地球上99%以上的金进入地核。金的这种分布是地球长期演化过程中形成的。地球发展早期阶段形成的地壳其金的丰度较高,因此,大体上能代表早期残存地壳组成的太古宙绿岩带,尤其是镁铁质和超镁铁质火山岩组合,金丰度值高于地壳各类岩石,可能成为金矿床的最早的“矿源层”。
金在地壳中丰度值本来就很低,又具有亲硫性、亲铜性,亲铁性、高熔点等性质,要形成工业矿床,金要富集上千倍,要形成大矿、富矿,金则要富集几千、几万倍,甚至更高,可见其规模巨大的金矿一般要经历相当长的地质时期,通过多种来源,多次成矿作用叠加才可能形成。
然而狗头金的出现很不寻常,有违地理常识,关于其成因,学界目前现尚无定论。大致有以下三种推测:
1、流星成因:大块的、富含金质的流星陨落所产生的狗头金是品味最高的狗头金,由于这种流星在穿越地球大气层时产生强烈摩擦和剧烈氧化燃烧,使得很多杂质在这个过程中消耗掉,由于黄金是稳定的单质,在高温下也很难与其他物质发生化学反应,即民间所说的“真金不怕火炼”,由于穿越大气层时温度很高,高于黄金的熔点1063℃,所以落地后成液体流动状态。
2、生物聚集:金矿区土壤里有些微生物在生长的初期和中期,善于把可溶态金吸附和聚集在体内形成胶体状,到达生长后期,又把体内的胶状金络离子还原沉淀成自然金。微生物又是群集而生,如此周而复始地进行,日久天长,在有利这种微生物生长环境的地方,从一个小小的金晶核,逐渐聚集成一块自然金块。这就是天然金块形成的原因。
3、冰冻富集:过去一般认为冰冻岩石条件下,化学风化微弱,元素迁移受到抑制,从而也否定了冰岩带中的金属成矿作用。然而,目前所积累的资料表明,在冰岩带中发生着一系列化学元素(包括许多金属)从岩石中释出并进入迁移旋回的强烈物理一化学作用过程。实际上,在冰岩带氧化环境占优势,表生作用带中的酸性和弱酸性介质以及由于低温条件下二氧化碳和氧气的偏高溶解度造成水中二氧化碳和氧气含量偏高,促进了北部地区的化学风化,另外,在冰冻岩石发育区,排出于土壤的水中有机质的含量(占全部溶解物质的总含量)达15 % ~30%,这样高的有机质含量可生成络合有机矿物化合物,大大提高了许多化学元素的迁移能力。用这种观点不难解释,为什么主要砂金产区,如我国黑龙江和内蒙东北部、俄罗斯的西伯利亚、美国阿拉斯加和加拿大北部地区,都位于在高寒地带,为什么“狗头金”多出现在青海可可西里和四川白玉县这些海拔4000m以上的高寒地区。在这些地区,化学风化作用不仅没有停止,一些化学风化还很旺盛。可以说,高寒冻土地区的化学搬运相当重要,正是这种机制才能形成重要的砂金和“狗头金”的密集区。