2003年，我院曹建劲教授团队直接用透射电镜载网在野外采样，使用透射电镜单一自然微粒分析技术，在隐伏矿体上方地表介质中发现Au、PbSO₄等单一微粒，发明用微粒的种类、大小、形状、结构、单一微粒化学成分、聚合关系、超微观生物效应、空间分布等探测隐伏矿体技术，该项技术与地气测量等找矿技术有本质的不同，是一项原始创新的找矿技术，获得《一种地气微粒找矿方法》、《一种水微粒地球化学找矿方法及其应用》、《一种利用单一纳米微粒的化学成分数据预测隐伏矿床的方法》等8项国家发明专利授权，太阳集团tyc9728对该项找矿技术拥有自主知识产权。

在地表介质中，含金微粒在哪里富集？大家都知道这一问题对于找矿是非常重要的。近日，我院博士研究生麻少婷在《Ore Geology Reviews》发表论文（我院曹建劲教授为通讯作者），揭示了含金微粒在地表介质中的富集规律及其找矿意义。该论文的主要成果如下：

1、通过对广东长坑金矿床、内蒙古柴胡栏子金矿床、甘肃阳山金矿床、湖南康家湾铅锌金银多金属矿床、内蒙古东升庙多金属矿床等30个矿床地表不同介质（如土壤气固体、地下水、动物、植物、断层泥等）中3000多个微粒的种类、大小、形状、超微结构、单一微粒成分、空间分布等特征，以及对各介质中含金微粒出现的频率和金含量分析对比，结果表明植物是天然含金微粒的富集体之一。

2、在甘肃阳山金矿床地表采集5种该地区的优势植物物种：野棉花、蒲公英、艾草、松树、问荆，对这些植物中的含金微粒分析表明，不同植物物种对含金微粒的吸收和富集情况存在差异。相比于其他植物，野棉花更富集含金微粒（图1），野棉花中的含金微粒的金含量约为3wt%-60wt%。松树中也发现了大量含金微粒，但微粒的金含量相对较低，约为6wt%-11wt%。其他植物样本中的含金微粒相对少见，同时金含量也较低，约为0.5wt%-5wt%。这说明相比于其他植物种类，野棉花对含金微粒有较强的吸收和富集能力，是一种富集含金微粒的植物，这种植物是一种良好的找矿采样介质。

3、在甘肃阳山金矿床地表野棉花茎样本中发现大量无定形、粒度约为5-10nm 的含金微粒（图2），主要由Au、Cu、Cr和O组成，还有少量的Si和Al，在野棉花的侧根和主根中发现了形貌相似，成分相同的微粒。同样在蒲公英的茎和根中也发现了形貌均为圆形，成分主要为含Au的Fe氧化物微粒。结果表明植物根和茎中的微粒具有一定的相似性和继承性，为天然含金微粒在植物根茎中的迁移提供了新的依据。比较了同一植物种类（野棉花）的侧根、根、茎中的含金微粒的出现频率，野棉花的茎中有大量的含金微粒，且微粒中金含量也较高，这说明含金微粒可以选择性聚集在植物的某一部位。

图1 野棉花中的含Au-As-Sb-S-O微粒

图2 （a-g）野棉花茎样本中的含金微粒；（h）野棉花侧根样本中的含金微粒；（i）野棉花主根样本中的含金微粒

4、在透射电子显微镜中能直观观察到含金微粒在细胞内存在的位置和细胞的超微结构。结合以往对其他矿床植物的研究，含金属微粒在植物细胞的细胞壁、细胞质膜、细胞间空隙以及细胞质中均有分布，但是相对来说含金属微粒会集中在细胞质膜上。在本次研究中，在上述细胞位置都观察到了含金微粒，而大量小颗粒的含金微粒穿过细胞壁，被吸附在细胞质膜上，在质膜上小颗粒会聚集形成大颗粒的聚集体。同时还观察到了含金微粒在植物亚细胞水平的两种运输途径，一种是质外体运输途径（图2d），含金微粒在细胞间隙运输，穿过细胞壁进入细胞内，在细胞壁内可以聚集成更大的微粒；另一种是共质体运输途径（图2g），含金微粒通过两个细胞间的胞间连丝进行细胞间的运输。

5、甘肃阳山金矿床隐伏矿体上方地表植物组织中的微粒不仅含有金，还含有与隐伏矿体相关的其他元素，如Cu、Zn、Cr、Fe、Pb、S。然而，含有这些金属元素的微粒在背景区域的植物标本中几乎没有出现，这表明隐伏矿体上方地表植物中的含金微粒来源于地下隐伏金矿体。为此，提出使用含金微粒富集植物内的含金微粒超微结构、组成和空间分布等探测隐伏矿体（图3），该技术利用了特定植物对含金微粒的超强吸收性和耐受性，将有效提高找矿准确性，降低找矿成本。

图3 植物吸收与隐伏矿体有关微粒迁移和分布模式图

第一作者：麻少婷，ok138cn太阳集团博士研究生，主要从事微粒找矿技术，以及微粒形成、迁移和分布研究。

通讯作者：曹建劲，ok138cn太阳集团教授，主要从事微粒找矿技术，以及微粒形成、迁移和分布研究。主持国家自然科学基金重点项目、6项面上项目和国家高技术研究发展计划课题，已在《Environmental Chemistry Letters》、《Science China Earth Sciences》、《Chemical Geology》、《Ore Geology Reviews》等刊物上发表学术论文146篇。

原文信息: Ma Shaoting, Cao Jianjin, Liang Huihuang. A study of Au-bearing-nanoparticle-enriched plants from the concealed gold deposits and their prospecting significance. Ore Geology Reviews, 2024, 165, 105910.

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2024.105910

图文：麻少婷 曹建劲

初审：黄荣

审核：张照

审核发布：何晓钟