新浪博客

自然金单晶：完美的立方体和八面体，真的还是假的？

2019-03-28 23:06阅读：

http://blog.sina.cn/dpool/blog/u/1228002690

自然金单晶：完美的立方体和八面体，真的还是假的？
刘继顺
2019-03-28


自然界中的金，肉眼凡胎大多是看不见的，即使有时身处巨型金矿山中。


虽说淘金人淘了一辈子的金，见到的也只是粒状、片状（瓜子金、麦麸金）、树枝状和块状（块金），甚至狗头状（狗头金）。


虽说教科书告诉我们：自然金，属于等轴晶系，常呈八面体、立方体和十二面体，可是在汗牛充栋的有关金的教科书和专著中，连一张象样的自然金单晶体都贴不出来，羞煞人也！可又有谁见过自然金的单晶体呢？


最近俄罗斯的John Rakovan等（2017），论及了西伯利亚东部的博代博（Bodaibo）地区世界级金矿田中完美的自然金单晶体—八面体和立方体。


下面我们来看看照片吧：
自然金单晶：完美的立方体和八面体，真的还是假的？

这一大坨黄黄的东东，就是产自博代博金矿区目前为私人藏品的自然金，照片来自匿名者，见于John Rakovan等（2017）的论文。


仔细看看，能看到自然金的晶体么？什么，看不清？那些等边三角形，加上洞洞，是什么？那就是黄金的晶体呀！漏斗状八面体晶面（hoppered octahedral crystal faces）大块金。


再来几张照片：
自然金单晶：完美的立方体和八面体，真的还是假的？
立方体自然金晶体与黄铁矿、石英和铁氧化物交代的黄铁矿共生，据说1970年采集于博代博地区，最大的自然金立方体单晶重113克，2.3公分×2.2公分× 2.1公分，Marcus Budil 收藏的标本, Malte Sickinger照（2017）。
自然金单晶：完美的立方体和八面体，真的还是假的？

漏斗状八面体自然金晶体与石英晶体共生，边长2.4公分，据说1970年采集于博代博地区。Marcus Budil收藏的标本, Malte Sickinger照（2017）
自然金单晶：完美的立方体和八面体，真的还是假的？
自然金单晶：完美的立方体和八面体，真的还是假的？

如此精妙的立方体与八面体自然金晶体，果真是天然的吗？是否人工铸造的呢？


John Rakovan等（2017）对这些标本开展了扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）、电子背反射衍射分析（EBSD）、X射线衍射（XRD）等现代化测试，从晶体形貌、晶面特征、结晶度、晶体结构、内部组构、化学成分、其它矿物包裹体、质量差和孔隙率等诸方面，论证了其天然产出的特征，这种单晶绝非人工可以铸造的；认为黄金的立方体晶体，是金完全交代黄铁矿后，而仍然保持了黄铁矿晶形假象。


虽然漏斗状八面体金晶体并不少见，但它们的大小和形貌的完美是极为罕见的。金对黄铁矿完全交代呈黄铁矿假象产出，也是极为罕见的，特别是具有完美的晶面条纹。


鉴于金和黄铁矿在世界范围内普遍存在，而这种黄铁矿假象的立方体自然金单晶，却没有在其它地区发现，这是令人拍案称奇的。John Rakovan等（2017）认为它们必定是罕见的地球化学条件造就的。


那么，这是个什么样的地质地球化学条件呢？


原来，这些标本均来自俄罗斯博代博（Bodaibo）地区的勒拿（Lena）金矿田（Lenskie Zolotyje Priiski）。区内砂金开采始自十九世纪，目前仍是世界上最大的砂金产地。同处博代博地区的苏霍依洛克（Sukhoi log，干河谷)金矿，处于克魯泡特金（Kropotkin）镇以北约20公里，目前是俄罗斯最大的金矿，也是世界级金矿。


据估计苏霍依洛克矿床原生金资源量估计达1100吨(Wood和Popov，2006)，而勒拿金矿田黄金总产量的70%仍然来自砂金矿。区内砂金粒度常常在2-4毫米之间，尤以产异常大金块而著称于世。如1957年发现的“博代博巨人”（Giant of Bodaibo）重达12.3公斤；2014年6月发现的“魔鬼耳”（Devil’s Ear）重达6.66公斤（Leibov，2004；(Kolesar和Tvrd，2006)。


就大地构造来说，勒拿金矿田位于俄罗斯西伯利亚克拉通东南缘的帕托姆高地造山带（Patom Highlands Orogen)上。帕托姆高地造山带，是由厚达15-20km、新元古代-古生代被动大陆边缘的变形岩系，即碎屑质-碳酸盐类沉积岩所组成的，经历过绿片岩相和角闪岩相变质，并被古生代中期花岗岩所侵入，Yakubchuk等，2005；Boisgrollier等，2009)。


勒拿金矿田的砂金，源自本区丰富的原生岩金矿。这些原生金赋存在沉积变质岩中，呈浸染状金-硫化物（毒砂和/或黄铁矿，如世界级苏霍依洛克金矿）和更富的含金石英脉产出（Yudovskaya等，2016)。


那儿气候寒冷，而金矿体普遍产于地表下50m深左右，因坚硬的永冻层，很难被开采出来。但不论怎样，勒拿金矿田却仍然是俄罗斯最具吸引力的金矿勘探靶区，也是淘金客流连忘返之所，只因那一夜暴富的梦想！
自然金单晶：完美的立方体和八面体，真的还是假的？

左：俄罗斯外贝加尔（Transbaikalia）的勒拿金矿田区域地质简图
右：俄罗斯勒拿金矿田地质简图（Kolesar 和 Tvrdý， 2006）


关于勒拿金矿田的原生金矿成因，目前尚存争议。有人认为它是由前寒武纪沉积岩或喷流沉积岩中的金和砷，通过变质活化而形成的，如Nemerov（1989）、Buryak和Khmelevskaya（1997)；而Rundqvist等（1992）、Distler等（2004）和Kucherenko等（2011)则认为是与古生代花岗岩类岩浆侵入及其接触变质/交代形成的。


Yudovskaya等(2016)，通过对含金石英脉中石英流体包裹体的研究，认为苏霍依洛克和切托沃科雷托（Chertovo Koryto）巨型金矿，是由高温的低盐度流体与稠密的富CO2流体混合而形成的。


参考文献：
John Rakovan, Volker Lüders, Andreas Massanek & Gert Nolze.Gold Crystals from the Lena Goldfields, Bodaibo Area, Eastern Siberia, Russia: Exceptional Hoppered Octahedra and Pseudomorphs after Pyrite. Rocks & Minerals, 92:5, 410-425,2017

我的更多文章

下载客户端阅读体验更佳

APP专享