Как в природе формируются золотые самородки? Различные теории происхождения золота Где образуется золото в природе

Золото - один из самых дорогостоящих металлов в природе. Оно всегда считалось символом богатства. А ценится оно не только потому, что имеет красивый внешний вид, но это еще и труднодобываемый металл, который не вступает в химические реакции практически ни с кем, кроме ртути.

Слиток золота

Итак, о золоте узнали еще в древние времена. Истории известны случаи использования золота в Египте и в Индокитае. Люди изготавливали из него монеты и украшения, обменивая их на товары.

Но несмотря на то что сейчас о золоте появилось гораздо больше информации, его ценность не упала. Все это потому что в природе не существует золотых слитков. Частицы этого металла находят во время раскопок в мизерных и раздробленных количествах. Поэтому несколько граммов добытого золота практически не имеют никакой ценности.

А вот большое количество драгоценного металла может образоваться в месторождениях золота. Поэтому чтоб находить в дальнейшем потенциальные места скопления золота, нужно знать, каким образом оно образовалось в предыдущих случаях.

Процесс образования золота

По этому поводу у ученых имеются несколько версий, но прийти к консенсусу им пока так и не удалось. Среди популярных предположений:

• Золото входило в состав метеоритов и комет, падающих на Землю тысячи лет назад. Комета застревала в почве, а после попадания на нее вулканической лавы она превращалась в золото. Версия о космическом происхождении металлов по прежнему на слуху у ученых и требует дополнительных доказательств.
• Одна из последних версий гласит о том, что в трещинах от разломов тектонических плит во время землетрясения из воды образуется золото. В этих местах давление в камнях становится атмосферным, из них испаряется вода, а ее остатки кристаллизуются в чистое золото. Даже при небольших землетрясениях, которые постоянно происходят в коре, но не доходят до поверхности Земли все время образуется золото - так считают ученые из Австралии.
• Третья версия наиболее прагматичная: золото всегда присутствовало в коре со времен создания Земли.

Но также следует помнить, что золото является результатом перемен, которые со временем происходят в коре Земли. А все процессы на глубине происходят под большим давлением и высокими температурами. Правда, что служит толчком процессов золотообразования, ученые спорят до сих пор. И пока нет ответа на вопрос о том, продолжает ли образовываться новое золото, или просто искатели находят ранее неизвестные места рождения?

Мытье золота

Разработка месторождений металла

Существует три типа территорий, на которых можно найти золото: залежи, россыпи и месторождения. Первые два не используются в промышленных масштабах.

Месторождения разделяют условно на два вида: первичные и вторичные:

1. Коренные или первичные можно найти в горах. Там золото образуется в коре Земли и, благодаря вулканическим процессам, выводится магмой на поверхность. Конечно же, золото в таких местах не увидишь невооруженным глазом, поскольку крупинки очень маленькие. Но они рассыпаны на небольшой территории, что дает возможность заниматься поисками частиц металла исключительно в этом месте в небольшом радиусе. Обычно в первичных месторождениях золото находится в составе кварцевых жил. Иногда золото находят в сплавах с другими металлами: медь, свинец, платина. С серебром у золота наблюдаются противоположные соотношения. В местах раскопки золота серебро находят очень редко, и наоборот, в месторождениях серебра практически не найти золота. К тому же золото находят как сопутствующий металл при раскопках месторождений других элементов. Особенно активно запустился этот процесс в начале ХХ века. Именно тогда люди узнали о месторождениях, начала появляться специальная аппаратура для того, чтоб было легче добывать золото.
2. Вторичные месторождения. Они чаще всего находятся на берегах рек. На формирование золота в таких местах влияют подземные течения, пласты осадочных пород, а также перепады температуры. Все это в комплексе дает возможность предположить, что течение реки размывает берега, а те куски земли, которые откололись и поплыли вниз, разбиваются камнями по дороге на мелкие части. Именно в этих камнях находят золото, которое образовалось и накопилось в прибрежных породах земли. Таким образом, на дне рек оседают небольшие частички золота, которые искатели металла отмывают со временем.

Считается что в мире за все время существования человечества добыто около 160 тысяч тонн золота. Эта цифра объективна, поскольку только в раскопках Древнего Египта насчитали 50 тысяч тонн золота. Этот металл не теряет ценность, а наоборот, может стабилизировать финансовый рынок и экономику государства. Поэтому многие банки хранят активы в виде слитков из чистого золота.

Нередкое явление в мире - «золотая лихорадка», которая охватывала людей при нахождении новых мест образования золота. Аляска, Бразилия и даже Австралия - вот те места, в которых золотоискатели испытывали свою удачу. Но по-настоящему опасным стал 1896 год, когда «золотая лихорадка» охватила жителей всего мира и те стали приезжать в Америку, чтоб найти золото и разбогатеть. Месторождение Клондайк стало испытанием на прочность многих добытчиков золота. Это тяжелый вид работы, поскольку вручную много золота за день не отмыть. Вода в реках холодная, поэтому многие добытчики возвращались без денег, но с инвалидностью на всю жизнь или погибали на месте.

Спустя десять лет, золото научились добывать в промышленных масштабах. Если золото находится в составе руды, его можно отчистить с помощью специальных устройств. Месторождения ищут в несколько этапов:

• Комплексное геологическое исследование, поскольку индикаторов для местонахождения золота в земной породе не существует. Особое внимание уделяется процентному содержанию золота в руде.
• Исследование закономерностей образования золота.
• Инженерные работы по установлению аппаратуры и металлургические пробы.
• Аренда участков земли с предположительным месторождением золота.
• Работы по золотодобыче.

Что такое золотые самородки?

А вот на берегах рек, где есть золото в россыпях, его можно найти в свободном виде. Поэтому настоящей мечтой человека, добывающего золото, является нахождение самородка.

