美丽而珍贵的矿物 - 自然金

2015-09-01

   自然金首先是一个矿物晶体的概念。未经冶炼自然形成且发育良好的自然金、自然银价值连城。它具有学术价值、观赏价值、收藏价值。自然金(nativegold)是自然产生的金元素矿物。是一种产自脉矿或砂矿的自然金块。

自然金

自然金(nativegold)是自然产生的金元素矿物。是一种产自脉矿或砂矿的自然金块。因形状酷似狗的头形,又名狗头金。常含银或微量的铜。等轴晶系。一般呈散粒状或不规则树枝状集合体,个别块体可重达数十公斤。颜色和条痕为金黄色。具金属光泽,硬度2.53.0,延展性强,比重15.619.3

自然金 - 简介

 

自然金结晶成等轴晶系,一般呈树枝状、粒状或鳞片状产出,偶见不规则大块体,个别重达数十千克。具金属光泽,颜色和条痕均为光亮的金黄色,随含银量的增加渐变为淡黄色。莫氏硬度2.53,比重15.619.3。产于热液成因的石英脉或黄铁矿脉中的称为脉金;产于砂矿中的称为砂金。在前寒武系变质砾岩中也见有巨大的矿床。

自然金 - 晶体化学

自然界纯金极少,常有Ag类质同像代替。还可含少量CuPdPtBiTeSeIr等元素。AuAg的晶体结构类型相同,原子半径和化学性质相近,故可形成自然金—自然银完全类质同像系列。含Ag95%者则为自然银。

自然金 - 结构与形态

等轴晶系,Oh5-Fm3ma0=0.4078nmZ=4。铜型结构。

六八面体晶类,Oh-m3m(3L44L36L29PC)。完好晶体少见。常见单形:立方体a{100},菱形十二面体d{110},八面体o{111}以及四六面体{210},四角三八面体{311}。常依(111)成双晶。可见平行连生晶形。一般多呈不规则粒状,还可见团块状、薄片状、鳞片状、网状、树枝状、纤维状、海绵状集合体。

金的单体形态尽管十分复杂,但归纳起来有三种基本的形态:即粒状、片状、树枝状。影响金矿物形成的因素很多,但主要是地质产状,载金矿物的成分和数量。产状是决定金矿物的空间因素。一般来说,金矿物以细粒等轴状或浑圆状为主。因为在此条件下应力作用表现微弱,以静压力为主,金处于四周压力大致相等的条件,金原子总是找最紧密堆积方式排列,故此时形成的自然金多呈等轴状。若地壳的应力作用大大超过静压力作用时,金粒的生长顺着压力作用的方向发育,而且构造活动越强,金粒的长、宽比值越大,相应出现片状、板状、纤维状等形态。

在各种类型的金矿床中,由深部向地表过渡时,金矿物的晶体形态畸变程度逐渐增大,主要表现为拉长和片化作用的增加,这主要是由于非均一性杂质银的含量增加,压力差和溶液沸腾等因素影响所致。一般来说,生成于中、深金矿床或金矿床的中、深部位的金矿物的晶体形态,通常是与菱形十二面体形成聚形的立方八面体。在深成矿床中,金矿物的形态通常为八面体,而近地表的金矿物,形态比较复杂,多呈片状、树枝状、纤维状等复杂形态。

自然金 - 理化特性

 

自然金属等轴晶系,3L4L36L29 PCD 对称型,空间群为O5h (Fm3m),常呈八面体、立方体和十二面体。颜色的变化与金的成色有关,高成色的金呈深黄- 黄色,并呈浅红色调,一般成色的金为深黄色- 黄色- 黄白色,低成色的金具淡绿色。就其本质而言,金的黄色起因于相对论性质的变更5d电子而进行费米级电子跃迁,而且相对论性的键收缩引起元素金密度增大达18%。无相对论效应的金将具有银的金属白色外表。自然金呈金属光泽,延展性较好,纯金可以拉成直径为2μm 的细丝,还可以压成1/10000mm 厚的薄片。当把金镀成0.02μm厚的薄膜,此时的金显示出金属的特异性能,使得金具有双重的物理特性,它既是良导体(导电、导热) 又是绝缘屏蔽体(不导电、不导热)。硬度为2.53 ,纯金的比重为19.3,由于自然金含杂质,故比重变化范围在15.619.3 之间,且自然金比重与形成的温度有关,由高温→中温→低温自然金的比重呈递降的趋势。无磁性,熔点介于1063.691 069.74 ℃之间,沸点2600 ℃。金的原子半径为14.4nmAu的离子半径为13.7nm。不溶于酸,溶于王水及氰化钾、氰化钠溶液,遇汞生成金汞齐。

显微镜下:金黄色。反射率R47.0(绿)82.5()86()。均质体。无内反射。

自然金 - 粒度特征

自然金的粒度是生成条件的标志。自然金粒度的显著特点是变化巨大。即使在同一矿床,同一光片中金的粒度也

 

能相差几倍、几十倍、甚至几百倍。其原因要归结到自然金是由金属组成的晶格,金属键并无饱和性和方向性,这给金的粒度任意改变创造了条件。

影响金的粒度大小的因素很多,但主要与矿化深度、成矿温度、重结晶作用和载金矿物种类有关。一般来说,由矿床的深部向地表,金的粒度有逐渐增大的趋势。高温条件下形成金矿物比低温条件下形成的金矿物细小。就同一矿床来说,早期矿化阶段生成的早期金的粒度比晚期金粒度细小,同生金比交代重结晶的金细小。在金属硫化物中金的粒度比在脉石矿物中的金的粒度小。在黄铁矿、黄铜矿中的金的粒度大于毒砂中金的粒度。在粘土矿物及次生氧化物中的金的粒度细小,多为次显微状金。金的粒度还与矿石中硫的含量有关,一般认为矿石中硫的含量高,金的粒度小。

