古人是如何勘探金矿并开采黄金的

古代金矿开采的各种方法金矿的采选（1）开采金矿床的类型金矿资源主要分两大类：一类为脉金矿，矿床大多分布在高山地区，由内力地质作用（主要是火山作用、岩浆作用、变质作用）形成，脉金矿又称山金矿、内生金矿；另一类为砂金矿，由山金矿露出地面后，经过长期风化剥蚀，破碎成金粒、金片、金末，又通过风、流水等的搬运作用，在流水的分选作用下聚集起来，沉积在河滨、湖滨、海岸而形成冲积型、洪积型或海滨型砂金矿床。有的山金矿风化剥蚀后，碎屑产物在原地堆积，则形成残积型砂金矿床；如果沿斜坡堆积，则形成坡积型砂金矿床。砂金矿床又称外生金矿，其成矿时代可以在古生代、中生代、第三纪、第四纪或现代。此外，还有一种伴生金矿，其含金量低，常常在有色金属矿井过程中加以回收，并进行综合利用。我国古代早就有山金、砂金之分。但山金的含义不仅指脉金矿，而且还包括残积型、坡积型砂金矿床，意即指山上产的金。古代砂金矿床又可分为"水金"（自"水沙中"淘洗而得的砂金）和"平地掘井"开采而得的砂金。砂金矿中，与绝大多数金粒有明显区别的大颗粒金，叫块金，俗称"狗头金"。狗头金的发现，往往被认为是采金史上的大事。《天工开物·五金》中说："千百中间有获狗头金一块者，名曰金母。"狗头金绝大多数产于冲积型砂金矿中，有些产于近地表的次生富集带中。卢本珊等先生通过对比分析，发现明代对脉金矿有新的认识：第一，史料中有关脉金的踪迹。陕豫交界的小秦岭金矿，其东区陡壁上现存的碑文记有："景泰二年（1415 年）六月廿日起，开硐三百眼。"可见开采规模较大。小秦岭金矿矿田内地势陡峻，海拔在650-2400 米之间。矿体由金矿脉及含矿蚀变糜棱岩组成，伴生有铜、铅、银、钨及大量的黄铁矿。《天工开物·五金》："金多出西南，取者穴山至十余丈"。这一记载乃指开采脉金矿而言。现代地质勘探表明，我国西南地区，如四川即以脉金矿床为主。云南古代开采的砂金也来源于金沙江（古丽水）流域的山中脉金矿，清末，这里仍在开采。西藏地区金矿有喜马拉雅成矿带，西藏黄金之多在弃宗弄赞时代已经闻名。明方以智《通雅》卷四十八金石条"山金为马蹄金"。清谷应泰《博物要览》卷三马蹄金条"出林邑山峒石中，凿石取之，状如马蹄。又名马蹄金，乃生金也。"这里所说的山金，可能指脉金矿床。第二，"伴金石"与脉金矿床的关系。关于"伴金石"的描述，文献中多有记载。《本草纲目》卷831 引《本草拾遗》："（陈）藏器曰：常见人取金，掘土深丈余，至纷子石，石皆一头黑焦，石下有金。"纷子石为何石？屈大均《广东新语》卷15 引《始兴记》："掘地丈余，见有磊砢纷子石，石褐色，一端黑焦，是为伴金之石，必有马蹄块金。盖丹砂之旁有水晶床，金之旁有纷子石。"可见，纷子石即伴金石。宋寇宗奭《本草衍义》卷五："颗块金，即穴山或至百十尺，见伴金石，其石褐色，一头如火烧黑之状，此定见金也，其金色深赤黄。"明《天工开物·五金》："金多出西南，取者穴山至十余丈，见伴金石，即可见金，其石褐色，一头如火烧黑状。""然岭南夷獠洞穴中，金初出如黑铁落，深挖数丈得之黑焦石下。"由上述可见，找金匠师已把伴金石作为金矿的找矿标志。只要找到伴金石，必定可以见到金矿。第三，原生银金矿床属于脉金矿。这类矿床，我国至迟在隋唐就已开采。银金矿的形成与中生代酸中性火山岩、次火山岩活动有关，在我国分布于东部沿海地区、西南及西北地区。根据银金矿所伴生的硫化物数量，则属于贫硫化物金矿，也称"新金银矿床"。据史料记载，我国从隋开皇十八年到明洪武间（约公元598-1398 年）在山东莱、登两州开采的金矿，主要是原生银金矿床。山东临沂的银金矿，唐、宋、元、明四代都在开采。