Самородок «Желанный незнакомец»

Понятно, почему именно самородки пользуются такой популярностью. За всю историю человечества их находили нечасто:

• «Желанный незнакомец» весом в 71 килограмм;
• «Желанный» 68,4 килограмма;
• «Бланш Баркли» весил 54,3 килограмма;
• «Голиаф» из Бразилии - 50,3 килограмма;
• «Плита Холтермана», названная в честь нашедшего копателя, весил 235,5 килограммов - самый большой самородок на Земле.

Людей, нашедших самородки, ждет пожизненное богатство. Вот почему этот факт так будоражит золотоискателей. На небольших островах в Тихом океане люди часто находят небольшие самородки весом до килограмма. Они регулярно сдают их на продажу, потому что держать такие вещи дома очень опасно, тем более в неразвитых странах.

В России также находились самородки на северных берегах, граничащих с Северным Ледовитым океаном. Они отличались как по весу, так и по содержанию золота. Но это не значит, что камень полностью состоит из драгоценного металла. Часть содержимого - это кварц, обыкновенная руда, свинец, никель.

Поэтому чтоб оценить стоимость находки, с помощью специального устройства определяют количество чистого золота. Даже если его много, очищать такой самородок никто не будет, его зафиксируют в реестре и укажут приблизительную пробу. Поэтому если золота в камне мало, самородок упадет в стоимости.

Образование самородков - очередной вопрос для геологов. Вот популярные версии этого явления:

• Кусочки золота, зафиксированные в рудных жилах, притягивают к себе мелкие частицы такого же металла, которые плывут по течению реки. Частички наслаиваются, и образуется самородок.
• Вторая теория гласит о том, что при определенных условиях и достаточном количестве углерода золото может «вырастать» и достигать разных размеров. И хотя эта теория лишена научного подспорья, искатели заявляют, что на россыпях, где больше углерода, гораздо проще найти самородок, чем на рудных месторождениях.
• Третий вариант развития событий гласит о возможной эрозии, такая теория называется V-образной. То есть наиболее качественное золото находилось выше, в крыльях самородка, где действовала эрозия воды и обмывание золотыми частицами, находившимися в ней. А на глубине действовали явления минерализации, а не эрозии, поэтому там золото боле низкого качества.

В получении чистого золота без примесей важны такие этапы:

• Обработка золота в составе руды жидкой ртутью. Полученный сплав называют амальгамой.
• Амальгаму нагревают до определенных температур, при которых ртуть начинает испаряться.
• В итоге остается чистое золото.

Цианидный способ с помощью цианида натрия, цинковой пыли и царской водки более трудоемкий, но дешевый. Оба варианта очищения проводятся в специальных лабораториях. Образовавшийся металл направляется на рынок металлов для продажи, а далее перенаправляется в активы крупных корпораций и центральных банков государств.

Об искусственном образовании золота в лабораториях давно мечтают ученые и алхимики. Существовала версия получения золота из ртути, но алхимики не смогли объяснить закономерности и создать хоть несколько граммов этого металла. Кто-то из химиков советовал попробовать добыть металл из морской воды путем жесточайшего фильтрования. Но пока золото можно только лишь получить естественным путем и его стоимость не снизится ближайшее десятилетие.

На сегодняшний день драгоценного металла в Земле по подсчетам ученых осталось не более 200 тысяч тонн. Поэтому активно разрабатываются теории о происхождении и образовании этого металла. Чтоб в будущем научится добывать золото еще легче, и его количество не уменьшалось.

Несколько лет назад на минералогических рынках появились «кристаллы» золота превосходной формы и необычайно крупного размера - до 2,5 см, якобы добытые на одном из месторождений Венесуэлы. Природные кристаллы золота подобного рода крайне редки. Состоятельные коллекционеры не поскупились заплатить за них цену, намного превышающую стоимость заключенного в них драгоценного металла. Фальшивка была разоблачена уже после покупки. Подозрение вызвала едва заметная изогнутость одной из « граней кристалла» , что бывает из-за усадки при отливании в форму.

Для изготовления литейных форм использовали октаэдрические кристаллы квасцов, которые после затвердевания формы легко удалялись горячей водой. Но отобразить решетку монокристалла фальсификаторам не удалось. начали плавить по меньшей мере за три тысячи лет до нашей эры. При плавках обнаружилось, что « подделками» занимается и сама природа. При температуре 961°С начинало вытекать . По мере роста возможностей анализа все очевиднее становилось, что чистого золота в природе не существует. Сейчас самым чистым (99,7%) считается некоторых месторождений в Австралии. Обычно его содержание находится в пределах 45-50%.

При изучении концентрации элементов выяснилось, что золото есть везде, а при изучении золота появились основания считать, что в золоте есть все.

В нем уже установлено присутствие более 40 элементов. Количества их, конечно, ничтожны, но сам факт такого рассеяния в природе примечателен и мною дает для понимания геохимических процессов.

Золото рассеяно по всему земному шару. Оно в земле, воде, растениях, живых организмах. В ничтожных концентрациях так называемое ультратонкое золото присутствует во многих горных породах, образующих земную кору. Эти концентрации так малы, что о промышленной добыче в обозримом будущем нет и речи, поскольку издержки были бы очень велики.

Большое количество золота содержится в песчаных отложениях из морской и речной воды. Оно попадает туда самыми разными путями. Например, сибирские реки выносят в океан тонны золота. Река Амур ежегодно выбрасывает в Татарский пролив более 8 т золота, что превышает добычу ряда золотодобывающих стран. Частичкизолота просматриваются и в водах других рек.

