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地壳黄金1500亿吨,一人可分20吨,科学家已从酸奶找到提取办法?

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  黄金是人人都喜欢,趋之如骛的东西,但在地球形成初期,由于密度太大,几乎所有黄金都已随着铁沉入了地心。目前分布于地壳、地幔的黄金,基本都是40亿年前晚期重轰炸期,地球遭遇小行星狂轰滥炸时带来的,所以极为稀少,估计每吨地壳材料中,只有0.004克这种令人眼花缭乱、心旌摇曳的贵重金属。

  由于是小行星轰炸带来的,你就可以想象,黄金肯定已经在巨大的爆炸中散布得到处都是,根据目前的价格趋势,至少0.5克/吨的矿藏才具有开采价值,30克/吨才可能肉眼看到,所以0.004克/吨的地表平均分布,你再喜欢黄金,也是没法将它提取出来的。

  

  然而地球上还有个我们看不见的神秘魔术师,将一些黄金偷偷地收集起来形成了所谓的“富矿”,一些甚至能在几天的时间内,就将大量散落的黄金聚集起来,最终形成几厘米厚的纯金矿脉,并为欣喜若狂的人们找到,为他们带来巨大的财富。在加拿大不列颠哥伦比亚省的布鲁斯杰克(Brucejack)金矿中,黄金高度富集的矿脉,竟然达到了惊人的41582克/吨。

  这个看不见的神秘魔术师究竟是谁呢?它又是如何把极低浓度的黄金颗粒,从地壳内收集起来的呢?一个多世纪以前,科学家们就猜测,热液流过岩石的时候,会溶解少量的黄金,并将它们积聚在地壳的裂缝里。

  

  但热液究竟是如何和黄金作用,又如何将它们积聚在裂缝里的,却一直困扰着科学家们,如果搞懂了这种机制,我们或许就可以更容易地找到黄金了。

  这一天可能已经来到了。加拿大麦吉尔大学的两位科学家安东尼·威廉姆斯-琼斯和邓肯·麦克利什,可能已经从酸奶中发现了找到了这位魔术师的踪迹,并发现了它神秘的魔术手法。

  

  牛奶是一种由多种成分组成的水溶液,两位科学家发现,当鲜牛奶的PH值非常接近中性时,其中一种微小的脂肪球由于带负电,是互相排斥,难以聚集的;然而牛奶发酵的时候,细菌会将乳糖转化为乳酸,从而导致PH值的降低,这时候脂肪颗粒表面的电荷就会被消除,颗粒会从乳脂血清中分离出来,通过凝结作用相互结块,形成一种大体分解的乳脂果冻。

  两位科学家灵机一动,黄金颗粒是不是也是这样富集起来的呢?

  

  此前就有科学研究表明,黄金可能是被高浓度的含氯化物或二硫化物流体溶解,然后运输和沉积起来;另一种可能就是分散在热液和地热流体中的固体金纳米颗粒,可能形成一种胶体溶液,由于金纳米颗粒像脂肪球一样带有电荷,平时是互相排斥的,但电荷消除的时候,它们就会凝结在一起,这个过程类似于一种被称为絮凝的混凝过程。

  两位科学家利用透射电子显微镜,对不列颠哥伦比亚省布鲁斯杰克金矿的矿床进行了研究,果然发现在金含量只有十亿分之几的地热流体中,金胶体颗粒逐渐絮凝起来,形成了果冻状的物质,之后被困在地壳裂缝中,最终形成了高度富集的金矿脉。他们拍摄的图像也记录了裂缝被黄金逐渐填充的过程,为自然界中金胶体的形成和絮凝提供了第一个证据。

  

  看来这个神秘的魔术师终于被揪出来了,其惯用的手法也被初步揭穿了,如果这一研究得到证实,未来将可能更容易地定位地球表面的金矿;而更令人垂涎的是,如果能彻底搞清楚金胶体形成和絮凝发生的原因,科学家们就可以重建这样的地质过程,把地球表面高度分散的黄金颗粒聚集起来了。这是不是意味着,我们就可以不靠大自然,自己制造金矿,大量提取地壳中平均含量仅0.004克/吨的黄金了呢?

  目前人类历史上总共已开采了约19万吨的黄金,约等于10000立方米,也就是长宽高约21米的一个立方体,相当于一座7层高的小楼。但黄金的开采已经越来越困难,世界黄金产量增长乏力,最大生产国中国年产量也仅400吨左右,全球2019年为3531吨,比2018年还减少了1%。根据美国地质勘探局(USGS)的估算,地下蕴藏的黄金储量大约也只有5万吨了,仅够开采10多年了。

  

  但整个地球人类能力能够涉及的4000米以内地壳中,黄金含量可能高达1574亿吨(按丰度亿分之4算),全球每个人可以分到20吨,所以这个办法如果真的奏效的话,会不会对黄金市场产生很大冲击呢?

  当然,现在还不是你抛售自己所有金首饰的时候,稍安勿躁。

  这项研究5月18日发表在《美国国家科学院院刊》上。

  参考:Colloidal transport and flocculation are the cause of the hyperenrichment of gold in nature

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