自然金（nativegold），是一種自然產生的金元素礦物。化學成分為金（Au），此外常含銀（Ag）、銅（Cu）、鐵（Fe）、鉑（Pt）、鈀（Pd）、銥（Ir）、鉍（Bi）、碲（Te）、硒（Se）等元素。因形狀酷似狗的頭形，又名狗頭金。狗頭金通常由自然金、石英和其他礦物集合體組成，但多數通稱這種天然塊金為狗頭金。屬于等軸晶系。發育良好的晶體常見單形有立方體、八面體、菱形十二面體等，晶體多呈不規則顯微粒狀，尚可見樹枝狀、鱗片狀、纖維狀，其顏色變化與金的成色密切相關，高成色的金呈深黃至黃色，并帶有淺紅色調，一般成色的金為深黃色至黃白色，低成色的金呈淡綠色。其相對密度15.6-18.3；硬度為2.5-3。自然金主要產于高、中溫熱液成因的含金石脈中，或產于火山巖系與火山熱液作用有關的中、低溫熱液礦床中。
自然金按粒度可分為可見金和不可見金；按形成原因，可分為原生型和原生改造型；按嵌布類型可分為包體金、晶隙金、裂隙金和連生金。世界著名產地有南非的威特沃特斯蘭德、美國的加利福尼亞州和阿拉斯加州、澳大利亞的新南威爾士州、加拿大的安大略省、俄羅斯的烏拉爾和西伯利亞地區等地。中國的山東省、黑龍江省和湖南省等地均有產出。
自然金能用于提煉單質金，金具有極高的化學穩定性、很高的導電性和導熱性。因此，它被大量運用于火箭、核反應堆、超音速飛機、各種工業設備的零件制造中。除工業領域外，自然金在工藝、醫學等方面均有較大應用。此外，黃金作為一種天然的貨幣，被廣泛用于投資和儲備，具有重要的經濟意義。
名稱來源
自然金（nativegold）是自然產生的金元素礦物，一種產自脈礦或砂礦的自然金塊，因形狀酷似狗的頭形，又名狗頭金。狗頭金是天然產出、質地不純、顆粒大而形態不規則的塊金。它通常由自然金、石英和其他礦物集合體組成，多出現于殘坡積型砂金礦河谷型及階地型砂金礦等表生環境中，也有人以其形似馬蹄，稱之為馬蹄金，但多數通稱這種天然塊金為狗頭金。產于原生礦床中的自然金俗稱山金，它主要產于含金石英脈或蝕變巖脈中，故又稱為脈金；產于砂礦中的金俗稱砂金。
主要特性
化學組成
自然金是一種自然元素礦物，其主要成分為金（Au）。作為金的最主要礦物原料之一，自然金常含有銀和微量銅。當含銀達到10％時，自然金被稱為銀金礦。除了混雜脈石外，金本身也含有多種宏量和微量元素組分，其比例各異。自然金和砂金的雜質組分主要以同一亞族的銀（Ag）為主，其次為銅（Cu），其他雜質元素的含量與礦源相關，或具有區域性特征。例如，中國的孔隆溝地區自然金含有鉍（Bi）、汞（Hg），益陽自然金含有鉻（Cr），甚至有些富含鉑族或含放射性元素。對一些自然金和砂金內外部組分的檢測表明，它們的雜質組分并非恒定不變。隨著時間的推移，一些在氧化帶內比較活躍的元素，如汞（Hg）、硫（S）、鐵（Fe）、錳（Mn）、（U）、碳（C）等，將會從塊金和光鹵石中消失。因此，這些短暫存在的元素可能是初始金和砂金的特征，或者反映了形成條件的長期穩定性。
理化特征
自然金顏色變化與成色密切相關，高成色的金呈現深黃至黃色，有時呈現淺紅色調，一般成色的金呈現深黃色、黃色至黃白色，而低成色的金則呈現淡綠色，條痕顏色均為金黃色。金的黃色是由于相對論效應導致5d電子結構的變化，從而發生費米級電子躍遷。相對論性的鍵收縮也使金的密度增大高達18%。如果沒有相對論效應的影響，金將呈現銀色的金屬外表。
自然金密度大，硬度低，具有強延展性，可以拉成直徑僅為2微米的細絲，也可以壓成僅有1/10000毫米厚的薄片。當金被鍍成0.02微米厚的薄膜時，表現出金屬的特異性能，既具有良好的導電性和導熱性，又具有絕緣屏蔽的特性。金的硬度在2.5至3之間，比重為19.3。金不溶于酸，但可以溶于王水、氰化鉀和氰化鈉溶液，與汞反應生成金汞齊。金是無磁性的，其熔點介于1063.69℃至1069.74℃之間，沸點約為2600℃。
