本报讯（记者朱汉斌 通讯员孔令竹）中国科学院广州地球化学研究所研究员朱建喜、鲜海洋团队联合江西省科学院等机构的研究人员，借助原位液相透射电子显微镜技术，首次在纳米尺度上原位“直播”了自然界中金纳米颗粒在黄铁矿表面形成的动态过程，并提出了黄铁矿诱导金沉淀的新机制。近日，相关成果发表于美国《国家科学院院刊》。

黄铁矿诱导金沉淀是形成高品位金矿的关键环节，然而，此前其界面动态机制一直未明。以往研究大多依赖反应后的离线分析，既无法精准捕捉金沉淀的瞬时过程，也难以深入阐明其形成机制。

研究人员在排除溶解氧和电子束干扰的前提下，运用原位液相透射电子显微镜等多尺度、多手段联用技术，对黄铁矿在极低浓度含金溶液中的反应过程进行了实时观测。观测结果显示，在黄铁矿与含金溶液接触约13分钟后，黄铁矿周围出现“致密液体层”；约20分钟后，该层内开始出现金纳米颗粒，且随着时间推移，金纳米颗粒逐渐增多、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。

进一步研究表明，金纳米颗粒并非在溶液中“凭空”生成，而是在紧贴黄铁矿表面的“致密液体层”中孕育，该“致密液体层”由黄铁矿表面溶解形成，会显著降低层内的“氧逸度”，进而改变局部化学环境，促使金迅速达到过饱和并沉淀为固体颗粒。即便外部溶液中金浓度极低，这一机制仍能持续驱动金向界面迁移并实现富集沉淀。

研究结果对“金主要源自深部热液流体”的传统观点提出了挑战，不仅为理解热液型金矿床和表生环境中金的超常富集提供了微观动力学层面的观察，也为阐释自然界中纳米颗粒驱动的矿化过程开辟了全新路径。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1073/pnas.2517918123