美麗而珍貴的礦物 - 自然金

2015-09-01

   自然金首先是一個礦物晶體的概念。未經冶煉自然形成且發育良好的自然金、自然銀價值連城。它具有學術價值、觀賞價值、收藏價值。自然金(nativegold)是自然產生的金元素礦物。是一種產自脈礦或砂礦的自然金塊。

自然金

自然金(nativegold)是自然產生的金元素礦物。是一種產自脈礦或砂礦的自然金塊。因形狀酷似狗的頭形,又名狗頭金。常含銀或微量的銅。等軸晶系。一般呈散粒狀或不規則樹枝狀集合體,個別塊體可重達數十公斤。顏色和條痕為金黃色。具金屬光澤,硬度2.53.0,延展性強,比重15.619.3

自然金 - 簡介

 

自然金結晶成等軸晶系,一般呈樹枝狀、粒狀或鱗片狀產出,偶見不規則大塊體,個別重達數十千克。具金屬光澤,顏色和條痕均為光亮的金黃色,隨含銀量的增加漸變為淡黃色。莫氏硬度2.53,比重15.619.3。產于熱液成因的石英脈或黃鐵礦脈中的稱為脈金;產于砂礦中的稱為砂金。在前寒武系變質礫巖中也見有巨大的礦床。

自然金 - 晶體化學

自然界純金極少,常有Ag類質同像代替。還可含少量CuPdPtBiTeSeIr等元素。AuAg的晶體結構類型相同,原子半徑和化學性質相近,故可形成自然金—自然銀完全類質同像系列。含Ag95%者則為自然銀。

自然金 - 結構與形態

等軸晶系,Oh5-Fm3ma0=0.4078nmZ=4。銅型結構。

六八面體晶類,Oh-m3m(3L44L36L29PC)。完好晶體少見。常見單形:立方體a{100},菱形十二面體d{110},八面體o{111}以及四六面體{210},四角三八面體{311}。常依(111)成雙晶。可見平行連生晶形。一般多呈不規則粒狀,還可見團塊狀、薄片狀、鱗片狀、網狀、樹枝狀、纖維狀、海綿狀集合體。

金的單體形態盡管十分復雜,但歸納起來有三種基本的形態:即粒狀、片狀、樹枝狀。影響金礦物形成的因素很多,但主要是地質產狀,載金礦物的成分和數量。產狀是決定金礦物的空間因素。一般來說,金礦物以細粒等軸狀或渾圓狀為主。因為在此條件下應力作用表現微弱,以靜壓力為主,金處于四周壓力大致相等的條件,金原子總是找最緊密堆積方式排列,故此時形成的自然金多呈等軸狀。若地殼的應力作用大大超過靜壓力作用時,金粒的生長順著壓力作用的方向發育,而且構造活動越強,金粒的長、寬比值越大,相應出現片狀、板狀、纖維狀等形態。

在各種類型的金礦床中,由深部向地表過渡時,金礦物的晶體形態畸變程度逐漸增大,主要表現為拉長和片化作用的增加,這主要是由于非均一性雜質銀的含量增加,壓力差和溶液沸騰等因素影響所致。一般來說,生成于中、深金礦床或金礦床的中、深部位的金礦物的晶體形態,通常是與菱形十二面體形成聚形的立方八面體。在深成礦床中,金礦物的形態通常為八面體,而近地表的金礦物,形態比較復雜,多呈片狀、樹枝狀、纖維狀等復雜形態。

自然金 - 理化特性

 

自然金屬等軸晶系,3L4L36L29 PCD 對稱型,空間群為O5h (Fm3m),常呈八面體、立方體和十二面體。顏色的變化與金的成色有關,高成色的金呈深黃- 黃色,并呈淺紅色調,一般成色的金為深黃色- 黃色- 黃白色,低成色的金具淡綠色。就其本質而言,金的黃色起因于相對論性質的變更5d電子而進行費米級電子躍遷,而且相對論性的鍵收縮引起元素金密度增大達18%。無相對論效應的金將具有銀的金屬白色外表。自然金呈金屬光澤,延展性較好,純金可以拉成直徑為2μm 的細絲,還可以壓成1/10000mm 厚的薄片。當把金鍍成0.02μm厚的薄膜,此時的金顯示出金屬的特異性能,使得金具有雙重的物理特性,它既是良導體(導電、導熱) 又是絕緣屏蔽體(不導電、不導熱)。硬度為2.53 ,純金的比重為19.3,由于自然金含雜質,故比重變化范圍在15.619.3 之間,且自然金比重與形成的溫度有關,由高溫→中溫→低溫自然金的比重呈遞降的趨勢。無磁性,熔點介于1063.691 069.74 ℃之間,沸點2600 ℃。金的原子半徑為14.4nmAu的離子半徑為13.7nm。不溶于酸,溶于王水及氰化鉀、氰化鈉溶液,遇汞生成金汞齊。

顯微鏡下:金黃色。反射率R47.0()82.5()86()。均質體。無內反射。

自然金 - 粒度特征

自然金的粒度是生成條件的標志。自然金粒度的顯著特點是變化巨大。即使在同一礦床,同一光片中金的粒度也

 

能相差幾倍、幾十倍、甚至幾百倍。其原因要歸結到自然金是由金屬組成的晶格,金屬鍵并無飽和性和方向性,這給金的粒度任意改變創造了條件。

影響金的粒度大小的因素很多,但主要與礦化深度、成礦溫度、重結晶作用和載金礦物種類有關。一般來說,由礦床的深部向地表,金的粒度有逐漸增大的趨勢。高溫條件下形成金礦物比低溫條件下形成的金礦物細小。就同一礦床來說,早期礦化階段生成的早期金的粒度比晚期金粒度細小,同生金比交代重結晶的金細小。在金屬硫化物中金的粒度比在脈石礦物中的金的粒度小。在黃鐵礦、黃銅礦中的金的粒度大于毒砂中金的粒度。在粘土礦物及次生氧化物中的金的粒度細小,多為次顯微狀金。金的粒度還與礦石中硫的含量有關,一般認為礦石中硫的含量高,金的粒度小。

