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自然金

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自然金（nativegold）是自然产生的金元素矿物。化学成分为金（Au），此外常含银（Ag）、铜（Cu）、铁（Fe）、铂（Pt）、钯（Pd）、铱（Ir）、铋（Bi）、碲（Te）、硒（Se）等元素。   自然金属于等轴晶系。发育良好的晶体常见单形有立方体、八面体、菱形十二面体等。晶体多呈不规则显微粒状，尚可见树枝状、鳞片状、纤维状。自然金的主要特征是颜色和条痕色均为金黄色。摩氏硬度2.5～3。密度15.6～18.3g/cm3。具有优良的导电性和延展性。   自然金可用于提炼黄金。黄金可充当“硬通货”，也可用于制造货币、装饰品、金属涂料和精密电子仪器的拉丝导线等。   自然金颗粒通常较小，即使在金矿石中也很难用肉眼看到自然金。自然界中天然形成的肉眼、能看到的自然金，称为明金。根据产出情况，分为原生金和次生金。原生金也称岩金、山金；次生金也称砂金。砂金可形成团块状集合体，俗称“狗头金”。   世界最大的自然金是产于澳大利亚的“金临天下”。

内容简介

自然界纯金存在极少，常有Ag类质同像代替。还可含少量Cu、Pd、Pt、Bi及Te、Se、Ir等元素。Au、Ag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。 自然金属等轴晶系，3L4L36L29 PCD 对称型，空间群为O5h（即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百分之十八。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2.5～3 ，纯金的比重为19.3，由于自然金含杂质，故比重变化范围在15.6～19.3 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1063.69～1 069.74 ℃之间，沸点2600 ℃。金的原子半径为14.4nm，Au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。

产地

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。

成因

自然金可以是树枝状、粒状、片状、块状等等。曾经有过200多公斤的自然金被发现。产于原生矿床中的自然金俗称山金，产于矿床（自然金混在其他矿物或岩石中）的叫脉金，产于砂矿中的叫做沙金。在海水中也存在着自然金，大约每吨有10微克左右。 自然金主要产于高、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。

类型

中国自然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Cu、Pb、Zn、Sb、Fe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。

形态

等轴晶系，Oh5-Fm3m；a0=0.4078nm；Z=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，菱形十二面体d，八面体以及四六面体，四角三八面体。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。 自然金的单体形态尽管十分复杂，但归纳起来共有三种基本的形态：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。   化学组成：Au。 晶体结构：晶体属等轴晶系的一种自然元素矿物。 形态：自然金通常呈树枝状、粒状或鳞片状，较少呈不规则的大块状。 物理性质：颜色、条痕均为金黄至浅黄色，随含银量增加而变淡，金属光泽，不透明。摩氏硬度2.5-3，无解理。比重15.6-19.3。 鉴定特征：金黄色，金属光泽，密度大，硬度低，富延展性。 成因及产状：在冲积矿或淤积矿床内及合成淤积矿床。 主要用途：金为贵金属，可用于制造货币、装饰品及一些仪表零件等。黄金是世界金融的国际标准。 其它：中国的山东招远、黑龙江沿岸、河南小秦岭和湖南等地均有产出。 有较强的延展性，1克自然金可拉成约2公里长的细丝。 显微镜下：金黄色。反射率R：47.0（绿），82.5（橙），86（红）。均质体，无内反射。 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2.5～3，比重 15.6～19.3。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。南非 维特瓦特斯兰、美国加利福尼亚和阿拉斯加、澳大利亚新南威尔士、加拿大安大略、俄罗斯乌拉尔和西伯利亚等地为世界著名的产金地。中国金矿主要分布在东北、西北、山东、湖南等地区。

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。

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。   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（含金量百分之百），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、导热性能及较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。

鉴定要点

黄铜矿、黄铁矿和自然金矿石非常容易误认，尤其是黄铁矿又被人们称为“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，黄铁矿的条痕是绿黑色的。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。

历史记载

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、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。 《天工开物》--宋·寇宗《本草衍义》卷五。 3、 [金]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、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。 明·曹昭等《新增格古要论》卷六《金》。  

参考来源

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