Золото — один из самых ценных металлов, встречающихся в природе. Оно всегда считалось символом богатства. И оно ценно не только из-за своего красивого внешнего вида, но и потому, что это металл, который трудно добывать и который вступает в химическую реакцию практически со всем, как ртуть.
Месторождения золота — виды и наличие
Как бы странно это ни казалось, но золото довольно часто встречается в окружающем нас мире. Оно присутствует даже в человеческом теле. Однако среди элементов, встречающихся в земной коре, золото занимает лишь 61-е место по массе. 0,000001% по массе. Дело в том, что золото в окружающей среде встречается в сильно рассеянном состоянии.
Места, где золото можно найти в значительных концентрациях, очень редки. Такие места, в той мере, в какой золото может быть извлечено промышленным способом, называются месторождения.
Помимо месторождений, золото (иногда в значительных концентрациях) можно найти в небольших месторождениях, россыпях и тому подобных местах, которые не имеют промышленного значения.
Типы месторождений золота
Коренные или первичныеПервичные, а также те, которые образовались из аллювиальных или вторичных месторождений.
Формирование первичных месторождений золота
Формирование первичных месторождений связано с магматическими процессами. Земная магма, в отличие от земной коры, содержит более высокую концентрацию золота. Вулканическая активность вызвала извержение потоков магмы на поверхность.
Магма представляет собой плавление различных соединений с сильно различающимися температурами плавления. После извержения на поверхность магма начинает остывать. Первыми кристаллизуются тугоплавкие вещества, которые становятся твердыми при достаточно высоких температурах. Однако подвижная масса более легкоплавких соединений продолжает циркулировать внутри застывшей массы. Через расщелины и трещины в остывшей магме этот расплав проникает в окружающую породу, образуя жилы. Жилы различаются по форме, структуре и размеру, простираясь на несколько километров вглубь земли. Внутри них циркулируют горячие солевые растворы, содержащие золото и образованные из пара. В конце концов, после полного охлаждения, соли распадаются, и золото, почти чистое, кристаллизуется внутри жилы.
Важно понимать, что во время извержения и остывания магмы происходит огромное количество различных реакций. В них участвуют вещества из самой магмы, а также минералы из исходных пород земной коры и вода. Ход процесса и конечный состав соединений, образующихся при полном остывании магмы, может быть различным. Таким образом, первичные месторождения золота могут формироваться несколькими способами, но всегда связаны с магматическими породами.
Основным минералом в большинстве жил является кварц или оксид кремния (SiO2)реже кальцит, альбит, барит, хлорит, серицит, турмалин, халцедон. Кроме того, значительная часть золотоносных руд образует соединения сернистых металлов:
Откуда взялось золото на Земле?
Существует множество версий — правдоподобных, уже развенчанных и совсем фантастических. Я остановлю внимание на трех наиболее популярных.
Гипотеза 1
Некоторое время назад люди считали, что драгоценные металлы зародились в недрах планеты и были вынесены на поверхность вулканическими процессами. Это предположение не подтвердилось: доказано, что природные условия на Земле никогда не были пригодны для термоядерного синтеза тяжелых элементов.
Гипотеза 2.
По мнению некоторых ученых, золото является продуктом жизнедеятельности определенных видов анаэробных бактерий. Влияние микросреды на миграцию золота и образование природных слитков действительно отмечается, но биогенная гипотеза дает мало объяснений появлению нового химического элемента.
Гипотеза 3
Традиционная наука считает, что атомный состав нашей Вселенной возник в результате нуклеосинтеза, разделенного на 3 этапа:
До образования звезд Вселенная состояла из элементарных частиц и излучения, была маленькой и очень плотной. После Большого взрыва она начала охлаждаться и расширяться. Это сопровождалось начальным нуклеосинтезом, в результате которого образовались легкие элементы гелий и литий.
Через два миллиарда лет появились звезды. В этих звездах начались термоядерные реакции, в результате которых образовались элементы тяжелее лития. Таким образом образовались кремний, ванадий и алюминий, но давление и температура были еще недостаточны для образования ядер с атомным весом выше 55 845 (масса железа). Ядерный синтез тяжелых элементов может быть только взрывным.