自然金 - 鑒定特征

顏色和條痕均為金黃色,富含銀者為淡黃至乳白色。強金屬光澤,密度大,富延展性。空氣中不氧化,化學性質穩定,真金不怕火煉,而銅鋅合金雖呈金黃色,但火燒即失去色澤。細粒而晶形完好的黃鐵礦易被誤認為金,但錘擊易碎,真金則不碎。

自然金 - 成因和產地

 

主要產于高、中溫熱液成因的含金石脈中,或產于火山巖系與火山熱液作用有關的中、低溫熱液礦床中。由于其形狀和出現很不尋常,也引起了科學家們的興趣,四川成都生物研究所的研究人員開展了"狗頭金"微生物成礦機理的實驗研究。他們從孔隆溝金礦的水和土樣中分離出細菌、霉菌后發現,這些微生物在生長的初期和中期,善于把可溶態金吸附和聚集在體內形成膠體狀,到達生長后期,又把體內的膠狀金絡離子還原沉淀成自然金。微生物又是群集而生,如此周而復始地進行,日久天長,在有利這種微生物生長環境的地方,從一個小小的金晶核,逐漸聚集成一塊自然金塊。這就是天然金塊形成的原因。

世界著名產地有南非的威特沃特斯蘭德、美國的加利福尼亞和阿拉斯加、澳大利亞的新南威爾士、加拿大的安大略、俄羅斯的烏拉爾和西伯利亞等地。中國的山東、黑龍江、可可西理、河南小秦嶺和湖南等地均有產出。世界上最大的一塊自然金發現于1858年,產地是澳洲西部的巴拉喇脫金礦,它的重量為83.95公斤

自然金 - 產狀與組合

國金礦床的主要成因類型有:1)巖漿熱液型。2)火山熱液型。3)沉積變質型。4)變質熱液型。5)熱(鹵)水溶濾型。6)風化殼型。7)沉積型。尚有伴生金礦床,主要賦存于CuPbZnSbFe及黃鐵礦等礦床中,常呈自然金、自然銀與黃鐵礦、黃銅礦、斑銅礦、毒砂等礦物共生。

自然金 - 主要用途

一般工業要求(g/t):巖金,邊界品位Au1~2,最低工業品位Au3~5,礦床平均品位Au5~8;砂金,混合砂邊界品位Au1~2,最低工業品位Au0.04~0.08,塊段最低工業品位Au0.14~0.20

金主要用于裝飾、貨幣和工業技術。其純度用K(Karat)表示,純金為24K(含金量100%)18K相當于24K中金占18份,其它金屬占6份,其余依此類推。黃金的計量單位用盎司(Ounce)1盎司(oz)=31.103g

金具有高導電、導熱性能及極好的延展性和穩定性,因而在電子工業用途廣泛。宇航技術要求穩定性很高的無線電、電子元件,而黃金正具有這種性能。黃金還用于核反應堆的襯料。在航天、航空工業中,金則用于噴氣發動機和火箭發動機的涂金放熱罩或熱隔護板等。

自然金 - 與黃銅礦、黃鐵礦的區別

黃銅礦、黃鐵礦和自然金礦石非常容易誤認,尤其是黃鐵礦又被稱為“愚人金”。鑒別它們的方法其實很簡單。黃銅礦以更黃的顏色和較低的硬度而與黃鐵礦相區別;以綠黑色的條痕、性脆及可溶于HNO3而與自然金相區別。用礦石在不帶釉的白瓷板上劃一下,自然金礦石劃出的條痕(即留在白瓷板上的粉末)是金黃色的,黃鐵礦的條疫是綠黑色的。另外,還可以用手掂一下,手感特別重的是自然金礦石,因為其密度比黃鐵礦、黃銅礦的要大得多。

自然金 - 文化底蘊

1、廣西所在產生金,融宜昭藤江濱與夫山谷皆有之。邕州溪峒及安南境皆有金坑,其所產多于諸郡邕管水,安州與交趾一水之隔爾,鵝鴨之屬,至交趾水濱游食而歸者,遺糞類得金。吾境水濱則無矣。凡金不自礦出,自然融結于沙土中,小者如麥麩,大者如豆,更大如指面,皆謂之生金。昔江南遺趙韓王瓜子金即此物也。亦有大如雞子者,謂之金母。

宋·周去非《嶺外代答》卷七《生金》

2、【評】文中“生金”即自然金,此為有關自然金形態的較早記述。

麩金即在江沙水中,淘汰而得,其色淺黃。

宋·寇宗奭《本草衍義》卷五

3 []山石中所出,大者名馬締金,中者名橄欖金,帶胯金,小者名瓜子金。水沙中所出,大者名狗頭金,小者如麩麥金、糖金。平地掘井得者,名面沙金,大者名豆粒金。

明·宋應星《天工開物》卷下《五金》

4、【評】明代對自然金的描述更加詳細,已不僅從形態上進行分類,而且兼顧金的粒級。

金出南蕃、云南、西蕃、高麗等處沙中。南蕃瓜子金、麩皮金,皆生金也。云南葉子金,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。如和銀者性柔,石試則色青,火燒色不黑。和氣子者,即紅銅,又名張公,又名身子石,試有聲而落屑,色赤而性硬,火燒黑色難打,又發裂。古諺云:金怕石頭銀怕火。其色七青、八黃、九紫、十赤,以赤為足色金也



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