（2）金矿的采选古代在金矿的开采，特别是砂金的开采中，采矿和选矿通常是连续作业的，所以史料中常将"采淘"或"淘采"二字连用。金矿经淘选之后，基本上就是金，只是颗粒细小而已。下面分两部分简述之。其一，砂金的淘采。我国古代选矿方法除人工手选外，一般采用重力选矿法，其中包括重砂淘洗选矿法、溜槽选矿法。重砂淘洗选矿法中，又可按使用工具和操作方法的不同，分为淘洗盘法、淘洗筛法、淘洗船法。由于砂矿是由碎屑物质组成的，选矿时往往无需经过破碎、磨细，这样可以减少选矿工作量和降低成本。砂金的淘选也是如此。淘选的原理是利用矿物比重差（一般石英砂的比重为265，金的比重为193，铁砂的比重为78 以下），在水介质中，借助外力作用，产生不同的运动效果，使矿物按比重分层分带，从而使矿物分离。金之所以能在河流中被淘洗出来，是因为它的比重很大。水金的淘采方法《天工开物·五金》中说："水金。皆于江沙水中，淘沃取金。"可见，水金的采掘对象是含金河沙。由于"水金"在江河溪流之中，水介质很方便，因此，淘采时采用淘洗法或溜槽法，均具备其有利条件。第四纪冲积层砂金的开采方法 宋洪咨夔《大冶赋》："寻苗罽淘之邃，破的■壁之壅。"似指冲积层所出的砂金。《天工开物·五金》："平地掘井得者""不必深求而得"，说明明代开采第四纪冲积层砂金或残积型、坡积型砂金矿床，显然采用了轻型工程（剥土、开槽、浅井等）。古代砂金淘采方法的考察研究 据史料记载和考古发现，我国很早就掌握了重砂淘选法并在长期的生产实践中积累了丰富的经验。淘选法不但用来淘采自然金，而且用来回收银、铜、铁、锡等金属矿砂。无论用于哪种金属矿砂，古代的淘选方法及使用工具基本上都是相同的。明代《天工开物·五金》"淘洗铁砂"图中的淘砂盘和我国现代仍然使用的淘金簸箕的形制完全相同，就是一个很好的例证。其二，脉金矿的采选。关于我国古代脉金矿开采的详细情况，还有待于发掘史料并对考古资料作进一步的论证。从有关史料看，如唐白居易《赐友五首》并序之二，诗的第一句是："披砂复凿石，矻矻无冬春。"说的是开采金银要开凿岩石，无论天寒天暖都要照常进行作业。宋寇宗奭《本草衍义》卷五："颗块金，即穴山或至百十尺。"《天工开物·五金》："金多出西南，取者穴山至十余丈。"《清一统志》：（临沂宝山）"上有洞穴数区，产金银矿石，元时开矿处也。"《龙泉县志》：（银金矿）"脉浅，无穿岩破洞之险。"这些记载都说明，开采脉金矿需要凿岩辟石，穴山破洞，进行地下工程是肯定无疑的。我国有一些地名也反映了金矿的开采方式，如黄金洞（平江、隆回）、金子洞（藏江）等地，古代都是以凿洞采金为主。关于脉金矿的淘选，《浙江通志》引《龙泉县志》说："黄银即淡金。每得矿，不限多少，俱舂碓成粉。"这是碎矿。"然后以水浸入，磨成细粉，仍贮以木桶浸之。用杨梅树皮渍搅数次，石粉浮而金粉沉，乃用金盆如洗银法洗之。"至于洗银法，明陆容在《菽园杂记》卷十四铺叙甚详："。若细粘与梅砂，用尖底淘盆。"明确指出回收精矿砂要用具有棱槽的淘砂盆。"浮于淘池中，且淘且汰，泛扬去粗，留取其精英者。其粗矿肉，则用一木盆，如小舟然（注：即平底淘洗船）。淘汰亦如前法，大率欲淘去石末。"指出平底淘洗船的功用是淘去砾石。"存其真矿，以桶盛贮，璀璨星星可现，是谓矿肉。"上述精矿的富集，是通过重砂淘洗选矿法，清除脉石等杂质而实现的。陆容说，淘洗粉状及细砂状矿砂，要用棱槽淘船，以便回收精矿。淘选粗矿肉，要用平底淘船，这是由于"粗矿肉"含废石较多，用平底淘船淘洗后便于目测及手选废石。陆氏的记述中值得称道的是，同一选矿流程中，古人根据不同的粒级、不同质量的矿砂分别选用棱槽淘船和平底淘船，表明明代的重砂淘洗选矿工艺达到了相当高的水平

