能开采到那里的黄金,只可能向下挖4千米的深度。幸运的是黄金不只存在于地核,实际上在整个地球都分布着这种贵金属,科学家们经过计算,认为地球表面黄金的平均体积丰度大约是0.0031ppm,看起来确实稀少。

  

  黄金大多在极热的地核中心

  那么从我们脚下到4千米深处总共有多少黄金呢?再来做一个计算:

  地球的体积约为1086832411937立方千米,剥去表层4千米计算的体积为1084788886213立方千米,将两者相减再乘以0.0031ppm丰度,得出地壳表层4千米总共有约63亿立方米黄金,超过1220亿吨,平均每个人能摊到17吨金子!

  

  这块黄金12.5千克

这么多黄金是怎么来的?

  元素不会凭空产生,除了由更重的元素衰变生成轻元素外,宇宙中绝大多数金属元素都是由核恒星核聚变产生的。

  恒星核聚变并不能产生黄金,它的能量并不足够。事实上宇宙中所有的黄金都是来自于超新星剧烈的爆炸和中子星的对撞,爆炸碎片中除了黄金外,还包含了许多我们常见的重金属,这些重金属充斥着银河系和整个宇宙。

  

  黄金产生于超新星爆炸和中子星碰撞

  太阳系诞生于之前超新星爆炸形成的星云之中,星云中的气体渐渐聚集,99%以上的物质形成太阳,强烈的恒星风把轻的物质向外吹,留下重的元素渐渐聚成了水星、金星、火星和我们地球。

  

  太阳系的形成

  行星形成之初,金、铁等元素的分布都比较平均,由于大量放射性元素加热以及引力挤压摩擦产生热量,星球开始熔融,成为一颗颗炙热沸腾的岩浆球。在重力的作用下,大多数的金、银、铁、镍等重金属下沉到星球的中心成为金属内核,而轻一些的元素则浮在上面冷却形成外壳。这就是为什么地球中心的黄金如此多而地表黄金比较稀少的原因。

  

  黄金在地球形成时就沉到了地核中心

  你可能会说:但是地壳上仍然有1千多亿吨黄金呀,它们为什么没有沉下去呢?这需要感谢那些游荡在太阳系里的小行星。因为在行星形成之后的四十亿年里,太阳系中那些游荡的小天体又陆陆续续被行星吸引,当这些小行星掉落在地球上时,地球已经凝固,于是小行星的碎片散布在地球表面,黄金也得以保存在地壳中了。

  

  小行星撞击为地壳带来了黄金

金矿不是你想象的那样

  说起金矿,许多人都自然联想到金灿灿的矿洞,俯首可得一块块硕大的狗头金。其实并非如此,金矿不是你想的那样,黄金在被我们看到前,它经历了一系列复杂的演化过程。

  

  狗头金很难得

  我们从金元素在宇宙中形成的过程就不难知道,它最开始是以一个个极微小的颗粒被抛撒在太空中,然后在引力作用下与其它物质粘合在一起、一点点聚成团块的。即便在撞击地球的小行星里你也很难找到成块的黄金,它们的浓度极低。

  黄金的化学性质很稳定,它几乎不被氧化,也难以与其它元素发生化学反应,所以即便我们周围到处都有黄金,你也极难找到它的踪影。比如说,在海水中漂浮着共计约15000吨黄金,看起来数字很庞大,但实际上每1亿吨海水中只能提取到1克黄金,你提取它的成本比黄金本身的价值高许多倍,这显然不是笔划算的买卖。

  即便在陆地上,如果给你一块含金的矿石,你也很难从中看到金子。例如下面这块卡林型金矿石,它的品位为每吨含金6~7克,具开采价值,但黄金颗粒太小,在石头里几乎是隐形的。

  

  这是块卡林型金矿石

狗头金是怎么来的?

  如果你有幸捡到一块狗头金,应该感谢大自然的造化。黄金在地壳中分布比较均匀,同时地壳也在不断运动变化,这给了黄金浓缩聚集的机会。

  大部分金矿曾经都是火山活跃地带。由于地心热力的作用,地幔热对流将上方的地壳推着移动,一部分地壳岩石被挤到地层深处加热熔融,另一些则通过炙热的火山从地底喷发出来凝固成新的石头。在地壳深处强大的压力下,岩石被破碎成海绵一样,高温将其融为岩浆,黄金析出,并有机会聚集在一起。

  

  地壳运动聚集黄金再通过火山喷发带到地面

  在地下的深处不只有岩浆,还有数百摄氏度的高温热液流,融化在热水里的矿物质会在几千到几万年甚至更长的时间里缓慢结晶,同时,金原子也能在这里一点点沉积,形成枝状和块状的金属。当这些东西随着地质运动被带到地表,就是我们熟悉的狗头金了。

  

  黄金在高温热液流中结晶

  块状的黄金在大自然中是少数,金矿大多指黄金品位比较高、具备开采价值的黄金富集区,如果这个地方埋层比较浅,人们通常会露天开挖,刨一个极其巨大的坑,再将矿石运到加工厂破碎加工提炼出黄金和其它有价值的金属。

  

  露天金矿

  而在更多的地方,人们会追寻着矿脉开凿隧道,从矿洞里一点一点往外采石头,再从石头里一点一点“抠”出黄金,尽管收获巨大,付出的成本也是极高的。或许这就是黄金如此宝贵的原因吧。

  

  津巴布韦一高品位矿洞发生事故

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