近日,中国科学院广州地球化学研究所科研团队利用原位液相透射电子显微镜技术,首次从纳米尺度呈现了自然界中黄金纳米颗粒在黄铁矿表面形成的动态过程,并提出了一种黄铁矿诱导金沉淀的新机制。
研究发现,在黄铁矿与水界面处存在一种特殊的"致密液体层",它如同一座"纳米工厂",即使在金浓度极低(仅十亿分之几)的流体中,也能有效催化金的成核、生长与富集,为理解金矿成因提供了全新视角。相关成果1月20日在国际学术期刊《美国国家科学院院刊》发表。
黄铁矿诱导金沉淀是形成高品位金矿的关键环节,但其界面动态机制尚不明确。以往研究多依赖反应后的离线分析,难以捕捉金沉淀的瞬时过程与机制。本研究在排除溶解氧和电子束干扰的前提下,通过原位液相透射电子显微镜等多尺度、多手段联用技术,实时观测了黄铁矿与极低浓度含金溶液的反应过程。结果显示,在两者接触约13分钟后,黄铁矿周围形成了一层稳定的"致密液体层"。约20分钟后,该层内开始出现黄金纳米颗粒,并随时间推移逐渐增多、长大。这一发现为揭示金在黄铁矿表面的形成过程提供了关键依据。
本次研究发现挑战了"金主要源自深部热液流体"的传统观点,为阐释自然界中纳米颗粒驱动的矿化过程开辟了新路径。从应用角度看,该机制对绿色浸金工艺中的界面调控具有指导意义。
国产纳米晶体结构快速解析仪发布
据人民日报广州1月14日电由中国科学院广州地球化学研究所科研团队自主研发的首台国产纳米晶体结构快速解析仪于14日正式发布。该仪器具备对纳米级晶体与矿物进行物相识别与结构测定的高通量快速分析能力,整体技术水平已与国际同类最新设备持平。
原子是构成物质世界的基本单元,其排列方式和相互作用决定了物质的性质。随着人类对深空、深地等未知世界和纳米功能材料等应用领域的探索,解析亚微米至纳米尺度物质的晶体结构已成为科学认知与高新技术发展的重要需求。
“传统单晶X射线衍射技术难以突破纳米尺度晶体的解析瓶颈,而依赖国外仪器与软件则伴随着成本高昂、操作复杂与算法受限等多重壁垒,导致我国在深地资源研究等战略领域长期受制于人。”团队负责人、中国科学院广州地球化学研究所研究员鲜海洋介绍。
样品台是测量纳米级别样品的关键设备。“采集数据过程中,样品的漂移量范围必须非常小,否则将严重影响到测量结果。而纳米尺度的物体,极易产生漂移。我们经过反复研究,最终做到把漂移量控制在200纳米以内。”鲜海洋说。
相比于传统设备解析晶体至少需要半小时乃至几天的时间,该解析仪采集数据时间仅需数秒至数十秒,也就是说在1分钟内可采集到多个数据。
目前,团队已利用该技术成功解析“王焰钯矿”“氧铅烧绿石”两种新矿物,获国际矿物学会批准命名,还证实了早期地球深部水可赋存于布里奇曼石晶格中,相关成果发表于国际学术期刊《科学》。