Еще в XIX веке крестьяне, жившие по берегам реки Рейн в Германии, промывали после разлива и добывали золото. В начале XX века жители поселка Икша, расположенного в 45 км от Москвы, добывали золото из речного песка.

В долинах рек, которые впадают в Черное море, тоже содержится небольшое количество золота. Его концентрация не превышает 0,2 г на 1 т песка. Добывать золото при таком содержании драгоценного металла не оправдано.

Береговая линия континентов на протяжении тысячелетий часто менялась. Одна часть месторождений и их участков, расположенных на суше, могла оказаться под водой. Другая - разрушиться и переотложиться под воздействием прибоев, приливов, отливов. В результате образовались россыпи, расположенные недалеко от берегов. Их обычно находят вблизи богатых месторождений золотоносных районов. Это подтверждают данные подводных геологоразведочных работ. Например, в Японии на шельфе работают подводные бульдозеры.

Много золота в морях и океанах, В тонне морской воды его 0,001-0,4 мг. Даже если принять содержание золота в тонне воды равным 0,02 мг, и в этом случае в Мировом океане должно быть около 27 млн т желтого металла. .

Человек неоднократно задумывался над тем, как извлечь золото из морской воды. Конечные результаты пока неутешительны. При нынешнем уровне техники золото из нее можно добывать, но слишком велики издержки производства. Добыча теряет практический смысл.

В морской воде содержится не только растворенное золото. В Красном море обнаружены «природные илы», которые, кроме золота, в значительных количествах содержат во взвешенном состоянии многие другие полезные .

Они образовались, скорее всего, в результате деятельности придонных источников термальных вод. Золото в них представлено такими малыми частицами, что его извлечение пока не может быть осуществлено. Золото придонных илов заставляет исследователей искать пути его получения. Ведь огромнейшее количество драгоценного металла, имеющегося в земном ядре, добыть еще труднее.

Часть золота попадает в моря из метеоритов. Только за последний миллион лет в земной атмосфере было распылено 18 000 т золота, большая часть которого попала в Мировой океан.

Золото попадает в океан и из золотосодержащих пород, имеющих выходы в береговой зоне или на морском дне.

В растения оно попадает вместе с солями, растворенными в грунтовых водах, с растительной пищей поступаете организм животных. Впервые «растительное» золото было обнаружено в золе растений французским химиком Клодом Луи Берлоте. Способность накапливать в себе золото у различных растений неодинакова.

Из тонны еловой древесины можно извлечь 1,27 мг золота, осины - 2 мг, березы - всего 0,6 мг.

Прекрасно накапливает золото кукуруза. Обычный болотный хвощ, растущий на почве с содержанием золота около 0,1 мг в тонне, может накопить столько этого драгоценного металла, что в тонне хвоща окажется до 6 г золота. Наличие золота в золе растений говорит о его присутствии в данном районе и в определенной мере может быть поисковым признаком для геологов. В тонне каменного угля иногда обнаруживают до 10мг золота.

В Британском центре ядерных исследований подвергли анализу шерсть оленей и других животных из заповедников страны и установили в ней наличие золота. В воде и почве заповедников оно не было обнаружено. Ответа на вопрос о том, откуда золото появилось в шерсти животных, пока нет. Золото концентрируется в белковой структуре волос в небольших, но одинаковых для всех животных количествах. Какую же роль играет оно в жизнедеятельности организмов? Вот еще один вопрос, требующий разрешения.

Золото есть даже в виноградном вине. Это обнаружил Русель д’Арсэ 1779 году.

Новозеландские ученые разработали способ превращать в небольшие золотоносные шахты… зеленые растения. Они получили золото из индийского горчичного растения, которое выращивали в так называемых «хвостах», есть в породе шахт, где некогда добывалось золото. Как объясняют ученые, горчичное растение способно естественным путем адсорбировать (лат. «поглощать») оставшееся в породе золото при помощи довольно простого химического процесса с применением аммония. Высаженную на золотоносной руде индийскую горчицу через семь дней собрали, высушили и отправили в лабораторию. Оказалось, что даже за такой короткий срок ростки успели пропитаться золотом на 0,002% от их общей массы.

Желтый металл, простой химический элемент с атомным номером 79. Предмет вожделения людей во все времена, мерило ценности, символ богатства и власти. Сколько человеческих жизней было погублено ради обладания этим металлом!? И сколько еще будет погублено? В отличие от железа или, например, от алюминия, золота на Земле очень мало. За всю свою историю человечество добыло золота столько, сколько оно добывает железа за один день. Но откуда же этот металл появился на Земле?…

Считается, что Солнечная система образовалась из остатков взорвавшейся когда-то в глубокой древности сверхновой. В недрах той древней звезды происходил синтез химических элементов тяжелее водорода и гелия. Но в недрах звезд не могут синтезироваться элементы тяжелее железа, и стало быть, золото не могло образоваться в результате термоядерных реакций в звездах. Так, откуда же этот металл вообще появился во Вселенной?

Похоже, астрономы теперь могут ответить на этот вопрос. Золото не может рождаться в недрах звезд. Но оно может образоваться в результате грандиозных космических катастроф, которые ученые буднично называют гамма-всплесками (ГВ).

Астрономы пристально наблюдали за одним из таких гамма-всплесков. Данные наблюдений дают достаточно серьезные основания считать, что эта мощная вспышка гамма-излучения произведена столкновением двух нейтронных звезд - мертвых ядер звезд, погибших в сверхновом взрыве. Кроме того, уникальное свечение, сохранявшееся на месте ГВ в течение нескольких дней, указывает на то, что во время этой катастрофы образовалось значительное количество тяжелых элементов, в том числе - золото.

