【报送单位】: | 2025-10-27
《石之艺术》专栏开栏语
京地集团作为地质行业的资深企业,三十年来始终致力于地质领域的探索与发展。在履行企业社会责任的过程中,集团充分发挥自身专业优势,将深奥的地学知识转化为公众易于理解的文化资源。通过整合集团内部的地质技术专家团队,以矿物岩石为载体,巧妙搭建起连接科学发现与艺术审美的独特平台。本专栏的设立初衷,正是为了改变公众对地质学科的传统印象,通过深入解析矿物晶体的对称美学、化石遗存的历史韵味以及岩石层理的节奏韵律,生动呈现自然科学与人文艺术之间的深刻联系。
石之艺术|地学中的美学:自然金
黄金作为一种珍贵的贵金属材料,其自然形态主要存在于原生矿或砂矿中。自然金在自然界中呈现出丰富的形态特征,其中,形似狗头的团块状狗头金尤为罕见,目前已知最大的狗头金重达285公斤。全球发现的重量超过10公斤的狗头金中,绝大多数产自澳大利亚。我国同样拥有丰富的狗头金资源,2015年1月30日,一位新疆阿勒泰地区青河县的哈萨克族牧民就曾发现一块重达7.85公斤的珍贵狗头金。这些自然形成、发育完整且未经人工冶炼的自然金,不仅具有重要的学术研究价值,还兼具独特的观赏价值和收藏价值。
一、自然金的历史文化
黄金的开采与利用贯穿人类文明发展史。早在奴隶社会时期,人类就已开始有意识地寻找、采集和储存金。从我国商代河北藁城出土的金箔,到春秋中期的错金铜器,再到战国的鎏金青铜器,直至西汉中山靖王刘胜墓金缕玉衣上精细的金丝,这些珍贵的文物不仅展现了古代工匠精湛的黄金加工技艺,更见证了人类文明不断进步的光辉历程。考古发现表明,我国迄今发现的最早黄金制品是1976年在甘肃玉门火烧沟遗址出土的金耳环和金鼻环,经碳14测定,这些饰品的年代可追溯至公元前1900-1700年之间。
二、自然金的基本特征
自然金作为单质矿物及金属元素类的重要代表,其晶体化学式为Au。尽管理论上金元素以纯净态存在,但自然界中的自然金往往含有银、铜、铁、铂、钯、铱、铋、碲、硒等多种微量元素。在晶体形态上,自然金可呈现立方体、菱形十二面体、八面体等多种单形及其聚形结构。实际观察中,自然金多表现为不规则的显微粒状,其粒度分布范围广泛,常见形态包括团块状、薄片状、鳞片状、网状、树枝状及纤维状等集合体。其中,形似狗头的团块状集合体——俗称狗头金——因其稀有性和独特形态,被视为矿物收藏中的珍品。自然金的矿物学基本性质见表1。
表1 自然金矿物学基本性质一览表
类别 | 具体描述 |
中英文名称 | 自然金,Gold |
化学成分 | Au,可含少量Ag、Cu、Fe、Pt、Pd、Ir、Bi、Te、Se等 |
晶体结构 | 铜型结构 |
晶系 | 等轴晶系 |
颜色 | 金黄色,富含银者为淡黄至乳黄色 |
条痕 | 金黄色 |
透明度 | 不透明 |
光泽 | 金属光泽 |
反射率 | 高反射率,反射率R:47.0(绿),82.5(橙),86.0(红) |
光性特征 | 均质体 |
摩氏硬度 | 2-3 |
相对密度 | 15.6-18.3(纯金为19.3) |
解理 | 无 |
断口 | 锯齿状 |
延展性 | 强 |
熔点 | 1062℃ |
放射性 | 无 |
其他性质 | 强导热性、强导电性,化学性质稳定,仅融于王水,火烧不变色 |
三、自然金资源分布与地质特征
我国作为全球黄金资源储量最丰富的国家之一,已探明金矿资源储量达11563.46吨(2015年勘查数据)。山东、四川、河南、黑龙江、贵州、甘肃、青海、新疆、台湾、云南、内蒙古、江苏、安徽等省区均分布着优质的自然金矿床。这些矿床的形成与富集过程,深刻反映了区域地质环境的多样性。不同成矿区带在岩性组合、蚀变分带及矿化样式等方面均呈现出独特的地质特征。以山东和新疆为例,两地的金矿地质特征存在显著差异。
山东省作为我国著名的金矿大省,其胶东地区的焦家、招远、烟台、三山岛和招平等矿区构成了全国最重要的金矿集中区。这些矿床属于典型的蚀变岩型金矿,矿区出露地层简单,为第四系松散沉积和新太古代变质岩石,岩性为斜长角闪岩、角闪岩、片麻岩等。矿区岩浆活动剧烈而频繁,岩性为侏罗纪玲珑黑云母花岗岩、早白垩世郭家岭花岗岩及闪长纷岩、辉绿玢岩、煌斑岩、伟晶岩等。焦家金矿区的自然金矿物主要赋存于暗黄色黄铁矿中,构成独特的矿物共生组合。
新疆自治区金矿资源分布广泛,主要集中于东阿赖山、阿尔泰山、博格达山、阿尔金山等山系,矿床成因属于浅成中低温渗滤热液型。矿区及外围出露地层为志留系、泥盆系、石炭系、白垩系和第四系,岩性为一套半深海—深海相具浊流沉积特征的浅变质细碎屑岩、硅质岩。矿区岩浆活动较弱,主要以侵入岩为主,岩性为辉绿岩、二长岩。乌恰萨瓦亚尔顿金矿的自然金矿物形态多样,以不规则粒状为主,兼有片状、薄膜状、枝杈状和针状等特殊形态。
四、自然金的应用与收藏
黄金作为重要的战略资源,其独特的物理化学特性使其在多个高科技领域发挥着不可替代的作用。在电子工业领域,黄金成为制造高可靠性电子元件的首选材料。核工业中,黄金被用作核反应堆的防护衬层,有效抵御辐射侵蚀。航天航空领域,黄金涂层应用于喷气发动机和火箭发动机的热防护系统。
除了工业应用,自然金还具有重要的文化价值。作为天然形成的矿物标本,完整晶体的自然金因其稀有性和观赏性,成为自然博物馆的珍贵展品,常被作为镇馆之宝向公众展示。这类标本不仅具有科研价值,更是普及地质知识的理想教具。在收藏界,结晶形态完美且重量可观的天然金块被视为珍品,其市场价值往往远超普通黄金制品。这些特性使得自然金在科学研究和文化传播领域都占据着特殊地位。
供稿 刘德成
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