地球内部有4000万亿吨黄金，人均55万吨，为何没人敢开采？

元宇宙 2023年01月03日 10:51 96 Connor

据调查研究显示，黄金在世界人类史上已有接近7000年的历史，我国大概在4000年前新石器时代的时候就已经开始使用它。它作为一种华贵的金属，被人们视为尊贵的象征，不仅用于神像的塑造，也被打造成首饰装点自己，活跃于人们的日常生活中。

Tips：目前中国发现的最早的黄金制品是战国时期楚国的“郢爰”。“郢”为楚都城名，“爰”为货币重量单位。距今已有约2500年历史，是目前中国发现最早的黄金货币。

由于黄金质地软，容易分割，本身具有商品价值，曾取代贝壳作为货币在市场上流通。在我国古代就以刀币的形式，作为老百姓的通货，在全国上下使用。国内目前发现最早的黄金货币是春秋战国时期楚国的爰金，也叫“印子金”、“饼金”等。随着人类对黄金用途的进一步挖掘，黄金如今被越来越广泛地应用于各大领域。由于黄金的性质稳定，电子行业中精密仪器的制造总少不了它，也被用于手表、奖章奖牌、镶牙等其他产品的制造。

Tips:据2019年相关统计数据显示，全球黄金储量约5万吨（USGS），澳大利亚、俄罗斯、南非、美国、印尼占黄金储量前五位，累计占全球储量总量的48%。而从全球黄金产量分布情况观察，中国（420吨）、澳大利亚（330吨）、俄罗斯（310吨）、美国（200吨）及加拿大（180吨）是全球前五大黄金生产国，累计年黄金产量占全球黄金总产量45%。

发现黄金

但是市面上存在的黄金本身就很稀少，普通民众基本上很难拥有它。再加上黄金本身的价格昂贵，它虽然不是生活必需品，但是使用黄金制成的器皿或者饰品，仍然引得人们争相追捧。由于只有贵族、皇族或者大富豪等极少数人才能够拥有，因此也被视为财富与等级的划分。作为货币流通的刀币中虽然也含有黄金，但是成分较少，更多的是使用含铜的钱币，因此随着黄金越来越贵，它也逐渐成为收藏物，其流通作用也逐渐被纸币所取代。

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Tips：18世纪末，美国鼓励国民向西部地区迁移、进行土地开发,称之为西进运动。詹姆斯·马歇尔在此过程中发现了金块踪迹，美国西部由此掀起了淘金热，在全球淘金者当中，华人矿工超过了1/4。

在世界历史上，由于黄金的稀少，人们为了得到黄金，曾一度争得头破血流。比如美国的西进运动，就是为了挖掘黄金，其结果差点导致印第安人的灭绝。在中世纪时期，人们也是为了寻找黄金，才开辟的航海路，哥伦布发现美洲大陆正是基于这一点。人们为了黄金，不仅发动战争，而且无所不用其极。

Tips：二战结束后，美国的黄金储备价值为246亿美元，约19925吨，占当时整个世界黄金储备总额的74.6%。

那么，黄金在地球上应该寥寥无几，少之又少才是。可是科学家探索后发现，事实并不是这样的。据统计，地球内部有4千万亿吨黄金，人均55万吨，可是没人敢开采，所以才导致市面上黄金的极度稀缺。照理来说，每个人能分到这么多黄金，基本上一辈子都用不完，但为什么没人敢开采呢？是什么限制了人类的野心呢？这就要首先说一下地球上黄金的形成了。

黄金的形成

说出来你可能不相信，黄金其实是“天上掉下来的”。在地球刚诞生的时候，并不存在黄金这一物质。黄金属于重元素，而地球上并没有重元素形成的条件，必须要经过核聚进行元素的重塑，使轻元素变为重元素。

Tips：轻元素与重元素的区别：轻元素是指原子序数10至20的元素，重元素主要是指原子序数较高，相对原子质量较大的元素。

黄金的形成其一是由于中子星和地球的碰撞，其二是由于超新星爆发。中子星和地球碰撞的时候，由于温度极高，一部分物质脱离中子星本身，金原子变成质子、中子以及电子被压缩到一起的简并态，然后与宇宙中的尘埃相结合，附着到地球上，形成金子。超新星爆发的时候发生聚变，产生很高的温度也会形成金子。所谓“真金不怕火炼”，说的可能就是和它的起源有关。

Tips：黄金的颜色为金黄色，金属光泽，难分解。密度19.3g/cm3，熔点1064.4℃；具良好的延展性，能压成薄箔，具极高的传热性和导电性，纯金的电阻为2.4P。