«По нашим оценкам, количество золота, образовавшегося и выброшенного в пространство во время слияния двух нейтронных звезд, может сотавить более 10 лунных масс»,- сказал ведущий автор исследования Эдо Бергер из Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра (CfA) во время пресс-конференции CfA в Кембридже, штат Массачусетс.



Слияние нейтронных звезд

Гамма-всплеск (ГВ) - это вспышка гамма-излучения от чрезвычайно энергичного взрыва. Большинство ГВ обнаруживаются в очень отдаленных областях Вселенной. Бергер и его коллеги изучали объект GRB 130603B, находящийся на расстоянии 3,9 миллиардов световых лет. Это один из самых близких ГВ из замеченных до настоящего времени.

ГВ бывают двух видов - длинные и короткие, в зависимости от того, сколько длится вспышка гамма-лучей. Длительность вспышки GRB 130603B, зафиксированной спутником НАСА «Свифт», составила менее двух десятых секунды.

Хотя само гамма-излучение исчезло быстро, GRB 130603B продолжал светить в инфракрасных лучах. Яркость и поведение этого света не соответствовали типичному послесвечению, которое возникает при бомбардировке ускоренными частицами окружающего вещества. Свечение GRB 130603B вело себя так, как будто оно исходит из распадающихся радиоактивных элементов. Вещество, богатое нейтронами, выброшенное при столкновении нейтронных звезд, может превратиться в тяжелые радиоактивные элементы. Радиоактивный распад таких элементов порождает инфракрасное излучение, характерное для GRB 130603B. Именно это и наблюдали астрономы.

По вычислениям группы, во время взрыва было выброшено вещества с массой около одной сотой солнечной. И часть этого вещества была золотой. Примерно оценив количество золота, образовавшегося во время этого ГВ, и число таких взрывов, произошедших за всю историю Вселенной, астрономы пришли к предположению, что все золото во Вселенной, в том числе и на Земле, возможно, было образовано во время таких гамма-всплесков.

Вот еще одна интересная, но ужасно спорная версия:

В процессе формирования Земли расплавленное железо спускалось вниз к её центру, чтобы составить её ядро, увлекая с собой большинство драгоценных металлов планеты, таких как золото и платина. Вообще, драгметаллов в ядре хватит на то, чтобы покрыть их слоем четырёхметровой толщины всю поверхность Земли.

Перемещение золота в ядро должно было лишить внешнюю часть Земли этого сокровища. Однако распространённость благородных металлов в силикатной мантии Земли превышает расчётные величины в десятки и тысячи раз. Уже обсуждалась идея о том, что это свалившееся на голову сверхизобилие имеет своей причиной катастрофический метеоритный ливень, который настиг Землю после образования её ядра. Вся масса метеоритного золота, таким образом, вошла в мантию обособленно и не пропала глубоко внутри.




Для проверки этой теории доктор Маттиас Виллболд и профессор Тим Эллиот из Бристольской изотопной группы Школы наук о Земле подвергли анализу собранные в Гренландии профессором Оксфордского университета Стивеном Мурбатом породы, возраст которых насчитывает около 4 миллиардов лет. Эти древние камни дают уникальную картину состава нашей планеты вскоре после формирования ядра, но до предполагаемой метеоритной бомбардировки.

Затем ученые начали исследовать содержание вольфрама-182 и в метеоритах, которые называют хондритами, - это один из главных строительных материалов твердой части Солнечной системы. На Земле нестабильный гафний-182 распадается cобразованием вольфрама-182. А вот в космосе из-за космических лучей этот процесс не происходит.

В результате стало ясно, что образцы древних горных пород содержат на 13% больше вольфрама-182 по сравнению с более молодыми горными породами. Это дает геологам основание утверждать, что когда Земля уже имела твердую кору, на нее обрушилось около 1 миллиона триллионов (10 в 18-й степени) тонн астероидного и метеоритного вещества, которое имело более низкое содержаниевольфрама-182, но при этом гораздо большее, чем в земной коре, содержание тяжелых элементов, в частности золота.

Будучи весьма редким элементом (на килограмм породы приходится всего около 0,1 миллиграмма вольфрама), подобно золоту и другим драгоценным металлам он должен был войти в ядро в момент его формирования. Как и большинство других элементов, вольфрам подразделяется на несколько изотопов - атомов со сходными химическими свойствами, но слегка различающимися массами. По изотопам можно с уверенностью судить о происхождении вещества, а смешивание метеоритов с Землей должно было оставить характерные следы в составе её изотопов вольфрама.

Доктор Виллболд заметил в современной породе сокращение количества изотопа вольфрама-182 на 15 миллионных долей по сравнению с гренландской.
Это небольшое, но многозначительное изменение превосходно согласуется с тем, что и требовалось доказать - что избыток доступного золота на Земле является положительным побочным эффектом метеоритной бомбардировки.

Доктор Виллболд говорит: «Извлечение вольфрама из каменных образцов и анализ с необходимой точностью его изотопного состава были крайне сложной задачей, принимая во внимание небольшое количество имеющегося в камнях вольфрама. Фактически, мы стали первой в мире лабораторией, которая успешно выполнила измерения такого уровня».




Упавшие метеориты смешались с земной мантией в ходе гигантских конвекционных процессов. Задачей-максимум на будущее является выяснение продолжительности этого перемешивания. Впоследствии геологические процессы сформировали континенты и привели к концентрации драгоценных металлов (а также вольфрама) в залежах руды, которая добывается в наши дни.

Доктор Виллболд продолжает: «Результаты нашей работы показывают, что большая часть драгоценных металлов, на которых основывается наша экономика и многие ключевые производственные процессы, была занесена на нашу планету по счастливой случайности, когда Землю накрыло где-то 20 квинтиллионами тонн астероидного вещества».