Читайте далее:Наиболее жизнеспособная гипотеза объясняет происхождение золота гамма-всплесками — мощными всплесками электромагнитного излучения в космосе. Они сопровождают гибель звезд — взрывы сверхновых и слияние нейтронных звезд, в результате которого могут образовываться элементы с атомной массой больше, чем у железа.
Как золото встречается в природе
Золото, как и почти вся Периодическая таблица, попало на Землю из космоса в результате метеоритной бомбардировки. Это произошло в то время, когда наша планета еще не была твердым телом. Во время ее формирования жидкий сплав веществ (одним из основных металлов в нем было железо) погрузился в недра земного шара — так образовалось ядро Земли.
По всей вероятности, оно состоит в основном из тяжелых драгоценных металлов, которые вместе с железом опустились в центр Земли.
К сожалению, драгоценные металлы оттуда не добыть, и приходится довольствоваться крохами богатства, спрятанными в более доступных глубинах.
Самородки
Золотые самородки — мечта любого старателя. Австралия лидирует в мире по количеству и размеру найденных самородков. Как они образуются?
Существует ‘теория V’, объясняющая природу появления самородков тем, что мы наблюдаем лишь остатки золотых месторождений. Когда магматические породы впервые затвердели на земной коре, самые крупные жилы и самое чистое золото находились в верхней части рудной системы. С тех пор прошли эпохи, и верхняя часть месторождения полностью выветрилась.
В пользу этой теории говорит тот факт, что большинство крупных самородков найдено близко к поверхности — в жилах рядом с основным рудным телом. Эти небольшие жилы могли действовать как фильтр, позволяя золотосодержащему раствору проходить через них и формировать самородки при охлаждении.
Самородки
Зернистый металл — это золотая крошка, собранная из жилы. Золотую крошку гораздо легче найти, чем природный слиток, но она также является желанным предметом для старателей, добывающих драгоценные металлы. Самородки — это почти чистое золото насыщенного желтого цвета; количество примесей в них ничтожно мало.
В чем разница между самородками и гранулами?
Самородок — это природный слиток небольшого размера. Основное различие между ними — размер и редкость (очень трудно найти большой самородок, и лишь в некоторых случаях они становятся всемирно известными).
Где встречается золото?
Все золото, найденное на Земле, происходит из обломков мертвых звезд. Во время формирования Земли тяжелые элементы, такие как железо и золото, упали в ядро планеты. Если бы не произошло никаких других событий, в земной коре не было бы золота. Но около 4 миллиардов лет назад Земля подверглась бомбардировке ударами астероидов. Эти удары сдвинули более глубокие слои планеты и ввели некоторое количество золота в мантию и кору.
Некоторое количество золота можно найти в рудах горных пород. Оно встречается в виде хлопьев, как чистый самородный элемент, а также вместе с серебром в природном сплаве электрум. Эрозия освобождает золото от других минералов. Поскольку золото тяжелое, оно тонет и накапливается в руслах ручьев, аллювиальных отложениях и в океане.
Землетрясения играют важную роль, поскольку смещающийся разлом быстро разрушает богатую минералами воду. Когда вода испаряется, прожилки кварца и золота откладываются на поверхности горных пород. Аналогичный процесс происходит и в вулканах.
Сколько золота в мире?
Количество золота, извлеченного из Земли, составляет ничтожную долю от ее общей массы. В 2016 году Геологическая служба США (USGS) подсчитала, что с момента зарождения цивилизации было добыто 5 726 000 000 тройских унций или 196 320 американских тонн. Около 85% этого золота остается в обращении. Поскольку золото имеет высокую плотность (19,32 грамма на кубический сантиметр), его масса не занимает много места. На самом деле, если расплавить все золото, добытое до сих пор, то получится куб диаметром около 60 футов!
Тем не менее, золото составляет несколько частей на миллиард от массы земной коры. Хотя добыча больших объемов золота экономически нецелесообразна, в верхнем километре земной поверхности находится около 1 миллиона тонн золота. Содержание золота в мантии и ядре неизвестно, но оно значительно превышает его количество в коре.
Добыча металла
Существует три типа районов, где может быть найдено золото: месторождения, залежи и залежи. Первые два не эксплуатируются в промышленных масштабах.
