最贵的黄金藏在最丑的石头里

一、一盆冷水：

你捡到的可能是“愚人金”

你是否曾在河边或山野间，瞥见一抹耀眼的金色，心跳加速，以为自己发现了宝藏？学了地质后，我偶尔也会收到朋友发来的“金光闪闪”的石头照片，让我帮他看看他在野外发现的一块金光闪闪的石头是不是金子？

看到他眼中闪烁着比石头还亮的光芒，大多数时候，我也只能轻轻泼上一盆冷水：“这真不是金子，就是一块黄铁矿矿石（尽管有个和金沾边的名字“愚人金”）。

朋友不信：“这么金灿灿地！怎么可能不是？”我说那你用牙咬咬看，这玩意硬的能把你的牙硌掉，真金可是软的！再不济，你就拿“你手中的金子”在瓷砖背面狠狠地磨几下，看看留下的擦痕的颜色是不是墨绿色的就知道了。

几分钟后，朋友回消息了：“我去，还真是！”

图：野外的黄铁矿矿石

我安慰朋友道：虽然黄铁矿不是金子，但黄铁矿确实常与金矿伴生，二者息息相关。

那么自然界中的真金到底长什么样子呢？又是否都像你在商场中看到的那般也是金光灿灿，一眼万年呢？

二、真正的金子，其实长这样：

肉眼可见的“明金”

地质学上把那些肉眼可见的金子称为“明金”。它们虽然稀少，但每一次出现，形态都千奇百怪。为了找到它们，我们得先搞清楚金子的“前世今生”。

前世：从滚烫的热液到岩金

金子最初并不在淘金客筛选寻找的河床，也还尚未冷却在地球深处的岩石缝隙中。

想象一下，在地下几千米的深处，滚烫的热液夹带金元素（你可以理解为含有金元素的“高压热汤”）顺着岩石的裂隙向上涌动。当温度冷却下来，这些“热汤”里的金元素就会沉淀下来，并冷却结晶成金子。

图：成矿机理示意图，（来源：Fan et al., 2025 GCA）

金子最喜欢的邻居是白色的石英和黄铁矿。洁白无瑕的脉石英中间，穿插着金黄色的细脉、斑点甚至团块。这种强烈的黄白对比，形成经典的“黑白配”，视觉冲击力极强。这也正就是中国传统工艺“金镶玉”的天然灵感来源——只不过在地质人眼里，这块“玉”通常是硬邦邦的石英。

图：石英和金；石英和黄铁矿

倘若结晶生长空间足够宽敞且环境安稳，金子则会展现出它优雅的一面——生长成完美的晶体。它们有的像精美的树叶（叶片状），有的像蜷曲的金属丝（发丝状），甚至有的长成完美的八面体。不过这种金子极其罕见，通常只有在博物馆里才能见到，而其价值远超金子本身的重量。

图：八面体自然金

今生：地球运动让金子

走到更远的地方

随着沧海桑田，原本包裹着金子的山体岩石被风化剥蚀，金子被迫“离家出走”，进入了河流。这就到了大家最熟悉的影视剧中淘金场景了。淘金客们为什么拿着盘子在河里摇一摇就能淘出金子？这得归功于金子惊人的“体重”。金的比重约为 19.3，而普通的沙石只有 2.6 左右。在水流的冲刷下，轻飘飘的沙石被带走，沉甸甸的金子就会赖在盘底不走。在长途搬运的过程中，金子被河水裹挟着，和石头不断碰撞、摩擦。原本锋利的棱角被磨平了，变成了圆滚滚的颗粒。

如果运气爆棚，无数小的金颗粒可能会在特定的化学条件下“抱团”，或者你直接捡到了一块从大金脉上剥落的核心碎块——这就是传说中的“狗头金”。它们外表坑坑洼洼，形状随意，有的像生姜，有的像狗头。虽然看着土气，但那压手的沉重感，是任何黄铁矿都模仿不来的。

然而这里还要打破一个刻板印象：金子也不一定都是金黄色的。在自然界中，纯度 100% 的自然金几乎不存在。金原子特别喜欢和银原子“抱团”做邻居。这种金银天然合金，我们称为“银金矿”。随着银含量的增加（从20%增加到50%以上），金子原本高调的“深黄色”会逐渐变淡，转变为浅黄色、乳黄色，甚至变成黄白色。

所以在野外如果你只盯着深黄色的石头找，也许就有可能浅色的银金矿当成废铜烂铁给错过啦。其实，那些看起来“发白”的金属，没准也是货真价实的宝贝。

图：银金矿

三、微观世界：

一场光影的魔术秀

随着矿产不断被开采，在野外遇到大块明金的机会也越来越少。但是还有更多很小的含金矿物，这时候仅仅用肉眼来看就不够了。

我们必须把岩石切成薄薄的光片，磨得像镜子一样光亮，然后请出我们的超级放大镜——偏光显微镜。当强光打在这些岩石光片上，微观世界的一场“光影魔术秀”就开始了。

（1）“土豪金”黄油般的质感

还记得那个骗人的黄铁矿吗？在显微镜下，它终于原形毕露了——它的黄是苍白的、发浅的。而真正的自然金，在镜下会呈现出一种极具辨识度的“亮黄色”。那种油润、饱满的色调，旁边的黄铁矿瞬间就显得黯淡无光。金子还有一个致命弱点——太软。我们在磨制光片时，往往会在金颗粒表面留下无数细微的擦痕。这些在普通人眼里的瑕疵，在显微镜下反倒是它的“防伪标签”。如果你看到一颗金黄色的颗粒，表面布满柔和的划痕，而旁边的矿物光洁如新，那恭喜你，抓到它了！不过像银金矿（金银矿）这种“混血儿”，在显微镜下反射色往往偏白，黄色调非常淡，因此更容易和其他矿物混淆。如果还是拿不准，科研人员还有种更精确的方法比如电子探针（EPMA）或者扫描电镜（SEM），直接看化学成分，既无损又精准（就是测试费有点贵）。