Таким образом, мы обязаны своими золотыми запасами настоящему потоку ценных элементов, которые оказались на поверхности планеты благодаря массированной астероидной «бомбардировке». Потом в ходе развития Земли в течение последних миллиардов лет золото вступило в круговорот пород, появляясь на ее поверхности и вновь скрываясь в глубинах верхней мантии.

Но теперь ему путь к ядру закрыт, и большое количество этого золота просто обречено оказаться в наших руках.

И еще мнение другого ученого:

- Происхождение золота оставалось до конца невыясненным, поскольку, в отличие от более легких элементов, таких как углерод или железо, оно не может образовываться непосредственно внутри звезды, — признался один из исследователей центра Эдо Бергер.

Ученый пришел к этому выводу, наблюдая за гамма-всплесками — масштабными космическими выбросами радиоактивной энергии, вызванными столкновением двух нейтронных звезд. Гамма-всплеск был замечен космическим аппаратом НАСА Swift и длился всего двух десятых секунды. А после взрыва осталось свечение, которое постепенно исчезало.

Свечение же при столкновении таких небесных тел свидетельствует о выбросе большого количества тяжелых элементов, утверждают специалисты. А доказательством того, что после взрыва образовались тяжёлые элементы, можно считать инфракрасный свет в их спектре.




- Дело в том, что нейтронно-богатые вещества, выброшенные при коллапсе нейтронных звезд, могут генерировать элементы, претерпевающие радиоактивный распад, при этом испуская свечение преимущественно в инфракрасном диапазоне, — объяснял Бергер. — И мы полагаем, что при гамма-всплеске выбрасывается примерно одна сотая доля материала солнечной массы, в том числе золото. Причем, количество золота, произведенного и выброшенного во время слияния двух нейтронных звезд, может быть сравнимо с массой 10 Лун. А стоимость такого количества драгоценного металла равнялась бы 10 октильонам долларов — это 100 трлн в квадрате.

Для справки, октильон — это миллион септиллионов или миллион в седьмой степени; число, равное 1042 и записываемое в десятичной системе как единица с 42 нулями.
Также сегодня учеными установлен тот факт, что практически все золото (и прочие тяжелые элементы) на Земле — космического происхождения. Золото, оказывается, попало на Землю в результате астероидной бомбардировки, которая произошла в далекие времена после застывания коры нашей планеты.

Практически все тяжелые металлов «утонули» в мантии Земли на самом раннем этапе формирования нашей планеты, именно они образовали твердое металлическое ядро в центре Земли.

Алхимики XX века

Еще в 1940 году американские физики А. Шерр и К. Т. Бэйнбридж из Гарвардского университета начали облучать нейтронами соседние с золотом элементы - ртуть и платину. И вполне ожидаемо, облучив ртуть, получили изотопы золота с массовыми числами 198, 199 и 200. Их отличие от естественного природного Au-197 в том, что изотопы неустойчивы и, испуская бета-лучи, максимум за несколько дней опять превращаются в ртуть с массовыми числами 198,199 и200.

Но все равно это было здорово: впервые человек смог самостоятельно создавать нужные элементы. Вскоре стало понятно, как вообще можно получить настоящее, стабильное золото-197. Это можно сделать, используя только изотоп ртути-196. Этот изотоп достаточно редок - его содержание в обычной ртути с массовым числом 200 составляет около 0,15%. Его надо бомбардировать нейтронами, чтобы получить малоустойчивую ртуть-197, которая, захватив электрон, и превратится в стабильное золото.




Однако расчеты показали, что если взять 50 кг природной ртути, то в ней будет всего 74 грамма ртути-196. Для трансмутации в золото реактор может дать поток нейтронов 10 в 15-й степени нейтронов на кв. см в секунду.

С учетом того, что в 74 г ртути-196 содержится около 2,7 на 10 в 23-й степени атомов, для полной трансмутации ртути в золото потребовалось бы четыре с половиной года. Это синтетические золото стоит бесконечно дороже золота из земли. Но это означало, что для образования золота в космосе тоже нужны гигантские потоки нейтронов. И взрыв двух нейтронных звезд как раз все объяснял.

И еще подробности про золото:

Немецкие ученые подсчитали, что для того, чтобы на Землю был занесен присутствующий сегодня объем драгметаллов, понадобились всего 160 металлических астероидов, диаметром около 20км каждый. Специалисты отмечают, что геологический анализ различных благородных металлов показывает, что все они появились на нашей планете примерно в одно и то же время, однако на самой Земле не было и нет условий для их естественного происхождения. Именно это натолкнуло специалистов на космическую теорию появления благородных металлов на планете.

Слово «gold», по мнению лингвистов, произошло от индо-европейского термина «желтый» как отражение наиболее заметной характеристики этого металла. Этот факт находит свое подтверждение в том, что произношение слова «gold» на разных языках похоже, например Gold (по-английски), Gold (по-немецки), Guld (по-датски), Gulden (по-голландски), Gull (по-норвежски), Kulta (по-фински).

Золото в земных недрах

В ядре нашей планеты содержится в 5 раз больше золота, чем во всех остальных породах, доступных для разработки, вместе взятых. Если бы все золото ядра Земли вылилось на поверхность, то покрыло бы всю планету слоем толщиной полметра. Интересно, что в каждом литре воды всех рек, морей и океанов растворено около 0,02 миллиграмма золота.

Определено, что за все время добычи благородного металла из недр было извлечено около 145 тысяч тонн (по данным других источников - около 200 тысяч тонн). Производство золота растет из года в год, но основной рост пришелся на конец 1970-х годов.




Чистота золота определяется различными путями. Carat (в США и Германии пишется «Karat») первоначально был единицей массы на основе семян рожкового дерева «carob tree» (созвучно со словом «карат»), используемого древними торговцами Среднего Востока. Карат сегодня в основном используется при измерении веса драгоценных камней (1 карат = 0,2 грамма).