黄金是最早发现和使用的金属之一。早在新石器时代(约1万年～4000年前)人类已识别了黄金。中国至迟在商代中期(公元前14～13世纪)已掌握了制造金器的技能，在河南安阳等地出土的殷商文物中即有金箔。《周礼·地官》中说：卝(音矿)人掌金玉锡之地。这是古代文献关于矿冶的最早记载，说明当时已特设专职官员掌管官营矿冶了。相传战国时期随着商业的发达，黄金成为通行的货币，加上封建统治阶级的奢侈生活装饰的需要，对黄金的需要随之增大。春秋时期托名齐相管仲作的《管子·地数》篇中说门“上有丹砂，下有黄金；上有磁石，下有铜。”说明春秋时期已有采金知识。

黄金是人们最喜爱的金属。但很多人不知道，黄金在科学史上曾起到过重要的作用。

在自然界中，黄金通常呈单质状态存在，是人们最早认识的物质之一。它常与河沙混合在一起，或与岩石掺杂成块状。在世界各地都曾发现过金沙和天然金块，其中19世纪在澳大利亚发现的最大天然金块达214kg。

早在远古时代，人们就用黄金来制作装饰品，后来又作为货币使用。至今，世界各国银行仍将黄金储备作为发行货币的基准之一，仍有许多人习惯将黄金看做是财富的象征，以佩戴黄金制成的首饰为荣。

由于黄金珍贵而稀少，古代无论是东方还是西方，都有很多人希望通过某种方法，利用廉价金属制成黄金，由此发展成为一门独特的知识——炼金术。例如古希腊的炼金术士先把锡、铅、铜、铁等按一定比例熔合成黑色合金，在其中加入水银、砷或锑，使其变成白银色，然后再加入少量黄金“酵母”，并用硫黄水等“染媒剂”进行处理，最后合金呈现出金**，似乎就真的变成“黄金”了。

这是科学史上最令人惊叹的一幕。从公元前15世纪起直到公元17世纪大约3000多年间，无数炼金术士在自己家里或深山老林的烟熏火燎中，做了大量化学实验，为后人留下很多描述自然界各种物质特性的书籍。许多西方早期科学家包括牛顿在内，都是炼金术的忠实信奉者。

虽然最终没有炼出黄金，但炼金术的方法后来应用到制药和冶金方面，逐渐演变成西方近代化学。英语中“化学”(Chemistry)一词就来自于“炼金术”(alchemy)，而“化学家”一词本来的含义则是药剂师，因为早期并没有化学家这个专门职业，都是由药剂师兼任的。

通过炼金术，人们逐渐形成了有关元素与化合物的概念，不仅发现了磷、砷等以前不知道的元素，而且制造出许多自然界原本没有的化合物，包括硝酸、盐酸和硫酸等。它们比以前人们所用醋酸的酸性要强得多，不需要高温及长时间的等待就可以把物质分解。人们逐渐明白了哪些东西可以分解成更简单的物质，哪些则不可以。到18世纪，以往人们一直以为是元素的空气被分离成氧和氮，水被分解成氢和氧，石灰石则被分解成氧化钙和二氧化碳……，在这一过程中，人们认识了越来越多的元素，最终建立起科学的元素学说和原子论。

直到20世纪人们才真正了解，黄金与其他元素一样，都是由电子和原子核组成的，它们之间的差别是原子核内的质子和中子数目不同。现代科学家利用高速粒子轰击原子核，可以导致原子核发生嬗变，完全有可能用其他物质人工制造出黄金，实现古代炼金术士的梦想。