自然金 - 鉴定特征

颜色和条痕均为金黄色,富含银者为淡黄至乳白色。强金属光泽,密度大,富延展性。空气中不氧化,化学性质稳定,真金不怕火炼,而铜锌合金虽呈金黄色,但火烧即失去色泽。细粒而晶形完好的黄铁矿易被误认为金,但锤击易碎,真金则不碎。

自然金 - 成因和产地

 

主要产于高、中温热液成因的含金石脉中,或产于火山岩系与火山热液作用有关的中、低温热液矿床中。由于其形状和出现很不寻常,也引起了科学家们的兴趣,四川成都生物研究所的研究人员开展了"狗头金"微生物成矿机理的实验研究。他们从孔隆沟金矿的水和土样中分离出细菌、霉菌后发现,这些微生物在生长的初期和中期,善于把可溶态金吸附和聚集在体内形成胶体状,到达生长后期,又把体内的胶状金络离子还原沉淀成自然金。微生物又是群集而生,如此周而复始地进行,日久天长,在有利这种微生物生长环境的地方,从一个小小的金晶核,逐渐聚集成一块自然金块。这就是天然金块形成的原因。

世界著名产地有南非的威特沃特斯兰德、美国的加利福尼亚和阿拉斯加、澳大利亚的新南威尔士、加拿大的安大略、俄罗斯的乌拉尔和西伯利亚等地。中国的山东、黑龙江、可可西理、河南小秦岭和湖南等地均有产出。世界上最大的一块自然金发现于1858年,产地是澳洲西部的巴拉喇脱金矿,它的重量为83.95公斤

自然金 - 产状与组合

国金矿床的主要成因类型有:1)岩浆热液型。2)火山热液型。3)沉积变质型。4)变质热液型。5)热(卤)水溶滤型。6)风化壳型。7)沉积型。尚有伴生金矿床,主要赋存于CuPbZnSbFe及黄铁矿等矿床中,常呈自然金、自然银与黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿、毒砂等矿物共生。

自然金 - 主要用途

一般工业要求(g/t):岩金,边界品位Au1~2,最低工业品位Au3~5,矿床平均品位Au5~8;砂金,混合砂边界品位Au1~2,最低工业品位Au0.04~0.08,块段最低工业品位Au0.14~0.20

金主要用于装饰、货币和工业技术。其纯度用K(Karat)表示,纯金为24K(含金量100%)18K相当于24K中金占18份,其它金属占6份,其余依此类推。黄金的计量单位用盎司(Ounce)1盎司(oz)=31.103g

金具有高导电、导热性能及极好的延展性和稳定性,因而在电子工业用途广泛。宇航技术要求稳定性很高的无线电、电子元件,而黄金正具有这种性能。黄金还用于核反应堆的衬料。在航天、航空工业中,金则用于喷气发动机和火箭发动机的涂金放热罩或热隔护板等。

自然金 - 与黄铜矿、黄铁矿的区别

黄铜矿、黄铁矿和自然金矿石非常容易误认,尤其是黄铁矿又被称为“愚人金”。鉴别它们的方法其实很简单。黄铜矿以更黄的颜色和较低的硬度而与黄铁矿相区别;以绿黑色的条痕、性脆及可溶于HNO3而与自然金相区别。用矿石在不带釉的白瓷板上划一下,自然金矿石划出的条痕(即留在白瓷板上的粉末)是金黄色的,黄铁矿的条疫是绿黑色的。另外,还可以用手掂一下,手感特别重的是自然金矿石,因为其密度比黄铁矿、黄铜矿的要大得多。

自然金 - 文化底蕴

1、广西所在产生金,融宜昭藤江滨与夫山谷皆有之。邕州溪峒及安南境皆有金坑,其所产多于诸郡邕管水,安州与交趾一水之隔尔,鹅鸭之属,至交趾水滨游食而归者,遗粪类得金。吾境水滨则无矣。凡金不自矿出,自然融结于沙土中,小者如麦麸,大者如豆,更大如指面,皆谓之生金。昔江南遗赵韩王瓜子金即此物也。亦有大如鸡子者,谓之金母。

宋·周去非《岭外代答》卷七《生金》

2、【评】文中“生金”即自然金,此为有关自然金形态的较早记述。

麸金即在江沙水中,淘汰而得,其色浅黄。

宋·寇宗奭《本草衍义》卷五

3 []山石中所出,大者名马缔金,中者名橄榄金,带胯金,小者名瓜子金。水沙中所出,大者名狗头金,小者如麸麦金、糖金。平地掘井得者,名面沙金,大者名豆粒金。

明·宋应星《天工开物》卷下《五金》

4、【评】明代对自然金的描述更加详细,已不仅从形态上进行分类,而且兼顾金的粒级。

金出南蕃、云南、西蕃、高丽等处沙中。南蕃瓜子金、麸皮金,皆生金也。云南叶子金,西蕃回回金,此熟金也,其性柔而重,色足。足色者,面有椒花凰尾及紫霞色。如和银者性柔,石试则色青,火烧色不黑。和气子者,即红铜,又名张公,又名身子石,试有声而落屑,色赤而性硬,火烧黑色难打,又发裂。古谚云:金怕石头银怕火。其色七青、八黄、九紫、十赤,以赤为足色金也



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