他们借助原位液相透射电子显微镜技术,于纳米尺度层面首次“实时呈现”自然界里黄金纳米颗粒在黄铁矿表面的形成动态过程,还提出了黄铁矿诱导金沉淀的全新机制。
长期以来,黄铁矿诱导金沉淀被视为高品位金矿形成的关键环节,然而传统研究多依赖反应后的离线分析手段,难以捕捉金沉淀发生的瞬时过程。
此次研究团队对实验方法进行了创新,在排除溶解氧和电子束干扰的模拟自然环境条件下,实时观测了黄铁矿与浓度仅为10ppb(十亿分之十)的极低浓度含金溶液之间的反应过程。

▲不同反应时间下黄铁矿在金溶液中的反应动态过程
结果表明,在接触大约13分钟后,黄铁矿表面会首先形成一层“致密液体层”;到了约20分钟时,这层液体内部便开始析出金纳米颗粒,之后颗粒的数量慢慢变多、尺寸也不断增大。
整个过程借助纳米级观测技术被清晰记录下来,就像一场“黄金诞生现场直播”。
研究表明,金纳米颗粒并非在溶液里“凭空”出现,而是在紧邻黄铁矿表面的“致密液体层”中形成。
这层液体宛如一座高效的“纳米工厂”,即便面对金浓度极低(仅为十亿分之几)的流体,也能对金的成核、生长与富集起到有效的催化作用。

▲热液成矿及表生作用过程中致密液体层内金富集的示意图