金子基本上是很稳定的一种金属从水中淘金只是其中一种方法 用来淘取砂金 就是那种基本上独立存在的没有和其他矿物质结合在一起的金子

用水淘金的方法叫重砂找矿法

重砂法是一种具有悠久历史的找矿方法。远在公元前2000年就用以淘取砂金。因为它方法简便，经济而有效，因此迄今仍为一种重要的找矿方法。不但可应用它寻找矿石、矿物物理化学性质相对稳定的砂矿和原生矿（如自然金、自然铂、黑钨矿、白钨矿、锡石、辰砂、矿铁矿、金红石、铬铁矿、钽铁矿、铌铁矿、绿柱石、锆石、独居石、磷钇矿等金属、贵金属和稀有、稀土金属矿产，及金刚石、刚玉、黄玉、磷灰石等非金属矿产），而且在原生矿床附近，还可用以寻找方铅矿、黄铜矿、辉钼矿和闪锌矿等硫化物矿床。可通过对人工重砂矿物的研究划分地层，对比岩体，研究矿床成因和成矿元素赋存状态，了解区域成矿特点，进行矿产预测。在矿产普查、矿床勘探和矿床研究中都要应用，并能取得显著的效果。

利用的是金子和其他矿物质之间密度的差别来淘取金子

实际上还会大量的使用水银 也是因为两者之间密度存在差异

在水里 金子会沉下去 而其他的矿物质轻微用力很容易被冲洗走

在水银中 金子会沉下去 而其他矿物质大都会浮起来 从而达到分离金子的目的

实际 金子在一些金矿（非金砂）中的提取是利用熔点的概念来提取的 不是所有的金子都是用水洗法得到的！

一、砂金的淘选

砂金矿的选金技术比较简单，主要工具是溜槽、流板和淘金盘。

溜槽长4米，宽06米，倒板高016米，安装坡度为5-7°，棒条筛由直径为15毫米的钢筋焊接而成，间隙为15毫米。在地形条件允许时，可将溜槽直接放在砂矿床底板上应用，操作前在底部铺上麻袋布或线毯，并在上边放置格条和压条，固定紧牢，防止矿层流动。流板由容易起毛的椴木、柳木和杨木做成长21米，上宽11-13米，下宽09-10米，倾角15-18°，操作时可将流板牢固地安放支架上或已砌好的斜坡上。淘金盘俗称金簸箕，用椴木或柳木制成。一般长为600-700毫米，宽为350-380毫米，高110-120毫米。其形状侧视为三角形，正视为梯形，是由两块三角形和两块梯形的木块组成。是砂金矿常用的选金工具。

选矿前先挖一个长方形的选矿坑，坑内安设溜槽或流板。将地表水引上木溜槽或流板，将挖出的矿砂倒在溜槽上，并用铁耙子在棒条筛上不停耙动，排除较大的砾石，4-8小时后即可取下压条，用水冲洗格条，反复洗涤衬垫物。把粗精矿放在淘金盘内(约占容量的60-70%)，将盘内注入一定的水后，端起摆动，并不断排水，泥沙则顺水流走，只剩下少量金粒和重矿物，此时更需精心操作，把金矿物淘去，剩下金粒。

二、砂金的冶炼

用淘选法所获得的砂金，还含有相当多的杂质，因此，必须就地冶炼，提高品位。常用的方法是火法炼金。

在选出砂金中加入一定量的硼砂、苏打和石英砂。然后放入200-2000毫升的坩埚中，在焦炭和柴油炉里鼓风加温，熔炼温度为1200-1350℃，时间为15-20小时，熔化后倒入一种口大底尖的圆锥形铸铁“蹲罐”内，倒时用小铁锤打击蹲罐，使杂渣与金银合金分开。冷凝后倒出，底部即为合金块。坩埚平均使用次数为2-3次。

火法炼金所用的铸模为灰口铁铸成长条状规格不一，大小不等的铸模，一般每模可铸合金块025-5千克，浇铸前，应先将铸模预温，以防浇铸时熔体飞溅。

砂金经熔炼后，金的品位可达85-95%。如想得到纯金，须再用硝酸或王水(一份硝酸，三份盐酸)处理，使金银分开。