Золото представляет собой металл, играющий в истории жизни человечества на протяжении всей его истории большую роль в развитии экономики и культуры. Из - за золота происходили войны, захваты чужих территорий, интриги, убийства, предательство и другие пороки общественной морали. Золото не утратило своего значения и в современном обществе.
Известная химическая стойкость и высокая электропроводность золота является незаменимым металлом в экономике, как средство золотовалютных резервов стран и высокотехнологичного материала для электроники, электротехники, приборостроения, медицинской и ювелирной промышленности.
Золото (Au) относится к числу очень редких металлов. Его содержание в земной коре составляет около 4 миллионных частей процента, то есть в кубическом километре содержится 12 т золота, что в несколько тысяч раз меньше, чем содержание таких металлов, как медь, цинк или свинец, поэтому при поисках и разведке месторождений золота важно понять условия его концентрирования и рассеяния в природе.
Проведённые исследования показали, что золото присутствует в разных горных породах: как в магматических (гранитах и базальтах), так и в осадочных (океанических илах).
Геолог Ф. Фриденбург в 1953 году рассчитал, что в слое земной коры до глубины 3000 м содержится 4470 млн т золота. Ещё больше запасы растворены в пресной воде, в которой содержание золота составляет одну миллиардную часть процента, а в морской может достигать 15-16 мг/т (у берегов США, в водах Карибского моря), то есть в 1 т воды содержится около 0,02 мг золота, общая масса морского золота составляет 25-27 млн т.
Золото находится в водных растворах в виде гидроксохлоридных AuCl2(OH)2, гидросульфидных Au(HS) и металлоорганических (гумидных) комплексных соединений. Оно не вступает в реакцию с кислотами и основаниями, а по активности следует за водородом, что определяет нахождение его в земной коре в виде самородков разнообразных форм.
Кроме самородного золота в природе встречаются его различные соединения, главным образом теллуриды: AuTe2 - калаверит, (Au, Ag)Te4 - сильванит, (Au, Ag)Te2 - креннерит, Ag3AuTe2 - петцит. Известны также его соединения с висмутом, сурьмой, и интерметаллидами: Au2Bi - мальдонит, AuSb2 - ауростибит, Au Cu3 - купроаурид, Au2Cu3 - аурикуприд, но эти минеральные формы золота встречаются редко и промышленного значения не имеют.
Известны два главных цикла миграции и накопления золота в природе: глубинный (эндогенный) и поверхностный (экзогенный), в которых формируются месторождения золота, отличающиеся по физико-химическим условиям (давлению, температуре, окислительно-восстановительному потенциалу, кислотности и щёлочности среды), а также по геологическим условиям их локализации в горных породах, что имеет большое значение для промышленной добычи.
Большая часть золоторудных месторождений мира образовалась в результате гидротермальных процессов, определяющих отложения золота и сопутствующие его минералы из горячих водных растворов (гидротерм).
Основными минералами самородного золота в этих месторождениях являются кварц (оксид кремния, SiO2) и сернистые соединения тяжёлых металлов (сульфиды железа, свинца, цинка и меди). В таких месторождениях кварцевые жилы, содержащие самородное золото и его сульфиды, образуют сближенные параллельные или кулисообразные рудные залежи небольшой мощности (10-20 см), но значительные по протяженности (до 2 км) и глубине (до 1,5 км).
Гидротермальные месторождения золота известны по всему миру. Одним из самых древних и богатых считается рудник Ашанти в Западной Африке, который работает по настоящее время с 1471 года. Этот рудник назван Золотым берегом, поскольку и сейчас на глубине 1000 м идёт отработка руды с содержанием золота 26 г/т.
Одной из самых больших и богатых является жила Морро-Велью в Бразилии. Она имеет длину 180 м и уходит на глубину до 5 км.
По минеральному составу гидротермальные месторождения золота разделяют на золотокварцевые (рудных минералов меньше 1,5%) и золото-сульфидно-кварцевые (рудных минералов 1,5-20%). Сульфидные минералы распределены в жилах неравномерно, образуя разнообразные причудливые узоры (текстуры).