Месторождения делятся на два типа: коренные и вторичные:
- Коренные или первичные можно найти в горах. Там золото образуется в земной коре и, благодаря вулканическим процессам, выносится на поверхность магмой. Конечно, золото в этих местах не видно невооруженным глазом, так как частицы очень малы. Однако они рассеяны на небольшой площади, что дает возможность искать частицы металла только в этом месте в небольшом радиусе. Как правило, первичные месторождения содержат золото в кварцевых жилах. Иногда золото встречается в сплавах с другими металлами: медью, свинцом и платиной. Золото имеет обратную зависимость от серебра. Серебро очень редко встречается в районах, где добывается золото, и, наоборот, золото почти никогда не встречается в серебряных месторождениях. Золото также встречается в качестве сопутствующего металла в добываемых месторождениях других элементов. Этот процесс был особенно активен в начале 20-го века. Именно тогда люди узнали о существовании месторождений и стало появляться специальное оборудование, облегчающее добычу золота.
- Вторичные месторождения. Чаще всего встречаются на берегах рек. На образование золота в таких местах влияют подземные течения, слои осадочных пород и изменения температуры. Все это вместе предполагает, что течение реки размывает берега, а оторвавшиеся и текущие куски земли по пути разбиваются скалами на более мелкие части. Именно в этих породах и находят золото, которое образовалось и накопилось в прибрежных породах земли. Таким образом, на дне рек откладываются мелкие частицы золота, которые старатели-металлоискатели со временем смывают.
Считается, что за весь период существования человечества в мире было добыто около 160 000 тонн золота. Эта цифра объективна, так как только при раскопках Древнего Египта было насчитано 50 000 тонн золота. Этот металл не теряет своей ценности и, наоборот, может стабилизировать финансовый рынок и экономику страны. Именно поэтому многие банки держат свои активы в чистых слитках.
Что такое золотые самородки?
Но на берегах рек, где золото есть в россыпях, его можно найти свободно. Поэтому настоящая мечта золотоискателя — найти самородок.
Понятно, почему самородки так популярны. В истории человечества их находили не так уж часто:
- ‘желанный незнакомец’ весом 71 кг;
- ‘Желанный’ весом 68,4 кг;
- ‘Бланш Баркли’ весом 54,3 кг;
- ‘Голиаф’ из Бразилии — 50,3 кг;
- ‘Плита Холтермана’, названная в честь нашедшего ее землекопа, весом 235,5 килограмма — самый большой самородок на Земле.
Люди, нашедшие самородки, будут богаты всю жизнь. Именно поэтому этот факт так волнует золотоискателей. На маленьких островах в Тихом океане люди часто находят небольшие самородки весом до килограмма. Они регулярно продают их, потому что хранить такие вещи дома очень опасно, особенно в слаборазвитых странах.
Россия также имела самородки на северных берегах, граничащих с Северным Ледовитым океаном. Они различались как по весу, так и по содержанию золота. Однако это не означает, что камень полностью состоит из драгоценного металла. В состав входят кварц, обычная руда, свинец и никель.
Поэтому для оценки стоимости находки используется специальный прибор, определяющий количество чистого золота. Даже если его много, никто не будет аффинировать такой самородок, его занесут в реестр и укажут примерный сорт. Поэтому, если в камне мало золота, самородок упадет в цене.
Образование самородков — еще один вопрос для геологов. Вот популярные версии этого явления:
- Кусочки золота, закрепленные в рудных жилах, притягивают мелкие частицы того же металла, которые стекают вниз по течению. Эти частицы накладываются друг на друга и образуют самородок.
- Вторая теория заключается в том, что в определенных условиях и при наличии необходимого количества углерода золото может ‘расти’ и достигать различных размеров. Хотя эта теория не имеет научного подтверждения, старатели утверждают, что в россыпях с большим количеством углерода гораздо легче найти самородки, чем в рудных месторождениях.
- Третий вариант утверждает о возможной эрозии; эта теория называется V-образной теорией. То есть золото лучшего качества было найдено выше, в крыльях самородка, где действовала водная эрозия и выщелачивание частиц золота внутри него. Глубоко внизу происходила минерализация, а не эрозия, поэтому золото было более низкого качества.