黄金在整个宇宙的储量都不是很多，因为中子星发生碰撞的概率极低极低。目前地球上的黄金主要是来自于很久之前的一次中子星撞击，经过地球附近的陨石被高温熔化，形成金子沉到地底下。因为金的密度大，所以大部分都集中在地球内部，地面上的很少，一般需要进行特地的挖掘开采，这就导致了黄金的稀少与昂贵。

Tips：岩金又叫矿金，大多与其他金属伴生，其中除黄金外还有银、铂、锌等其他金属。产于不同的矿山而所含的其他金属成分也不同，一般在50%-90%之间。

人类开采的黄金主要分为岩金和砂金两种。金本来被埋藏在地底深部，但是由于地壳运动，火山爆发以及岩浆喷涌，金元素从地核的裂隙中逐渐涌入到地壳和地幔中，再经过海水的沉积于岩石的变质作用，慢慢浮现到地球的稍表层，然后和沙子或岩石相结合形成砂金和岩金。

有些分布在高山地区，有些则经过风与水的改造，分布在海洋与湖泊附近。他们历经千万年的积淀，静静地躺在地下，等着人们去发现与开采，俗话所说的“淘尽黄沙始得金”就是这个道理。黄金的形成非常缓慢，地球上能有4千万亿吨黄金，那是经过了46亿年的沉淀。

Tips：砂金是指山体中的岩金被河水冲刷、金与石英矿脉分离而成的金。岩金开采的工序相对复杂而艰辛，一般开采出来1吨矿石，才能提炼出几克黄金，而我国已知的砂金矿床点就有3200多处。

人类对地心的探索

人类的征途不仅仅是星辰大海，还有地底深处的这一神秘世界。科学探测表明，地心附近黄金存储量极多。据相关数据显示，黄金在地球内部的占比为99%，地面仅为1%。为了提高人类的经济条件，人类发起了向地心进军的任务，甚至有人打算凿穿地球。

Tips：目前地球上的金矿数量很少，每年产出的黄金大概在3000吨左右。而据科学家勘测，估算出地球的黄金总储存量，大概在60万亿吨。

1958年美国科学家发起的“莫霍计划”，企图达到地壳与地幔分层的莫霍面，在还没达到地壳的九分之一时，就因为资金问题而无法继续。

1987年德国科学家再一次进行尝试，钻到了地下9000米左右，由于钻头无法承受高温，资金难以支持而宣布终止。

Tips：科拉超深井是于1970年在邻近挪威国界的地区开始的一项科学钻探。井深记录在2008年和2011年被在卡塔尔的12,289米和俄罗斯在的Odoptu OP-11油井12,345米打破，排名世界第三

前苏联时期在科拉半岛钻探了一个超深井，其深度高达12262米，花费了接近二十年时间，而最后262米的钻探竟然就占据了其中一半的时间，由此可见，越进入地表深处，其开采难度呈指数上升。金矿床的金含量达到4克/吨就值得开采，而这个钻井的黄金含量起码可以达到85克/吨以上，这是多么迷人的诱惑。可是对它的探测到12000多米就戛然而止。

黄金开采面临的困境

黄金的开采困难重重，深入地底开采后，更是面临着种种需要解决的问题。主要包括成矿前与成矿期的断层以及破碎带的影响，成矿后的构造作用，矿体被穿切和叠加后使岩体变得更为复杂。

Tips:截至2020年5月，全球官方黄金储备共计34904.76吨。中国是全球黄金产量最大的国家，2019年产量为380.2吨，连续13年位居全球第一。

高应力作用下对地压的控制和支护性能，通风排气、降温、排水技术等。其次，开采进入地底深部以后，会导致异常的地压活动，可能会产生塌方、冒顶、突水、岩爆、岩石剥落、岩体失稳等状况，影响生命与设备的安全，矿柱开裂、围岩弹射都是可预计的现象。

此外，岩体的结构会随着进入地底深部而发生相应变化，坚硬的岩石会变软，弹性的会变成塑性的。我们目前掌握的都是浅部开采的理论，其支护设计并不针对深层开采，因此并不适用。地球内部的压力随着开采深度的增加而增加，同时由于地层的不同，处于不同的地壳层其压力也不一样。而人类要想开采黄金矿石，就必须要承受这个压力，就必须要有支护设计，否则稳定性不够，可能会出现岩爆导致安全事故的发生。因此，摆在目前的一个技术难题就是如何平衡在开采时的地压。

