自然界中金的来源

金矿
中华民族是发现、生产和使用黄金最早的民族之一。

在世界上没有任何一种金属能像黄金这样源源地介入人类的经济生活，并对人类社会产生如此重大的影响。它那耀眼夺目的光泽和无与伦比的物理化学特性，有着神奇的永恒的魅力。黄金的社会地位虽在人类数千年的文明史中，历尽沧桑，沉浮荣辱，升降变迁不定，但至今在众多的人群之中仍保持着神圣的光环，为世人共同追求的财富。

“金实质上是人所发现的第一种金属。”时间可追溯到新石器时代。那时人们用磨制的石器，将采来的自然金加工成各种形状的贡品和器物，渐渐地认识了它的与众不同的特性。黄金以它的美丽、稀有、名贵、稳定和极好的延展性倍受人类的喜爱。

金的化学元素符号是Au，它来自拉丁文AURNM，其原意为曙光，它是从朝霞一词衍生出来的。黄金由于闪闪发光，人们习惯地把它和太阳相提并论。古人崇拜黄金像崇拜太阳一样，因此有关黄金与太阳的传说很多，流传也相当广。

一、金矿原料特点

1)金的原子序数为79，位于化学元素周期表第六周期第一副族（IB），属铜族元素。其原子核由79个质子和112个中子组成，属奇-偶型核类，由此决定了金在自然界中的丰度很低。

金在自然界仅有一个稳定同位素197，金在常温下为晶体，等轴晶系，立方面心晶格，天然良好晶形极为少见，常呈不规则粒状、团块状、片状、网状、树枝状、纤维状及海绵状集合体。

纯金为金黄色，含有杂质时其颜色可相应变化，如含银或铂时颜色变淡；含铜时颜色变深。根据在试金板上划下的金的条痕色泽，可估计金的成色。高成色金条痕为赤黄色；含10％的银时其条痕为悦目的金黄色；含银20～30％时为草黄色；银含量超过30％则具有黄中带绿的色调；含银超过50％则丧失金所固有的黄色而近于银白色。

金具有耀眼的光泽，白光下反射率平均为74％，随着含银量的增加，反射率增高，金硬度增大，密度减小。故可根据硬度来确定金的成色（表3.18.1）。

金的挥发性极差，在熔点温度之上至1300℃几乎无挥发性，但在煤气和CO气氛中挥发性大大增加。因此，在碳覆盖层下熔炼金会因挥发而造成金的损失。

金的延展性极好。1g纯金可拉成3500m长、直径0.00434mm的细丝，或压成厚度为0.23×10－８mm的金箔。

（一）  金的化学性质和地球化学性质

1.金的化学性质

金的化学性质稳定，具有很强的抗腐蚀性，从常温到高温一般均不氧化。金不溶于一般的酸和碱，但可溶于某些混酸，如王水。金也可溶于碱金属，氰化物，酸性的硫脲溶液，溴溶液，沸腾的氯化铁溶液，有氧存在的钾、钠、钙、镁的硫代硫酸盐溶液等。碱金属的硫化物会腐蚀金，生成可溶性的硫化金。土壤中的腐殖酸和某些细菌的代谢物也能溶解微量金。

金的电离势高，难以失去外层电子成正离子，也不易接受电子成阴离子，其化学性质稳定，与其他元素的亲和力微弱，因此，在自然界多呈元素状态存在。

2.金的地球化学性质

金具有亲硫性，常与硫化物如黄铁矿、毒砂、方铅矿、辉锑矿等密切共生;易与亲硫的银、铜等元素形成金属互化物。

金具有亲铁性，陨铁中含金（1150×10-12）比一般岩石高3个数量级，金经常与亲铁的铂族元素形成金属互化物。

金还具有亲铜性，它在元素周期表中，占据着亲铜和亲铁元素之间的边缘位置，与铜、银属于同一副族，但在还原地质环境下，金的地球化学行为与相邻元素相似，表现了更强的亲铁性，铜、银多富集于硫化物相内；而金铂多集中于金属相。金在地球中元素丰度为0.8×10－６，地核为2.6×10－６，地幔为0.005×10－６，地壳为0.004×10－６。金在地壳中的丰度只有铁的1/1千万，银的1/21。

地球上99％以上的金进入地核。金的这种分布是地球长期演化过程中形成的。地球发展早期阶段形成的地壳其金的丰度较高，因此，大体上能代表早期残存地壳组成的太古宙绿岩带，尤其是镁铁质和超镁铁质火山岩组合，金丰度值高于地壳各类岩石，可能成为金矿床的最早的“矿源层”。

综上所述，金在地壳中丰度值本来就很低，又具有亲硫性、亲铜性，亲铁性,高熔点等性质,要形成工业矿床,金要富集上千倍,要形成大矿、富矿，金则要富集几千、几万倍，甚至更高，可见其规模巨大的金矿一般要经历相当长的地质时期，通过多种来源，多次成矿作用叠加才可能形成。

（二）  金的矿物及其标型特征

1.金的矿物与分类

根据矿物中金的结构状态和含金量，可将金矿床矿物分为金矿物、含金矿物和载金矿物三大类。所谓金的独立矿物，系指以金矿物和含金矿物形式产出的金，它是自然界中金最重要的赋存形式，也是工业开发利用的主要对象。

到目前为止，世界上已发现98种金矿物和含金矿物，但常见的只有47种，而工业直接利用的矿物仅10多种。按晶体化学原则可将金矿物和含金矿物分为：

（1）自然元素类矿物自然金（Au），含Au＞80％，Ag＜20％；银金矿（Au；Ag），含Au80%～50％，Ag20%～50％；金银矿（Au；Ag），含Au50%～20％，Ag50%～80％；含铂钯自然金（Au；Pt；Pd），含Au84.6%～95.55％，Pt0～11.5％，Pd0～12.3％；银铜金矿（Au，Cu，Ag），含Au67.7％，Ag12.8％，Cu9.2％，Pd4.2％，Rh4.3％。

（2）金属互化物类金矿物  系指两种或两种以上的金属元素在天然熔融状态下相互溶解，相互形成的天然合金矿物。主要有：围山矿（Au，Ag）3Hg2；四方铜金矿CuAu。

（3）金-银碲化物类矿物  有碲金矿AuTe2；碲金银矿Ag３AuTe2；针碲金矿，又称针碲金银矿AuAgTe4。

（4）金银硒化物类矿物  硒金银矿Ag3AuSe2。

（5）金银铋化物类矿物  黑铋金矿Au2Bi。

（6）金银锑化物类矿物

（7）金银硫化物类矿物  硫金银矿（Ag3Au）4S2。

上述金矿物中以自然金及其变种（银金矿、金银矿）分布最广，而且也是金的最主要工业矿物。

2.自然金的粒度

自然金（银金矿等）按其粒度可分为明金，显微金、次显微金、次电子衍射金。

根据加拿大采矿公司资料，岩金矿中85％的金粒度小于0.01mm，一半以上为1～5μm。砂金矿中绝大部分金的粒度变化范围为0.25～10mm，其中粒径1～4mm者最常见。