Чистоту золота также можно измерить в каратах. Эта традиция восходит к древним временам, когда карат на Ближнем Востоке стал мерилом чистоты золотых сплавов. Британский карат золота - неметрическая единица оценки содержания золота в сплавах, равная 1/24 массы сплава. Чистое золото соответствует 24 каратам.

Чистота золота сегодня измеряется также и понятием химической чистоты, то есть тысячных долях чистого металла в массе сплава. Так, 18 карат - это 18/24 и в пересчете на тысячные доли соответствует 750-й пробе.

Добыча золота

В результате природного концентрирования примерно лишь 0,1% всего золота, содержащегося в земной коре, доступно, хотя бы теоретически, для добычи, однако благодаря тому, что золото встречается в самородном виде, ярко блестит и легко заметно, оно стало первым металлом, с которым познакомился человек. Но природные самородки редки, поэтому самый древний способ добычи редкого металла, основанный на большой плотности золота, - промывание золотоносных песков. «Добыча промывного золота требует только механических средств, а потому немудрено, что золото известно было даже дикарям и в самые древние исторические времена» (Д.И.Менделеев).

Но богатых золотых россыпей почти не осталось, и уже в начале XX века 90% всего золота добывали из руд. Сейчас многие золотые россыпи практически исчерпаны, поэтому добывают, в основном, рудное золото, добыча которого во многом механизирована, но производство остается трудным, так как часто находится глубоко под землей.

В последние десятилетия постоянно росла доля более рентабельных открытых разработок. Месторождение экономически выгодно разрабатывать, если в тонне руды содержится всего 2-3г золота, а при содержании более 10 г/т оно считается богатым. Существенно, что затраты на поиск и разведку новых золотых месторождений составляют от 50 до 80% всех затрат на геологоразведочные работы.

Сейчас крупнейшим поставщиком золота на мировой рынок является Южная Африка, где шахты достигли уже 4-километровой глубины. В ЮАР находится самый большой в мире рудник Вааль-Рифс в Клексдорпе. ЮАР - единственное государство, где золото - главный продукт производства. Там его добывают на 36 крупных рудниках, на которых трудятся сотни тысяч человек.




В России добыча золота ведется из рудных и россыпных месторождений. О начале его добычи мнения исследователей расходятся. По-видимому, первое отечественное золото было добыто в 1704 году из Нерчинских руд вместе с серебром. В последующие десятилетия на Московском монетном дворе золото выделяли из серебра, которое содержало немного золота в виде примеси (около 0,4%). Так, в 1743-1744гг. «из золота, обретающегося в серебре, выплавленном на Нерчинских заводах», было изготовлено 2820 червонцев с изображением Елизаветы Петровны.

Первую в России золотую россыпь обнаружил весной 1724 года крестьянин Ерофей Марков в районе Екатеринбурга. Ее эксплуатация началась только в 1748 года. Добыча уральского золота медленно, но неуклонно расширялась. В начале XIX века были открыты новые месторождения золота в Сибири. Открытие (в 1840-е гг.) Енисейского месторождения вывело Россию на первое место в мире по добыче золота, но еще до этого местные охотники-эвенки делали из золотых самородков пули для охоты.

К концу XIX века Россия добывала в год около 40т золота, из них 93% - россыпного. Всего же в России до 1917 год было добыто, по официальным данным, 2754т золота, но по оценкам специалистов - около 3000т, причем максимум пришелся на 1913 год (49т), когда золотой запас достиг 1684т.

С открытием богатых золотоносных районов в США (Калифорния, 1848г.; Колорадо, 1858г.; Невада, 1859г.), Австралии (1851г.), Южной Африке (1884г.), Россия утратила свое первенство в добыче золота, несмотря на то, что были введены в эксплуатацию новые месторождения, главным образом в Восточной Сибири.

Добыча золота велась в России полукустарным способом, разрабатывались преимущественно россыпные месторождения. Свыше половины золотых приисков находилось в руках иностранных монополий. В настоящее время доля добычи из россыпей постепенно снижается, составляя немного более 50 тонн.

Никто из ученых до сих пор не может с точностью сказать, откуда на Земле взялось золото. Происхождение золота - это вопрос, который волнует многих, поскольку если знать, как этот драгоценный металл появился, можно будет синтезировать его искусственно в лабораториях, воссоздавая специальные условия. Но пока этот процесс остается загадкой, и алхимики уже много лет пытаются изобрести что-то, что сможет повлиять на возможность получения золота из другого металла.

Конечно же, ученые продолжают заниматься поисками ответов. У них появилось множество версий происхождения золота. Каждая из них имеет не только преимущества, но еще и некоторые неточности или невозможность проверить гипотезу, что делает теорию несовершенной. Несмотря на высокие технологии современности, ученые еще долго будут пытаться прийти к консенсусу по поводу этого вопроса.

Золото в камнях

Тем не менее несколько фактов о золоте все же известно. Было подсчитано количество золота и его запасы на Земле. Известно, что всего было добыто столько тонн металла, сколько добыто железа. Это, кстати, следующий вопрос, интересующий людей, так мало. Ответом на него может послужить теория о том, что все золото уже образовалось, а новых пригодных условий для его появления на Земле не предвидится.

