原创《天上掉下金子来》
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周小光
黄金不仅在古代就是通行的货币,甚至当今的国际货币体系,在一定程度上也是黄金本位制度的变体.虽然地球上有各种各样的金矿,比如贵州的微细浸染型金矿床,山东的玲珑金矿床,但是黄金在地壳中的总体丰度特别低.那么,为什么黄金这么少呢？这些黄金又是怎么来的呢？
黄金（Au）和铂（Pt,又称白金）、钯（Pd）、锇（Os）和铼（Re）等统称为强亲铁元素.强亲铁的意思是,在硅酸盐矿物和金属共存的情况下,这些元素会全部跑到金属里面,一点儿也不会留到硅酸盐矿物里.地球的地核是由金属组成的,剩下的部分（包括地幔和地壳）都是由硅酸盐矿物组成的.我们人类的主要活动范围就是地壳上很浅的那一部分,因此,地球上的黄金,包括更贵重的铂和钯等,几乎全部都在地核里面,地幔和地壳中的黄金含量少得可怜.
但就是这么“微量”的黄金、白金也是“上苍”施舍的结果.在地球形成的主要增积时期（增积就是地球体积随着陨石物质的不断加入而迅速增大的过程）,地核形成了,这个地核也把绝大部分的黄金、白金带走了,剩下一点儿也不“值钱”的地幔和地壳（地壳是从地幔里面分出来的）.这个“穷得要命”的地幔,后来被发现也不是那么穷,至少比之前理论推算的要富裕200倍左右.什么意思呢？我们可以做一个想象,就是自从地核把绝大部分金子带走之后,原来人们认为地幔里面只应该有 1盎司的金子,现在发现地幔里居然有200盎司的金子.地幔从哪儿获得了这些金子？是从地核“偷”的,还是另有他法呢？
大量的实验数据、来自天然样品的实测数据和动力学模型都表明,地幔和地壳里的黄金、白金是在后期增积过程中加进来的,不是从“富裕人家”——地核“偷”的.这个后期增积过程,可能与月球的形成为同一时期,也可能略微晚于月球的形成.也就是说,地球上的金子是来自外太空的.
这个简略化显示后期增积事件的图中（见下页）省略了月球形成这一事件.在地球分异成地核和地幔之后,有一些陨石物质像下雨一样,下到了地球的表面；也有可能不是像下雨一样,而是直接掉下来几个特别大的陨石,砸破地壳,引起第三个图中的地幔部分发生熔融,最后形成岩浆海.加进来的陨石物质,就是在岩浆海这样一个机制下面逐渐混合均匀的.
当然,学术界也有不同的意见,认为地幔里面的黄金、白金不是后期增积过程中加进来的,而是在第二个图中,形成地核的时候,剩了一点儿在地幔里面.他们认为,原先实验的数据,就是关于这些元素进入金属的能力问题的数据,是在低温低压条件下测出来的.地球的形成不是低温低压条件,有可能是在高压条
件下.这样的话,黄金、白金在地球形成过程中,进入地核的能力就会变小,就会剩下一些在地幔里面.
除了这个不同意见之外,还有一些人对加进来的陨石物质怎么进入到地幔、怎么在地幔里面混合均匀充满疑问.有人认为混合过程非常缓慢.有科学家提出,如果后期增积发生在大约44亿年前,那么在29亿年前混合均匀,这大概花了15亿年的时间.也有人研究发现,地球上最古老的岩石里面黄金、白金的含量已经和现代的岩石差不多了,证明混合过程可能很快就完成了.
不过,那些熔解在地幔里的黄金、白金要想能被人类开采利用,还得富集形成矿床,主要的金矿床是斑岩型的金矿和岩浆硫化物型的金矿.中国在甘肃和贵州则有大量的微细浸染型金矿,这些金矿赋存在司空见惯的石灰岩里.虽然金子是从金矿里采出来的,可是主流科学界还是认为金子的老家是在遥远的宇宙中哦！
【责任编辑】张小萌
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