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黃金為什么那么稀缺(元素稀有)

黃金不僅是古代的一種共同貨幣,而且是各種金本位制度,甚至在國際貨幣體系中也是如此。盡管地球上有各種各樣的金礦床,如貴州微細(xì)浸染型金礦床和山東玲瓏金礦床,但地殼中金的總體豐度特別低。那么黃金為什么這么少呢?金子是又是怎么來的?

金(AU)和鉑(PT)、鈀(PD)、鋨(OS)和錸(RE)統(tǒng)稱為強(qiáng)親鐵元素。強(qiáng)親鐵意味著在硅酸鹽礦物和金屬的情況下,所有這些元素都會(huì)進(jìn)入金屬中,而不會(huì)留在硅酸鹽礦物中。地核由金屬構(gòu)成,其余部分(包括地幔和地殼)由硅酸鹽礦物構(gòu)成。我們?nèi)祟惢顒?dòng)的主要范圍是地殼較淺的部分,因此地球上的黃金,包括更昂貴的鉑和鈀,幾乎都在地核,地幔和地殼中的黃金含量很低。

但是,就是這么一點(diǎn)“微量”的黃金和白金也是宇宙“施舍”的結(jié)果。在地球形成的主要吸積期(吸積是隨著隕石物質(zhì)的不斷加入,地球體積迅速增大的過程),地核已經(jīng)形成,地核也帶走了大部分的金和鉑,剩下的地幔和地殼(地殼與地幔分離)這個(gè)“非常貧窮”的地幔,后來它被科學(xué)家發(fā)現(xiàn)它不是那么貧窮,至少要比理論推測的喲富裕300倍左右。這是什么意思呢?我們可以想象,既然地核帶走了大部分黃金,那么比如地幔中應(yīng)該只有一盎司黃金。現(xiàn)在我們發(fā)現(xiàn)地幔中居然有200盎司的黃金。那么地幔是從哪里獲取到這么多金子的?是從地核“偷走”的還是有其他的方法?

大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、天然樣品的實(shí)測數(shù)據(jù)和動(dòng)力學(xué)模型都表明,地幔和地殼中的金和鉑是在后期的吸積過程中加入的,而不是從“富裕”的巖芯中偷來的。后期的吸積過程可能與月球形成的時(shí)間相同,也可能比月球形成的時(shí)間稍晚。也就是說,地球上的黃金可能來自外太空。

地球形成事件從顯示后期吸積事件的圖表中表明。地球分為地核和地幔后,一些隕石物質(zhì)像雨一樣落到地球表面;也有可能不是像下雨一樣,而是直接落下幾個(gè)特殊的隕石,粉碎地殼,使地幔部分融化,最終形成巖漿海。加入的隕石物質(zhì)在巖漿海機(jī)制下逐漸混合均勻。

當(dāng)然,學(xué)術(shù)界也有不同的觀點(diǎn),認(rèn)為地幔中的金和鉑在后期的吸積過程中并沒有被加入,當(dāng)?shù)睾诵纬蓵r(shí),地幔中還有一點(diǎn)剩余。他們認(rèn)為,以前的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),即這些元素進(jìn)入金屬能力的數(shù)據(jù),是在低溫和低壓下測得的。地球的形成不是低溫低壓,有可能是在高壓下。這樣,在地球形成過程中,金和鉑進(jìn)入地核的能力就會(huì)降低,其中一些會(huì)留在地幔中。

除了這一區(qū)別,還有隕石物質(zhì)如何加入地幔、如何在地幔中均勻混合等問題。有些人認(rèn)為混合過程很慢。一些科學(xué)家認(rèn)為,如果晚吸積發(fā)生在大約44億年前,那么要在29億年前均勻混合大約需要15億年。一些人還發(fā)現(xiàn),地球上最古老巖石中的金和鉑幾乎與現(xiàn)代巖石中的金和鉑一樣多,這證明混合過程可能很快就會(huì)完成。

然而,如果地幔中熔融的金和鉑能被人類開發(fā)利用,就必須富集并形成礦床。金礦床主要為斑巖型金礦床和巖漿硫化物型金礦床。我國甘肅、貴州等地有大量微細(xì)浸染型金礦床,它們是常見的石灰?guī)r。雖然黃金是從黃金中提取出來的,但主流科學(xué)界仍然認(rèn)為黃金的故鄉(xiāng)在遙遠(yuǎn)的宇宙中!

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