图：反射光显微镜下的自然金（来源：卢静文等《金属矿物显微镜鉴定手册》）

（2）碲金矿家族

如果说银金矿只是金子“褪了色”，那么当金原子遇到碲（Te）原子时，它们简直是做了个彻底的“整容手术”。如果你只盯着黄色找，很可能会和它们擦肩而过。

碲金矿（Calaverite）：化学组成为AuTe2。在显微镜下，它完全褪去了金色的光环，披上了一层低调的乳白色或奶油白外衣。

针碲金银矿（Sylvanite）：化学组成为AuAgTe4。这是镜下最迷人的矿物之一。它通常呈奶油白，但当你旋转显微镜的载物台时，神奇的事情发生了：它的颜色和明暗会发生明显的变化（这叫双反射）。而且，它们经常像蠕虫一样弯弯曲曲地和别的矿物纠缠在一起。

图：反射光下偏光镜的含金矿物。

其中Au—自然金.

Cav—碲金矿.

Ptz—针碲金银矿.

Alt—方铅矿.

Py—黄铁矿.

Cp—黄铜矿.

Qz—石英.

Cal—方解石.

（图片来源：Gao et al.,2015 OGR）

图：蠕虫状针碲金银矿（来源：卢静文等《金属矿物显微镜鉴定手册》）

浪漫的碲金银矿（Petzite）：化学组成为Ag3AuTe2。在镜下虽然是浅灰色的，但如果你仔细观察，会发现它泛着一股淡淡的紫罗兰色调。这大概是金子在微观世界里最浪漫的一次亮相了。

图：碲金银矿（来源：卢静文等《金属矿物显微镜鉴定手册》）

四、终极伪装：

最丑的石头，藏着最贵的金

讲到这里，你可能会觉得：只要有显微镜，是不是就没有找不到的金子了呢？

其实也并非如此，金子还有最后一招“杀手锏”——原子级隐身。

这就是“不可见金”（Invisible Gold）。

这时候，金子不再以颗粒的形式存在，它直接打散了自己，变成了一个个孤立的金原子，“潜伏”进了其他矿物的晶体骨架里。

最典型的“受害者”还是那个黄铁矿和它的兄弟毒砂。金原子极其狡猾，它会偷偷替换掉黄铁矿晶格里的铁原子或砷原子，堂而皇之地住进别人家里。

这就导致了一个极其反直觉的现象：在著名的卡林型金矿区，你看到的矿石既不闪闪发光，也没有任何金属质感，它们看起来就是一堆灰扑扑、脏兮兮的烂泥巴。如果是古代的淘金客看到这种石头肯定会一脚踢开。就算是在显微镜下也只能看到普通的黄铁矿。

而只有通过高精度的地球化学分析（比如电子探针），我们才能震惊地发现：这些不起眼的“烂石头”里，竟然含有百万分之几（ppm）甚至更高的金！

你可能会想：百万分之几？这也太少了吧！ 但在地质找矿中，这个数字已经是一笔巨款了。1 ppm 大约相当于在一吨石头里含有一克金子。要知道，地壳中金的平均含量只有微乎其微的 0.004 ppm。一般来说，对于这种大规模开采的金矿，金含量只要达到 0.5~1 克/吨（0.5~1ppm）左右——也称为“最低工业品位”，就已经具备了经济开采价值；而卡林型金矿的优质矿段的品位品位能达到几克到十几克每吨甚至更高。

虽然单看一块石头“含金量”不高，但架不住“量大管饱”。卡林型金矿的矿体规模往往极其巨大，动辄绵延几公里。矿企通过大规模的露天开采和堆浸工艺，从这成千上万吨的“烂石头”里“榨”出来的黄金总量，往往是以吨为单位计算的，其经济收益极其可观。

所以，千万别以貌取石。最富有的金矿，往往长着最普通的面孔。

图：卡林型金矿矿石

五、一场与地球的

“捉迷藏”

从让人空欢喜的“愚人金”，到河床里沉甸甸的“狗头金”；从显微镜下那一抹惊艳的“黄油黄”，到变幻莫测的“碲金矿”，再到深藏不露的“晶格金”……金子的世界，远比我们想象的更加丰富和隐秘。我们要寻找的金子，其实远不止“金灿灿”这一种模样。

当你漫步山野，捡到一块闪着光的石头，不妨多看一眼——虽然它大概率还是黄铁矿，但谁知道呢？万一那层平凡的外表下，藏着一个关于金子的故事呢？

来源：石头科普工作室

编辑：测不准的小阳

转载内容仅代表作者观点

不代表中科院物理所立场

如需转载请联系原公众号