Теории возникновения золота

На данном этапе вопросами происхождения золота занимаются геофизики и астрофизики. Несколько популярных теорий о том, откуда на Земле появилось золото:

• Теория о ядерном синтезе золота была выдвинута астрофизиками. Она гласит о том, что золото образовывается в результате мощных термоядерных реакций звезд во Вселенной. В самих ядрах звезд золото образовываться не может, поскольку обладает высокой атомной массой. А вот при столкновении двух нейтронных звезд вполне возможно образование металла. Поскольку когда взрывается всего одна сверхновая звезда, концентрация нейтронов низкая для образования этого вещества. Всплески гамма-излучения при столкновении нейтронных звезд и дают образование тяжелых металлов, в том числе и золота. Материя, которая образуется при столкновении и взрыве двух небесных тел, выбрасывается в космос, где остывает и запускает каскад ядерных реакций. Вещество в дальнейшем распространяется в пространстве и становится основой для формирования новых небесных тел - планет. Оставался нерешенным и вопрос наличия золота не только в ядре планеты, но еще и в коре. Ученые объяснили это явление тем, что миллионы лет назад на Землю попадали частицы металла во время бомбардировки ее нейтронными звездами. Золото вместе с другими тяжелыми металлами стало основой ядра, а небольшие частицы так и остались в мантийной зоне. Сейчас процесс бомбардировки прекратился, ядро сформировано, и соответственно золота больше не появляется. Эта теория получила наибольшую поддержку со стороны ученых, поскольку исследования, которые проводились, были научно подтвержденными.
• Вторая теория о том, откуда могло взяться золото на Земле, также связана с космосом, но имеет некоторые отличия. Ученые считают, что золото попало на Землю из-за атаки метеоритов уже после основного формирования планеты. Этим они и объясняют тот факт, что залежи золота находятся только в определенных местах, а не расположены равномерно по всей коре. Именно неравномерность содержания металлов в мантии дает преимущество этой теории. Поскольку если золото попало на Землю в период ее формирования, то оно распределилось бы равномерно, а не отдельными залежами. В итоге часть металлов проникла внутрь к ядру Земли, а часть осталась нетронутой на поверхности. В последнее время ученые пытаются доказать, что все металлы попали на планету из космоса в разные периоды формирования Земли. Изначально попавшие элементы образовали основу ядра, а те вещества, которые попали позже, остались в мантии, перемешавшись с другими породами.
• Одна из новых теорий появления золота - биогенная. Она основана на том, что золото производят или пополняют его запасы микробактерии. Биологи уже проводят исследования в . Считается, что природа предоставила все условия для размножения бактерий в тех местах, где был обнаружен драгметалл. А также об этом свидетельствуют состав наростов элементов на золоте и толщи субстрата коры выветривания. Появиться золото могло в качестве результата деятельности бактерий, а сам процесс достаточно медленный. Нерешенных вопросов в теории остается много, но она набирает известность, поэтому не исключено, что скоро появятся новые подробности.

Золото со дна реки

Ученые также считают, что 99% золота находится именно в ядре Земли. Проверить это практически невозможно. Но по приблизительным подсчетам золота в метеоритах можно сказать, что большая часть этого вещества и других драгоценных металлов растворилась в железе. Единственным местом, где золото не растворилось, а сохранилось в естественном виде, является ядро. Когда и какими процессами построено само ядро - никто не знает.

Образования золотых месторождений

Месторождения благородного металла также образовывались поэтапно. Для этого понадобился не один миллион лет. Первое месторождение, или зона оседания, золота и появление его в рудных жилах - Канадский и Западно-Австралийский щит. Это происходило во время архейской эры примерно 3,5 миллиарда лет назад.

Далее появлялись залежи золота на территории современной ЮАР и США. Позже появилось современное золото Судана. Следующие 1,5 миллиарда лет были периодом паузы в выталкивании золота на поверхность или его образовании. Но потом появились Восточно-Австралийский и Урало-Монгольский пояса. Двести пятьдесят миллионов лет назад возникли месторождения на Чукотке, Колыме и в Якутии. Самыми поздними местами формирования залежей золота являются зоны Камчатки, Филиппин - около 50 миллионов лет назад.

Месторождения золота образовываются в процессе геохимических реакций. Когда гидротермальные воды достигают определенной глубины и соединяются там с цианидами или органическими кислотами, частицы драгметалла могут появляться на поверхности. Далее золото включается в состав руды или выносится на поверхность в зонах гидротермальной активности.

Еще золото обнаруживают:

• в островных вулканических дугах;
• в древних разломах литосферных плит;
• в старых горных поясах;
• в вулканических поясах.

Металлогения золота интересовала и продолжает интересовать не только коммерческие организации по добыче драгметалла, но и людей, которые интересуются геологией, астрофизикой. Также свой вклад пытались внести алхимики. Как химический элемент золото исследовано, но вот о причинах и способах его появления на Земле будут говорить еще много лет.

Золото — первый известный человечеству металл. Так, уже в эпоху неолита, были изделия из него, служившие ритуальному, декоративному или прикладному предназначению. Но по причине его редкости, мало кто знает, как выглядит золото, в каких видах встречается и как образуется.

Более того, астрофизики до сих пор ведут напряженные научные споры по поводу того, каким же образом золото оказалось в коре нашей планеты. Интересным фактом является также то, что крошечная доля золота присутствует почти везде: в растениях, земле, животных и людях.

Но добывать его не из месторождений не выйдет, так как оно даже в самородках находится в составе других соединений. К тому же, золото составляет всего лишь одну миллионную процента от массы Земли.

Среди ученых распространены две теории, которые неодинаково вероятны. Первая теория подразумевает, что в момент, когда планета только-только начинала формироваться, в нее попало некое космическое тело, которое в итоге расплавилось в ядре при его формировании, а из ядра во время вулканических извержений и землетрясений попадало в кору.

Это менее вероятная теория, так как она не объясняет наличие золотосодержащего песка, существование золота на других планетах, астероидах, в воде и так далее, к тому же, проверка подобной теории, как и предоставление доказательств по ней попросту невозможны на данный момент.