По глубине образования эндогенные гидротермальные месторождения золота разделяют по типам:
- глубинные - в древнейших метаморфических комплексах земной коры (в протерозойских вулканитах, гнейсах и сланцах), в которых оруденение может достигать 4 км. К таким месторождениям относится уникальное месторождение Калгурли в Австралии, открытое в 1863 году и продуктивное до сих пор, где было добыто около 100 млн т руды и более 1100 т золота.
- среднеглубинные - имеющие различный возраст и тесную пространственную связь с магматическими комплексами кислого и среднего состава (гранитоидами и диоритами).
Вмещающие золото породы - палеозойские метаморфические сланцы, в которых оруденение составляет 1,5-2 км и характерны для территории России (Дарасунское месторождение в Забайкалье и Кочкарское месторождение на Урале, а также знаменитое Берёзовское месторождение на Среднем Урале, найденное крестьянином Ерофеем Марковым в 1745 году.
Это первая находка рудного золота в России, где золото добывают до сих пор). Во многих музеях сохраняются прекрасные по форме крупные кристаллы сульфидов, сопутствующих золоту в рудах: пирита (сульфид железа, FeS2), галенита(сульфид свинца, PbS) и сульфосолей (тетраэдрита, Cu12Sb4S13 ; айкинита, CuPbBiS3).
Большое экономическое значение имеют месторождения золота малых глубин, зарактерных для молодых складчатых областей, в основном, в районах Тихого океана. К такому типу месторождений относятся месторождения Мексики (Пачука, Эль Оро), США (Голдфилд, Крипл-Крик), Австралии, а также многие месторождения России (Балей в Забайкалье, Карамкен и Хаканджа в Магаданской области). Сопутствующими породами служат мезозойские песчаники, аргиллиты и конгломераты, а оруденение по глубине колеблется от 50 до 400 м.
Рудные жилы близповерхностных месторождений отличаются большим минеральным разнообразием, многие из них богаты серебром и получили название золото-серебряных.
Самородное золото - это чаще всего природный сплав с серебром, называемый электрумом. Наличие в самородном золоте примесей серебра, меди и некоторых других металлов определяет его пробу, которая показывает отношение содержания золота к сумме содержаний золота и серебра. В основном, в природе встречается самородное золото с пробой выше 650, но крорме серебристого золота (электрума) в природе можно найти также медистое, висмутистое, платинистое, палладистое и иридистое самородное золото.
Часть золота с примесями Pt, Pd и Ir попадает на Землю из космоса в составе метеоритов, однако его количество не превышает 18 кг в год.
Качество самородного золота и внешняя форма (морфология) зависят от условий формирования месторождения, внутреннего строения, наличия различных примесей, опредедяющих цвет. Размеры самородного золота в природе весьма разнообразны: так, большая часть золота в горных породах настолько малы, что их можно рассмотреть только под электронным микроскопом, поэтому тонкодисперсное золото в горной породе назвают невидимым, из - за их размера, который составляет меньше 10 мкм (0,01 мм).
Размеры видимого золота колеблются от пылевидных частиц (порядка 0,1 мм) до крупных выделений размером до нескольких миллиметров. Зёрна золота массой более 1 г, называют самородками, среди которых есть огромные массой более 50 кг. Таких крупных находок очень мало - всего несколько десятков.
Крупнейший из самородков ("Плита Холтермана") найден в Австралии в штате Новый Южный Уэльс на руднике Хилл Энд в 1872 году. Этот природный сплав самородного золота с кварцем (оксидом кремния, SiO2) длиной около 1,5 м, весил 285 кг, содержащий 93,3 кг чистого золота.
Больше всего самородков найдено в Австралии - массой 27,3 кг (Рука судьбы), 32 (Золотой орёл), 40 (Канадец 2), 42 (Донноли), 44,7 (Леди Хотэм), 45,3 (без названия), 45,3 (Хандреуейт), 50(Канадец 1), 54 (Блестящий Баркли), 60,7 (без названия), 69 (Желанный), 75,4 (без названия).