Tips：地压泛指在岩体中存在的力，矿床开采过程中，地压显现往往给采矿工作带来巨大灾难，它不仅危害生产安全，而且会使矿山局部停产，甚至毁灭整个矿山。

再加上复杂环境下竖井井壁的稳定性，如果在海底深处对黄金进行开采，海底深部的矿石可能会面临海水的涌入与溃入等风险，若发生渗流，可能会带来堵水，岩体中孔隙水压的增大会严重影响竖井井壁的稳定性。如果岩石井壁很不稳定，则随时可能塌方，在上部岩层压力下产生塑性变形导致的缩颈，会把井筒堵死或者掩埋，导致安全事故。为了不让地压活动影响矿石的开采，还必须解决充填方式与充填体的强度问题。

Tips：三山岛金矿成为全球首座安全高效开采海底金属资源的矿山，是全国惟一一个海底采矿的金矿。

地球和科学技术对开采的限制

人类目前的钻井深度差不多一万米左右，深入地球内部受压力、温度以及岩石性质的影响，通风、支护、岩层变形监测等都是迫在眉睫的问题。但以人类当前的技术来说，要彻底解决这些问题还远远不能。

地球内部的温度就是一只阻止我们迈向地心之路的拦路虎。别看我们生活在地表上，一年四季分明，冬暖夏凉，温度适宜。可地球最初是一颗大火球，温度特别高，在地面将近-1800米的地方，温度高达52℃，地球内部温度呈指数状态变化。

Tips：地球由地壳,地幔,地核三者组成，各层结构的温度也不一样。地壳底部和地幔上部的温度约为1100℃-1300℃，地核约为有4000~6800℃。

不同的地层温度明显不一样，在地壳层，每向下挖掘100米，温度就会上升3度左右。当垂井深度为3000米时，温度接近100度。如果要开凿万米深的钻井，温度至少也得300℃以上。

Tips：地球表面的气温受到太阳辐射的影响，全球地表平均气温约15℃左右，地球中心处的地核温度更高达5000℃以上。

在采矿过程中，设备不断消耗能量并产生能量，产生的热能受地下风的影响，充满矿井，使温度进一步升高。在开采时，需要使用循环液体，减少与岩壁的摩擦，把底下开采过程中产生的碎岩石带到地面，并把井筒清洗干净，达到冷却钻头，润滑钻杆的目的。

但是液体也会产生压力，如何在地球深部顶住压力进行液体的输送，也是有待解决的问题。地幔温度远高于地壳，未来用耐高温的金属流体也许可以做到这一点，或者把核电厂用的金属钠流体用于钻井也可能行的通。

Tips：液态金属是指一种不定型金属，液态金属可看作由正离子流体和自由电子气组成的混合物。液态金属也是一种不定型、可流动液体的金属。

地底开采难度大

越往深处钻，钻头受到的压力也会越来越大，能钻透岩石层的能力也会越来越有限。垂直井的钻头压力作用于一个点上，钻起来还比较容易。但是为了避免地底空腔和其他问题，钻井会发生一定程度的倾斜。

偏斜会使钻杆的摩擦力增大，在某个位置时没有钻压，即使有力也无处使，无法钻开岩石，开采工程也就无法继续。而且不同岩石的坚硬程度还不一样，如果遇到最硬的玄武岩，那就只能束手无策了。

而且随着地下的深入，温度不断升高，钻头切穿也越来越难，温度一旦过高就会使钻头熔化。现今使用的钻杆，在温度超过300℃时，其耐磨性和强度会大幅度下降。一两万米时钻杆还能坚持，当继续往下深入，钻头被熔化成水，直接罢工。所以要想接近地心深处“取金”，以现今的技术来说无异于痴人说梦。说不定人类等下一次中子星碰撞更快一些。

Tips：钻头是进行钻井工作的重要工具，钻井的深度也与钻头材质有关。在1994年苏联启动的科拉超深钻井中，就因为地层深处的温度高达300度，导致钻头磨损十分严重，阻碍了工程进行。

由于地球是个圆的，人类在钻井的过程中虽然也有辨别方向的陀螺仪等，但达到一定深度厚基本就没什么用了，如果没有方向的指引，出现一点点偏差就会导致工程脱离轨道，不是绕着地心转圈就是远离地心，又如何去地心淘金呢？

在地壳层的岩石越往下越坚硬，以如今的材料如何保持钻头的刚性与韧度，在地压的控制下经受住摩擦力，并沿着固定方向钻探，这是个问题。

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