自然金的粒度是其生成條件的重要標志，其特點是變化巨大。在同一礦床中，甚至同一光片中的金粒度也可能相差數倍、數十倍甚至數百倍。這主要是因為自然金是由金屬組成的晶格，金屬鍵并無飽和性和方向性，這給金的粒度任意改變創造了條件。影響金的粒度大小的因素包括礦化深度、成礦溫度、重結晶作用和載金礦物種類等。一般來說，從礦床的深部到地表，金的粒度呈逐漸增大的趨勢。在高溫條件下形成的金礦物比低溫條件下形成的金礦物更細小。在同一礦床中，早期金礦物的粒度通常比晚期金礦物更細小，而與其他金礦物同時形成的金則更細小。
結構特征
自然金屬立方晶系，其空間群為Fm3m，晶格參數a0為0.4078納米，原胞中原子數目為4，表現為銅型結構。其晶體結構呈現六八面體晶類，3L4L36L29PCD對稱型。完整的自然金晶體相對罕見。通常表現為多種單形，包括立方體、菱形十二面體、八面體以及四六面體、四角三八面體等形態。盡管自然金的單體形態極為復雜，但可歸納為三種基本形態：粒狀、片狀和樹枝狀。此外，自然金也常以（111）晶面為雙晶出現，同時也可見平行連生晶形。其晶體常呈不規則粒狀，也可形成團塊狀、薄片狀、鱗片狀、網狀、樹枝狀、纖維狀和海綿狀集合體。
影響金礦物形態的因素眾多，主要包括地質成因、載金礦物成分和數量。地質成因是決定金礦物空間結構的關鍵因素。一般來說，金礦物主要呈細粒等軸狀或渾圓狀，因此靜壓力作用占主導地位。當地殼的應力大大超過靜壓力時，金粒沿應力方向生長，形成片狀、板狀、纖維狀等形態。
隨著金礦物從深部向地表過渡，晶體形態逐漸發生畸變，主要表現為拉長和片化作用的增加。這主要是由于含量增加的非均一性雜質銀、壓力差和溶液沸騰等因素的影響所致。一般來說，生成于中、深金礦床的金礦物通常呈現與菱形十二面體形成聚形的立方八面體。在深成礦床中，金礦物的形態通常為八面體，而近地表的金礦物形態則更為復雜，常見片狀、樹枝狀和纖維狀等形態。
形成原因
自然金主要產于高、中溫熱液成因的含金石脈中，或產于火山巖系與火山熱液作用有關的中、低溫熱液礦床中。
其中中、低溫熱液礦床自然金形成過程主要是含礦熱液的弱酸性使賦礦巖石中的含Fe（鐵）碳酸鹽礦物溶解，釋放Fe和Ca（鈣）進入含礦熱液體系；接下來溶解Fe的大量硫化物和溶解的Fe、Ca形成鐵白云石、方解石，導致含礦熱液中Au（金）過飽和而發生沉淀，形成自然金顆粒。
分類
按形成原因分
根據形成原因，自然金可分為原生型和原生改造型。
原生型：產于內生金礦體內的大塊金及自然金的巨晶為原生型塊金。
原生改造型：產于表生環境中的自然金應屬于原生改造型塊金。也就是說，產于原生金礦體中的大塊金及金的巨晶上升到地表面，在氧化帶遭受風化、崩解，并在重力作用及河流、洪水或冰川等機械搬運下，在山谷、河床等適宜的地表環境中沉積下來并進一步遭受改造。
按嵌布類型分
根據自然金與載金礦物的結構關系和嵌布形式，自然金可以分為包體金、晶隙金、裂隙金和連生金四種形式。
包體金：呈近等軸狀或環帶形態被包裹于主礦物中。
晶隙金：分布于礦物晶隙中。
裂隙金：充填于礦物的微裂隙或解理中。
連生金：與其他礦物緊密共生，界限明顯。
按粒度分
按中國生產實際，自然金按照粒度可以分為微細粒金、細粒金、中粒金、粗粒金、巨粒金5級。
微細粒金：自然金粒度小于或等于0.01mm。
細粒金：自然金粒度在0.010～0.037mm之間。
中粒金：自然金粒度在0.037～0.074mm之間。
粗粒金：自然金粒度在0.074～0.295mm之間。
巨粒金：自然金粒度大于0.295mm。
此外，依據粒度自然金可以分為可見金、不可見金兩種。
可見金：金的粒度>0.1μm。
不可見金：金的粒度≤0.1μm。
分布區域
世界著名產地有南非的威特沃特斯蘭德、美國的加利福尼亞州和阿拉斯加州、澳大利亞的新南威爾士州、加拿大的安大略省、俄羅斯的烏拉爾和西伯利亞地區等地。中國的山東省、黑龍江省、和湖南省等地均有產出。世界上最大的一塊自然金發現于1858年，產地是澳洲西部的巴拉喇脫金礦，它的重量為83.95公斤。
