富金礦的形成大致上可分成二個階段,第一個階段是熱液將黃金從含金量低的岩石中溶出,這個階段主要是氧化反應,必須要有足夠強的氧化劑,才有辦法做到,有部分人誤認為是硫酸,而忘記還有氧化力強更多的高鐵離子Fe+3。中國金礦學者知道高溫的氯化鐵會溶解黃金,同理也該想得到低溫時黃金就會沉積,就是進入富金礦形成的第二階段黃金集中沉積形成礦脈。如此自然金與鐵礦常在一起是理所當然的。
因此第一階段金礦熱液形成,其氧化劑我的假設是溶在熱液水中得氧氣與熱液形成過程中如黃鐵礦等與氧作用產生的Fe+3,這個部分全世界所有脈型金礦大致上相同,而溶在熱液中的黃金則多以(AuCl4)-錯離子存在,或者Cl-有被F-取代的情形如科羅拉多的金礦。
同樣的第二階段黃金的沉積,則是必需有還原劑才行,如果熱液進出始終走相同的路及通道,原本酸性的環境下,即有大量石英堆積,直到溫度再降時反轉過來Fe2+變成還原劑,讓(AuCl4)-等含金離子還原,黃金於是析出沉積在水晶上面。這時熱液的酸度如果還夠,產生的Fe+3會被帶走,如果酸度不夠或是反應速度太快,就會看到Fe2O3與FeO(OH)與產生的黃金形影不離。
參考下面標本:按鐵礦含量比例排序
而在諸多 Gold in Quartz 標本中,吾人發現黃金潔淨的長在水晶上的比例非常少,幾乎都有鐵礦的影子。
產地澳洲
產地內華達州
產地加州
產地新墨西哥州
產地臺灣九份
產地加州
產地亞利桑那州
產地俄羅斯
中國的金礦學者將這種現象稱為黃金具有親鐵性,其解釋為黃金的化學性質與鐵接近;然而這卻是嚴重的謬誤,因為黃金與鐵的性質並不相近。在下面更極端的例子,黃金就混在鐵礦中而沒有水晶,如下圖:
產地澳洲
產地澳洲
至於下面金瓜石的標本自然金雖然也混在鐵礦中,但是卻沉積在重晶石而非水晶上,所以形成過程可能不太一樣。
不過由於黃金是以粉末狀完全與鐵礦混合,更能說明鐵參與了這些金礦形成的反應,至於水晶多數存在但不是絕對。
附件一:金與高鐵離子的反應
第一個反應在高溫時熱液將黃金從岩石中溶出〈反應向右進行〉,熱液轉移至溫度低的地方反應則又回到左邊於是黃金又沉積出來,在不同酸鹼度沉積的臨界溫度不同,由第二個反應可知酸性越弱時Fe2O3越容易形成,此時第一個反應式中的Fe3+減少有利於黃金的產生,因此酸性越弱時熱液溫度高也有黃金產生,而且產生黃金的速率比較快。
熱液在通道流動時,水晶猶如散熱片,溫度總比熱液低一些,因此會率先達臨界溫度,沉積出黃金,一旦產生黃金時,黃金是更佳的散熱片,使得黃金繼續堆積,產生塊狀、絲狀的黃金。在酸性較高的環境,因而沒有Fe2O3與FeO(OH)產生,所以水晶上沉積的黃金是潔淨的,但是產生黃金的速率會因為Fe+3產生逆反應而變慢,好處是黃金的結晶比較明顯,如內華達州的許多標本。