Китайски учени проследиха формирането на златни наночастици върху пирит

Китайски изследователи разкриха механизмите, чрез които златни наночастици се образуват на повърхността на пирит при контакт с водни разтвори. Статия с резултатите е публикувана в списанието Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Екипът установи, че между пиритната повърхност и водата се образува плътен течен слой, който функционира като своеобразна „нанофабрика“ за натрупване и утаяване на злато. Това явление се наблюдава дори при изключително ниски концентрации на благородния метал — в експериментите става дума за около 10 части на милиард.

Времева динамика на процеса

Резултатите демонстрират ясна времева последователност. Около 13 минути след първоначалния контакт между пирита и разтвора се формира плътният течен слой в непосредствена близост до минерала. Приблизително 20 минути по-късно в този слой започват да се появяват първите златни наночастици. С течение на времето броят и размерът на частиците се увеличават, което показва напредващо утаяване и растеж на наноструктурите.

Тези наблюдения осигуряват ключови доказателства за моментните явления по границата между пирит и вода и обясняват как от разредени златосъдържащи течности може да се образува концентрирано злато на минерални повърхности.

Значение за образуването на златна руда

Откритието предлага нова перспектива за процесите, довеждащи до възникване на висококачествени златни залежи. Утаяването на златото, индуцирано от пирита, е посочено в публикацията като критичен етап при формирането на рудни тела. Въпреки това динамичният механизъм на този етап до момента не беше добре разяснен — повечето предишни изследвания разчитаха на анализи след приключване на реакциите, които не улавяха преходните фази и бързите промени в интерфейса минерал–течност.

Новите данни показват, че плътният течен слой може да играе централна роля при концентриране и агрегирането на атоми и йони на златото, което улеснява прехода от разтворено състояние към твърди наночастици. Това е от значение за геоложкото разбиране на натрупването на златни ресурси и за моделирането на образуването на рудни тела.

Методика и авторски колектив

Изследването е ръководено от Института по геохимия в Гуанчжоу към Китайската академия на науките. Екипът успя да наблюдава в реално време реакцията между пирит и нискоконцентрирани златосъдържащи разтвори, което отличава настоящата работа от по-ранните постреакционни подходи. Наблюденията в реално време позволиха директно проследяване на появата и развитието на течния слой и последващата генерация на наночастици.

Публикуваните данни включват хронологични наблюдения и описание на морфологията и поведението на наночастиците в хода на експериментите. Такива детайлни времеви редове са ключови за валидирането на моделите за утаяване и за по-доброто разбиране на условията, при които разредени златосъдържащи течности се превръщат в концентрирани находища.

Заключение

Откритието на плътен течен слой, действащ като „нанофабрика“ за злато върху пиритни повърхности, обогатява знанието за ранните стадии на формиране на златни частици и рудни залежи. Реалновременните наблюдения, извършени от екипа в Гуанчжоу и публикувани в PNAS, предоставят нов механистичен поглед върху процеси, които преди това бяха трудни за директно проследяване. Това развитие има значение както за фундаменталната наука, така и за моделирането на геоложки процеси, водещи до натрупване на злато.