Вторая теория, гораздо более вероятная, подразумевает, что золото уже было в материи, из которой образовалась планета. Это отлично объясняет, почему драгоценный металл относительно равномерно распределен по ее поверхности, почему встречаются самородки и золотосодержащий песок, а также многие другие моменты, которые рушат первую теорию.

Но в целом, происхождение золота до сих пор является предметом споров в среде астрофизиков, физиков, химиков и геологов.

В любом случае, образуется оно точно в недрах планеты, в условиях титанического давления и огромных температур. Иногда оттуда оно попадает наружу с землетрясениями и другими катастрофическими результатами движения внутри Земли. Почему оно залегает именно внутри?

Из-за , при образовании космического тела, его тяжелые атомы притягивались гораздо сильнее к центру сферы, чем какого-нибудь алюминия, вследствие чего наблюдается интересная статистическая тенденция: чем глубже проходит шахта, тем больше вероятность нахождения золота, но при этом, тем выше минерализация находимых самородков.

В природе необработанное золото встречается в двух видах: в виде самородков и в виде крупиц. Обычно его добывают на месторождениях. Месторождения бывают первичные и вторичные. И между ними есть разница не только в количестве добываемого металла, но и в механизме образования золота, в технологиях добычи и многом другом.

Где и как можно ? Первичные, также называемые коренными, появляются в горных регионах и связаны с активностью тектонических плит. Так, например, при извержении вулкана, магма вытекает из недр земли вместе с водой, минералами и другими элементами, из которых состоят глубины коры.

Появляются кварцевые жилы с приличным содержанием золота. Притом сам драгоценный метал в них представлен мельчайшими крупинками, которые невозможно различить невооруженным глазом.

Процент содержимого в такой жиле золота сильно зависит от:

• интенсивности и условий извержения;
• химического состава подземных пород;
• давления, под которым извергалась магма;
• времени застывания;
• погодных условий;
• и многих других химических, физических и геологических нюансов.

Залежи первичного типа могут образовываться и другими способами, но они все равно почти всегда связаны с движениями магматической породы. Разработка этого вида месторождений в большинстве своем пришлась на 20 век, когда технологический прогресс позволил людям заглянуть достаточно глубоко в горные породы.

Причиной этому стало то, что первичные месторождения залегают в недрах Земли и требуют постройки глубокой и надежной шахты, которая до 20 века была невозможна.

Вторичные, также называемые россыпными, обычно расположены куда ближе к поверхности, очень часто попадаются по течению рек. Единственное неудобство заключается в том, что иногда они залегают глубоко под толстыми слоями пустой и бесполезной породы.

Месторождения вторичного характера появляются благодаря разрушению полупустых золотосодержащих и пустых пород. Самое прямое влияние на это оказывают разнообразные явления физического и химического характера:

Вода играет главную роль в перемещении крупиц золота и их появлении: она медленно вымывает камень, дробя куски твердых отложений на мелкие части и перетирая их в песок.

Золото, будучи тяжелым и инертным металлом, не вступает в реакцию почти ни с чем, медленно скапливается в неровностях рельефа, на дне рек и озер, в песке и так далее, откуда позже и добывается. Вторичные месторождения гораздо более разнообразны, чем первичные, так, например:

• по территориальному расположению их можно найти не только в горах;
• они гораздо сильнее варьируются в величине и объеме добываемого золота;
• имеют больше путей образования.

Также они могут разрушаться, обеспечивая золоту миграцию и создавая новые россыпи. Кроме того, россыпи могут появляться в случае изменений естественного ландшафта, выраженном в разрушениях месторождений корневого типа.

Собственно, это и объясняет их название: при первом землетрясении или извержении, появляется первичное месторождение. Во второй раз на месте первичного образуется вторичное.

В чем различие между самородками и крупицами, и что из себя представляют самородки?

Даже необработанное золото из россыпных месторождениях, почти никогда не нуждается в воздействии на него химическими или техническими средствами, предназначенными для отделения золота от руды, что делает его куда более доступным.

Из-за этого прилагаемые усилия по поиску месторождений крупиц со стороны золотоискателей гораздо больше, чем по по поиску месторождений самородков, которые сначала надо очень долго выкапывать, а потом избавлять от сопутствующих элементов.

То есть, крупицы почти всегда представляют собой более-менее чистое золото, доля которого в некоторых отложениях достигает 97%. Золотая пыль может просто браться и просеиваться через специальное сито, и на нем будет оставаться золото.

Это послужило причиной к многочисленным золотым лихорадкам, поразившим в свое время Северную Америку, Россию, Австралию.

Но при этом, попадаются относительно чистые самородки золота в природе, и обнаружение крупных экземпляров считается огромной удачей не только из-за их высокой стоимости, но и из-за их вида и редкости: они представляют собой прекрасные нерукотворные произведения искусства, ведомого лишь природе, встречу с которыми можно считать исторической. Каждый из них имеет свое уникальное имя, а числом они не превосходят несколько десятков.

Вот список чемпионов в размере и массе содержимого золота:

• Австралийский самородок 1869 года массой 70,9 кг с содержанием золота 69,6 кг
• «Плита Холтерманна» — огромная глыба весом в 235,14 кг с чистым золотом в ней 82,11 кг, найденная в 1871 году
• «Желанный незнакомец» — 71,1 кг, около 30 кг чистого золота
• «Рука Судьбы» — 27 кг почти чистого золота.

Вес и процентное соотношение золота большинства других гигантских самородков истории неизвестны, потому как многие из них подверглись переплавке в слитки - процессу, губительному для таких произведений искусства.

При этом, отмечается, что из 10 самых крупных самородков, 6 имели кварцевые внедрения. Откуда берутся такие гиганты — загадка.