Большие самородки золота были найдены и в России. Крупнейшими из них были "Большой треугольник" весом 36,6 кг, найден на Южном Урале в 1842 году и "Фортуна" - 20,3 кг.
В США найдены самородки весом 35,6 кг, 36, 36,3, 48, 72,9, 88,4 и 108,8 кг.
В Бразилии самый крупный самородок - 36 кг, Китае - 44, Японии на острове Хоккайдо - 71 кг.
Природное самородное золото разнообразно не только по размерам, но и по форме. Иногда оно представляет собой правильные ограненные кристаллы - октаэдры и кубооктаэдры, но чаще всего крупинки размером 100 мкм, 5 мкм, 1 мкм, заполняющие трещинки в горных породах, образует плоские папоротниковидные формы (дендриты) или причудливой формы зёрна с разнообразными выступами и наростами. Такие золотинки бывют похожи на фигурки людей или зверей и потому получают собственные названия: "Мефистофель" (20,25 кг), "Заячьи Уши" (3,34 кг), "Верблюд" (9,29 кг).
Различают самородки мелкие (1-10 г), средние (10-100 г), крупные (100-1000 г), весьма крупные (1-10 кг) и гигантские (более 10 кг).
Иногда самородками называют также золотины "резко выделяющиеся по размерам среди других частиц металла", и нижнюю массу принимают выше 0,1 или 0,3 грамма.
Кроме внешней формы (морфологии) важную информацию об условиях образования самородного золота можно получить изучая его внутреннее строение.
В результате кристаллизации во время длительной и сложной посткристаллизационной истории (растворения, регенерации, транспортировки) зёрна самородного золота становятся разнообразными по своей внутренней структуре.
Выделяют внутреннюю структуру частиц золота путём травления полированных зёрен в растворах царской водки с добавлением хромового ангидрита (HNO3 + HCl + CrO3) и тиомочевины. Различные по составу участки золотин протравливаются по-разному в зависимости от выявленных неоднородностей состава методами оптической и электронной микроскопии.
Одной из характеристик золота, которую учитывают при добыче и извлечении его из руд, является высокая плотность - 19,32 г/см3, лежащая в основе технологии гравитационного метода, используемого ещё в древности при ручной промывке в лотках.
Важнейшим химическим свойством золота является способность образовывать жидкие амальгамы с ртутью, поэтому амальгамирование – второй по значимости и времени изобретения способ извлечения золота из руд.
В современных технологиях добычи золота используют его способность растворяться в хлорной воде и растворах цианидов щёлочных металлов при наличии кислорода.
На этих свойствах основаны методы хлорирования и цианирования.
При хлорировани образовавшийся осадок AuCl3 вымывается водой, а при цианировании - руду сначала обрабатывают раствором цианида натрия, а затем золото восстанавливают из комплексных анионов электролизом на пластинах цинка.
Метод цианирования впервые был предложен П.Р. Багратионом в 1843 году, а применён в 1890 году в ЮАР.
Важнейшими техническими свойствами золота являются низкое электрическое сопротивление (2,887 ⋅ 10−8 Ом/м) и высокая ковкость (из 1 г золота можно получить 1 м2 фольги или проволоку длиной 2610 м).
Золото всегда распределено в рудах неравномерно. На фоне рассеянного оруденения с содержанием золота 2-3 г/т наблюдаются обогащенные участки (рудные столбы, бонанцы), в которых содержание золота достигает нескольких сот граммов на тонну.
Протяжённость рудных столбов колеблется в широких пределах - от 30 до 400 м по длине и от 50 до 700 м по глубине.
Формирование золотых руд проходило в широком интервале температур (120-400 градусов) и давлений (60-1540 бар) и при различной концентрации солей в растворах.