歷史
埃及人早在距今1萬年前就已經開始使用黃金制作裝飾品。尼羅河至紅海地帶不僅有沙金，也有原生金礦。中原地區在距今4000多年前就掌握了黃金的淘洗、冶煉、加工技術，商朝時已出現了金箔裝飾，西周中晚期已廣泛使用了鎦金的銅、銀玉帶鉤。公元前7世紀烏拉爾圖王國人制作的帶翼獅身人面銅像就鑲嵌了黃金和寶石。據德國克維林格教授統計，截止到公元1世紀前，非洲約生產了黃金4185噸。
公元8~9世紀阿拉伯商人在亞、歐、非三大洲，大量收購砂金及寶石。從1493年開始到16世紀，美洲的黃金業發展迅速，美洲的黃金產量占全世界產量的三分之二。19世紀時伊朗人用37千克黃金制作了一臺地球儀，該世紀是世界黃金史上的轉折點。俄羅斯、澳大利亞、美國、南非、加拿大相繼發現了大型金礦并重視開發金礦資源，化法提金工藝的發明大大促進了黃金生產的發展，產量有較大幅度的增長。
應用領域
自然金并不是一種直接應用的產品，而是作為金屬提取工業的重要原材料，經過加工后才能得到各種金制品。
在工業中應用
自然金具有極高的化學穩定性、很高的導電性和導熱性。金作為焊接金屬用于接縫和接點的焊接，那里在高溫條件下必須具有很高的強度和抗氧化性能(其中包括噴氣發動機、火箭、核反應堆、超音速飛機、各種工業設備的零件制造)。它還用來制造天文鐘和電流計的游絲、金屬碳化物的接點、人造絲的抽絲模，金是各種金屬儀表和關鍵零件理想的抗腐蝕鍍料。為了從發往宇宙空間的儀器表面反射熱和光，為了制造儀器中用紅外線烘干的反射鏡高壓無線和有線儀表中的電接點導線零件，常采用鍍金。
在工藝中應用
自然金能軋成極薄的片和拉成極細的絲的性質使它被用來為各種木料、陶器、玻璃、瓷器制品和建筑物中的某些部位鍍金(金箔)，為在織物上繡花制備金絲。一克金可碾軋成數十萬分之一毫米厚的薄片達28m2或拉成長2km的細絲。從極古老的年代起金就被用于制造首飾(各種飾物、獎章等）。
黃金飾品的分類，按照分類原則的不同，有多種分類方法，紋飾分類法是黃金分類方法中的一個類別。此外，按價值還可以分為高檔、中檔和低檔三個類別。但是市場上的黃金飾品往往不采取此分類方法，因為黃金飾品的分類有嚴格的國家標準。根據國家標準GB11887中的規定，黃金飾品的分類主要依據是含量，千足金--含量為99.9%，俗稱三個9；足金--含量為99.0%以上，俗稱兩個9；18K--含量為75.0%，K金的顏色有多種，通常分為黃、紅、白三色。其中白色K金，實際上是黃金與、鋅、銅等元素的合金。
在醫學中應用
納米金是指直徑在0.5~250nm的金超微粒子，因其具有量子效應、表面效應和宏觀量子效應，在生物醫藥等諸多領域中得到了廣泛應用。在醫藥領域中，納米金已經廣泛用于疾病診斷，藥物檢測，細胞，成像等方面，納米金自身具有一定生物活性，同時具有光熱效應，也可以作為載體負載藥物以上3種方式均可開發新的藥物，用于疾病的治療研究。納米金已經用于艾滋病、腫瘤、帕金森病等疾病的治療研究中。此外，金也廣泛應用于牙科治療中。
在市場中的應用
黃金的貨幣角色是由其貨幣屬性決定的，可以說黃金是天然的貨幣，這是由于黃金特殊的性質，黃金的稀少和黃金在人類文明發展中起到的巨大作用，以及對人們根深蒂固的影響所決定的。歷史上，黃金非貨幣化之前，在第一枚金幣出現之后，黃金作為交易的媒介已有3000多年的歷史。在1717年黃金成為英國貨幣制度的基礎上，至19世紀末期，歐洲國家已廣泛實行了金本位制度。美國于1900年實行金本位制度。在國際方面，黃金自由進出口，用以結算國際收支差額；黃金由收支出現逆差的國家流入收支出現順差的國家。隨著時代的發展，盡管黃金的貨幣功能減弱，但在國際貿易中仍舊發揮重要作用，黃金是國家貿易最后結算的工具。
礦物開采
勘探
磁法
磁法是早期應用在金礦勘查中的技術方法，磁測填圖能夠快速、有效地查明金礦所在區域的巖性和構造特征，了解隱伏的控礦巖體、構造和含礦蝕變、破碎帶的分布。
電法
電法勘探技術是金礦床勘查中最常用的一種方法，利用電法勘探技術可以追蹤含硫化物的礦化帶，圈定控礦構造和蝕變帶填圖。
重力
重力勘探在金礦勘查領域中的應用雖然不如磁法勘探應用廣泛，但是重磁聯合勘探在南非威特沃特斯蘭德平原許多新礦床發現過程中起到了重要的作用，應用重力勘探技術主要目的是劃分區域地質構造和圈定控礦地質體。不論何種類型的金礦，礦體與圍巖密度均具有明顯的差異，且礦石品位越高、密度差異越大。
地震
利用反射地震方法探測硬巖特征和直接探測礦產資源仍然處在初級階段，但是高分辨率反射地震在精細解釋金屬礦控礦構造、追蹤含礦層位、甚至直接發現深部(大于1000m)礦體方面逐漸顯示出巨大的優勢。
開采方式
為了有計劃、有步驟地開采金礦，首先將金礦床劃分成開采單元，通常劃分為井田、階段和礦塊，其中礦塊是最基本的開采單元。在選擇開采順序時，優先考慮礦石品位高、可選性好、基建工程少且運輸供水、供電等條件優越的井田。階段中礦塊的回采順序通常分為前進式、后退式和混合式，其中后退式用得較多，因為其投資少、投產快、便于探礦且安全性好的特點。
開采步驟
金礦開發包括開拓、采準與切割以及回采三個主要階段。開拓階段旨在建立運輸、通風、排水、供水等系統，通達礦體，并形成開采所需的基礎設施，如豎井、斜井、平硐等。采準與切割階段涉及掘進巷道，將礦體劃分成獨立的開采單元，并建立必要的通風、出礦、人行、材料運輸系統。回采階段則是在已劃分好的礦塊或礦壁中進行采礦工作，包括崩礦、礦石搬運和地壓管理，若采用兩步驟開采，還需包括礦柱回采。
品質鑒定
鑒別自然金純度有多種方法，這些方法有不同的優缺點，可以互相彌補，綜合使用。
顏色和試金比較法
自然金的顏色是所含成分和純度的反映，在試金石上對比自然金顏色，是一種鑒別純度高低的簡單實用的方法。中國明朝時代對不同純度的金已有總結性記載:“其色七青八黃九紫十赤，以赤為足色金也”(曹昭著《新增格古要論》，1938年成書，1456-1459王佐增訂)，其后的《本草綱目》(李時珍，1596)和《天工開物》(宋應星，1637)都有記載。七指七成，即十分之七，相當于70%的含金量。
火試金分析法
測定金的火試金法主要為鉛試金法，試樣與氧化鉛等配料高溫熔融后，得到鉛捕集金銀的鉛扣，鉛扣經灰吹得金銀合粒，合粒經硝酸分金后，以滴定法或重量法分別測定金和銀。
滴定法和光度法
滴定法可測定載金炭、金箔及亞硫酸金鈉中的金含量。
硫代米蚩酮(TMK)光度法可測定各種分析對象中的金，主要采用不同的試樣處理方法和富集方法。
原子光譜分析法
原子光譜分析法(AAS、AES、MS，XRF)是測定金相對普遍的方法。該方法主要根據分析對象的情況，采取不同的溶解試樣、分離富集等手段，把欲測的金轉入相應的介質中，然后根據含金量的高低，選擇適當儀器進行測定。
其他分析法
極譜法連續測定貴金屬的研究，先用D290大孔陰離子樹脂分離富集貴金屬后，在1mol/L 氫氧化鈉底液中，起始電勢0.20V，在陰極掃描作金的峰電流質量濃度曲線(一階導數波)進行測定，金的線性范圍0.1~1000μg/mL，回收率90%~106%，RSD為1.9%~4.9%。
純金及金合金測定
2010年國家標準化管理委員會頒布了三種高純金中雜質含量的測定方法:GB/T25934.1-2010，乙酸乙酯萃取分離，ICP-月桂醇聚醚硫酸酯鈉法測定雜質元素；GB/T25934.2-2010，ICP-MS-標準加入校正-內標法測定雜質元素；GB/T25934.3-2010，乙醚萃取分離，ICP-AES測定雜質元素，這三項標準在2011年9月1日實施，對高純金的質量監控，規范市場流通起到了積極作用。
參考資料 >
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自然元素礦物都是單質礦物?.河北省自然資源廳 海洋局.2024-04-13
國家標準目錄查詢.全國標準信息公共服務平臺.2024-04-05