数十トンの金資源を発見したら、山のいたるところに金が見えるでしょうか?

日常生活では、ある場所で何トンの金が発見されたかというニュース報道をよく目にします。山々のあちこちに金鉱や金がたくさんあることを想像せずにはいられませんか?この質問に答えるためには、まず金鉱山の「量」の評価基準を知る必要があり、次に金鉱山の金がどのようなものであるかを知る必要があります。

2020年に発表された国家標準「固体鉱物資源埋蔵量の分類」GB/T 17766-2020では、資源埋蔵量の分類が従来の16種類から、推定資源、管理資源、証明済み資源（地質学的信頼性の低から高の順）、信頼性埋蔵量、公式埋蔵量（地質学的信頼性に基づき、変換係数の信頼性の低から高の順）の5種類に調整されました（図1）[1]。資源と埋蔵量の分類には多くの専門的な分析が必要なため、ここでは詳しく説明しません。 1 つだけ言及しておくべきことは、新しい標準の実施後、固体鉱物資源および埋蔵量データを公開する際には、上記の 5 つの分類名のみを使用できるということです。埋蔵量データを公開する際には、証明済み埋蔵量と信頼埋蔵量を合計することができます。興味のある読者は、2020年5月以降に新たに発見された金鉱の「量」がどのカテゴリーに属するかに注目することができます。

図1 資源・埋蔵量の種類と換算関係の模式図

では、何トンの金が大規模な鉱床と呼べるのでしょうか?実際のところ、異なる種類の鉱物の鉱床の規模を区分するための統一された基準は存在しません。金鉱山と銅鉱山を例にとると（表1）、金は希少性が高いため、金属含有量が20トンを超える岩石金鉱床は大規模鉱床と呼ぶことができ、金属含有量が50万トンを超える銅鉱床は大規模鉱床と呼ぶことができます。さらに、鉱床の種類、すなわち岩石金と砂金のスケール基準も異なります。比較すると、砂金の金属量は同じ規模の岩金の量よりもはるかに少ないことがわかりますが、これも砂金の希少性と関係しています。

表1 鉱物資源埋蔵量の分類基準

砂金とは、山中の岩金が川の水に洗われて他の鉱物から分離されて形成された金のことです。このタイプの金は通常砂のように細かいため、砂金と呼ばれます。アメリカのカリフォルニア・ゴールドラッシュは、川で金を採掘するものでした。金は密度が高いため、他の鉱物から簡単に分離できます。細かい砂状の金のほかに、犬頭金などのブロック状の金もあります。長年にわたる探査と開発を経て、現在では新たな砂金鉱山を発見することは困難になっています。

岩石金鉱床は、鉱体の形態と鉱化の種類によって、石英脈型、破砕帯変質岩型、細脈含浸型、その他の鉱床型に分類されます。さらに、鉱化温度と深度に基づいた分類もあり、これは岩石金鉱化の複雑さを反映しています[2]。岩石金鉱山には、天然金（主成分は元素金）のほか、銀金鉱山、金銀鉱山、テルル金鉱山、アンチモン金鉱山、黒ビスマス金鉱山、硫化金銀鉱山などがあります。岩石金中のこれらの金鉱物の発生状況は大きく異なります。鉱床研究では、金鉱物は一般に、粒子の大きさや同定の難しさによって、目に見える金（> 0.2 mm）、顕微鏡的金（0.2µm〜0.2mm）、超顕微鏡的金（<0.2µm）に分類されます[3]。

図 2 に示すように、明るい金色は肉眼で識別できます。微細な金は顕微鏡を使って観察する必要があります。図3は走査型電子顕微鏡で見た銀金鉱石と光学顕微鏡で見た天然金です。顕微鏡レベルの金は、より高い空間分解能を持つ透過型電子顕微鏡を使用して観察する必要があります。さらに、金は独立した鉱物を形成せず、他の鉱物の結晶格子に入り込むこともあります。

図2 内モンゴルの金鉱山の石英脈の割れ目にある2つの金粒子（赤い矢印で示す）。

図 3. (A) 河南省の金鉱山の走査型電子顕微鏡で撮影した石英中の微細な銀金鉱石 (エレクトラム)、および (B) 光学顕微鏡で撮影した石英中の微細な自然金 (金粒子)。画像の出典については[4]を参照。

金鉱石の工業用最低グレードは通常1トンあたり1グラムです。つまり、1トンの岩石に含まれる金の含有量が1グラムに達すると、採掘可能な金鉱石になります。大規模な金鉱床では、20 トンの金が採掘され、金の密度が 1 立方メートルあたり 19.32 トンである場合、採掘された金の体積は約 1 立方メートルになります。では、1立方メートルの金を生産するにはどれくらいの量の鉱石が必要でしょうか?工業グレードの 1 グラム/トンと岩石の密度 2.3 トン/立方メートルに基づくと、約 870 万立方メートルの岩石が必要となり、これは「ウォーター キューブ」国立水泳センター 9 個分にほぼ相当します。言い換えれば、20トンの金鉱床は、ウォーターキューブ9か所で粉砕され分散された1立方メートルの金に相当します。このことから、自然界で金が見つかる確率は極めて低く、金の鉱物粒子は非常に小さいことがわかります。大規模な金鉱床であっても、山全体に輝く金色を見ることは不可能です。

参考文献:
[1] 中華人民共和国国家規格「固体鉱物資源埋蔵量の分類」GB/T 17766-2020。

[2] 王成輝、徐勒、黄範、陳正輝、英立娟、劉善宝。 2014. 中国の金鉱床の特徴と鉱化法則の概要。 Acta Geologica Sinica、88(12): 2315-2325。

[3] 馬建琴、李朝陽、温漢傑。 1999. 目に見えない金の存在に関する研究の現状。 Acta Mineralogica Sinica、19(3): 335-342。

[4] 陸梅浸透地球化学探査の探査と被覆地域の異常メカニズムへの応用[D]。北京：中国地質大学（北京）、2019年。