Современные методы анализа позволяют изучать не только химический состав минералов и включений в них, но и их изотопный состав.
Учитывая большую промышленную значимость колчеданных месторождений, учёные разрабатывают модели, позволяющие объяснить механизм формирования подобных залежей.
В результате установлено, что важную роль в образовании золотоносных руд играют процессы электрохимического восстановления золота из растворов. Расчёты показали, что формирование месторождений происходит постепенно в результате циклической циркуляции морской воды.
На первом этапе (нисходящая ветвь) просачивающиеся вниз холодные морские воды, постепенно нагреваясь, насыщаются рудными элементами, выщелачивая их из вмещающих вулканогенно-осадочных и донных отложений, а на втором этапе (восходящая ветвь) происходит последовательное отложение руд из нагретых минерализованных растворов в тектонически ослабленных зонах.
Содержание золота в колчеданных рудах низкое (менее 3 г/т), поэтому его добыча осуществляется попутно, вместе с добычей других металлов: меди, свинца, цинка, серебра.
Такая попутная добыча золота из сульфидных руд распространена очень широко. Крупнейшими рудниками считаются Ледвилл, Тинтик, Бингем и Бьют в США; Флин-Флон, Салливан, Кид-Крик и Хорн в Канаде, Атлас, Санто-Томас, Маркоппер, Маун-Айза, Олимпик-Дам, Пангуна и Ок-Теди в Австралии и Океании. Месторождения этого типа известны на Южном Урале, в Казахстане и Западной Сибири.
Попутная добыча золота вместе с другими цветными металлами осуществляется и из сульфидных медно-никелевых руд магматического генезиса. Характерными примерами месторождений этого типа являются Талнах под Норильском, Садбери в Канаде и Бушвельдский комплекс в ЮАР.
Залежи руд этих месторождений связаны с процессами ликвации - разделения силикатного жидкого магматического расплава, насыщенного серой и железом, на две несмешивающиеся части. Сульфиды никеля и меди (пентландит (Fe,Ni)9S8 и халькопирит CuFeS) образуют при этом округлые каплевидные включения в силикатах, чаще всего в полевом шпате – лабрадоре (CaAl2Si2O8). Вместе с золотом из таких руд добывают также платину.
При разрушении первичных эндогенных месторождений золото накапливается с образованием вторичных экзогенных месторождений.
Существуют два типа экзогенных месторождений золота: зоны окисления золотосодержащих сульфидных месторождений и россыпи.
В зонах окисления накопление золота происходит в верхних частях рудных тел за счёт выветривания пород и химических процессов золотосодержащих сульфидов, в результате чего образуются железные шляпы, сложенные гидроокислами железа (лимонитом), карбонатами меди (малахитом) и глинистыми минералами (каолинитом), в которых золото переотлагается, а затем концентрируется кислыми рудничными водами.
Исследования последних лет показывают, что важную роль в процессах переотложения и накопления золота в поверхностных условиях играют бактерии. Экспериментально доказано, что бактерии Mesentericus niger поглощают золото из хлоридных растворов, а затем их клетки лопаются, оставляя сферические частицы нового золота. Биогенная природа новообразований золота была подтверждена образцами из рудника Елена (ЮАР) и Апапель (Камчатка) методом спектроскопии, при коором были обнаружены остатки панцирей диатомей и цисты зелёных водорослей, состоящие из золота с примесями кремния и серебра.
В поверхностных условиях остаточное эндогенное самородное золото может обрастать новым экзогенным золотом, укрупняясь и образуя самородки. Первое русское золото было добыто в 1702 году из таких руд на знаменитом Нерчинском медном руднике.
Известен и другой тип экзогенных месторождений золота - россыпи, месторождения которых формируется при разрушении первичных золотоносных кварцевых жил, когда частицы видимого золота и его самородки освобождаются от вмещающих их минеральных агрегатов и перемещаются водными потоками горных рек.
@ms-boss, Поздравляю!
Ваш пост был упомянут в моем хит-параде в следующих категориях: