金矿
以前大多认为由于各种物理一化学参数的变化才导致流体中含金配离子或配合物的不稳定, 从而使金以单质或含金化合物的形式直接从成矿流体中沉淀出来。而流体中胶体矿物的表面吸附和表面化学效应 , 对于热液成矿作用的重要性,近年来才引起重视。
对金产生表面吸附作用的主要是硫化物、氧化物和硅酸盐类矿物。Jean,Bancroft(1985)和Hyland, Bancroft(1989)运用X射线光电子能谱学显示,Au(III)在KAuCl4溶液里,可以被吸附到硫化物矿物表面(例如:FeS2,Fe1-xS,ZnS,PbS,CuFeS2),并被还原成单质金。
Eggleston和Hochella(1991)运用扫描隧道显微镜研究Au(III)从KAuCl4溶液中吸附到方铅矿表面的现象,并认为在方铅矿表面金被还原成单质Au(0)。Starling等(1989)通过研究夭然黄铁矿表面存在的离散状微米级金粒的特征,认为矿物表面吸附作用和表面化学效应,对于金从溶液中沉淀出来并存在于矿物表面起着重要的作用。此外,Renders和Seward(1989)对金从含硫化物的溶液中被吸附到砷和锑的硫化物胶体表面上进行了研究,并且Weissberg(1979),Krupp和Seward(1987)也认为,在含砷和锑的硫化物热泉中以及一些活动的地热体系中,金的浓缩富集并沉淀,是由于流体中砷和锑的硫化物胶体表面对金吸附作用的结果。 而且Cardile(1993)应用197Au穆斯鲍尔谱对金是否从含硫化物的溶液中被吸附到砷和锑的硫化物胶体表面上, 以及在矿物表面上金是以表面配合物形式存在还是被还原成单质Au(0)进行了确定,同时还探讨了金被吸附到As2S3和Sb2S3矿物表面上的特征。
金常以包裹体或金的覆盖物存在于石英和针铁矿等矿物中,有关氧化物对金的吸附作用也日益引起重视。Schoonen(1992)运用放射性示踪技术,在含金510pg/L去离子水和海水中,分别就黄铁矿和针铁矿表面对金的吸附作用进行了实验研究。在实验初期,溶液中存在的大多数胶体金与溶解金(主要以AuOH(H2O)0形式存在)一起快速迁移到矿物表面上。并且认为胶体金的迁移既可能是由于其它胶体金的直接吸聚,也可能是胶体金溶解后被矿物表面吸附作用所致。此外,大多数有关氧化物的硅酸盐矿物表面对金吸附作用的研究, 主要集中在溶液中以Au(III)-氯化物形式存在的金被氧化物表面吸附的问题上。Machesky(1991)等通过针铁矿对溶液中以Au(III)-氯化物和Au(I)-硫代硫酸盐形式存在的金,进行了氧化物对金表面吸附作用的实验研究。得出以下结论:
1、 随着pH从3到7和Cl-浓度减少,赤铁矿对Au(III)-氯化物的表面吸附作用增强。而且吸附的主要含金形式是Au(III)-氯化物的水解产物,特别是那些有1~2个Cl-配位体的形式(例如:AuCl2OHH2O0,AuCl2(OH)2-,AuCl(OH)3-)。
2、 在pH位3.9的溶液中,赤铁矿表面的吸附密度可以达到最大(5.2μmolAu/m2)。而且赤铁矿在对Au(III)-氯化物进行表面吸附后,其矿物颗粒的电泳迁移能力明显减弱。
3、 赤铁矿对Au(I)-氯化物的吸附要少于对Au(III)-氯化物的吸附。而且通过歧化应,Au(I)-氯化物被吸附后可导致单质Au(0)的沉淀产生。
4、 Al2O3矿物(矾土)对Au(I)-硫代硫酸盐的吸附要比对Au(III)-氯化物的吸附低两到四倍。并且在pH为6~8之间,被吸附的数量可以快速减少到。