Как образуется золото в природе. Различные теории происхождения золота. Цифровая статистика золотодобычи

Золото - это очень тяжелый металл с удельным весом 19,3 (в природе в зависимости от количества примесей - от 12,0 и выше), ковкий и мягкий. Именно из-за большой мягкости изделия из чистого золота не изготовляют. Температура плавления золота - 1063°, кипения - 2970 . Порядковый номер золота, то есть количество протонов в его ядре, - 79.

В природе встречается только один изотоп золота с массовым числом 197 (массовым числом называют сумму протонов и нейтронов в ядре). Остальные изотопы золота получены в экспериментальных условиях. Химически чистое золото получают из самородного после сложной обработки - аффинажа.

Природное золото обычно содержит примеси серебра, меди, висмута и минералов платиновой группы. Чаще всего присутствует серебро, количество которого иногда доходит до 30-40%, такое золото называется электрум. Из остальных примесей обычно встречается медь (около 1%). В зависимости от количества примесей меняются оттенки цвета золота.
Повышенное содержание серебра придает золоту бледноватый оттенок, примесь меди зеленоватый и красноватый. Золото в природе иногда встречается в виде химического соединения с теллуром - теллуристое золото. Оно серебристого цвета с желтоватым оттенком и небольшим удельным весом порядка 7-9. Существуют два вида месторождений золота: рудные и россыпные.

Большинство рудных месторождений гидротермальные, они образовались за счет горячих водных растворов, поднимавшихся по трещинам горных пород из остывающих на глубине магматических очагов. Выпадающие из этих растворов элементы отлагаются на стенках трещин и, постепенно заполняя их, образуют жилы.

Основную массу золота добывают из гидротермальных месторождений. Гораздо меньшее значение имеют контактовые месторождения, которые образуются вблизи магматического очага за счет выноса вещества магмы в окружающие горные породы. Под воздействием паров, газов и высоких температур здесь происходит перекристаллизация горных пород, при этом образуются новые минералы, в том числе и золото. Еще меньшее значение имеют магматические месторождения, которые образуются в самом магматическом очаге при кристаллизации магмы.

Месторождения золота обычно встречаются там, где на земную поверхность выходят изверженные породы типа гранитов. Во многих местах они приурочены к крупным тектоническим зонам, которые в виде вытянутых поясов прослеживаются иногда на тысячи километров (Анды, Кордильеры, Урал и др.).

Возраст золоторудных месторождений колеблется от нескольких десятков миллионов лет до 1-2 млрд. лет.
Самые молодые месторождения - третичные - встречаются на побережье Северной, Центральной и Южной Америки, в Японии, Карпатах и других местах. Их сложные руды наряду с золотом содержат значительное количество серебра, меди, полиметаллов и теллуридов.

Эти месторождения образовались 30-60 млн. лет назад. Наиболее крупное месторождение третичного возраста - Крипл-Крик в США; из него добыто несколько сот тонн золота.

Более древние мезозойские месторождения (60-150 млн. лет) образуют огромный золоторудный пояс, тянущийся от Аляски на Чукотку, Колыму, Индигирку и Яну. К мезозойскому времени относятся и месторождения золота в Китае, ДРВ, КНДР, на Алдане и в Забайкалье. Самым большим из мезозойских месторождений считается “Материнская жила” в США длиной свыше 200 км при ширине около 1,5 км эта жила дала свыше 400 т золота.

Еще древнее палеозойские месторождения, с возрастом от 150 до 600 млн. лет. Они расположены в Северной и Южной Америке, Западной и Центральной Европе, на Урале, в Забайкалье, Юго-Восточном Китае, Экваториальной Африке и восточной части Австралии.

Богатейшие месторождения этого возраста - австралийские. Так, месторождения Бендиго, Балларат и другие вместе с россыпями дали несколько тысяч тонн золота.

Возраст самых древних допалеоаойских месторождений колеблется от 600 млн. до 1,5 млрд. лет. Такие месторождения есть в Австралии, Индии, Западной Сибири, Африке и Канаде.

В справочнике по стране Канада WikiCanada.ru каждый может почитать интересные обзоры русскоговорящих жителей Канады.

К ним относится крупнейшее в мире месторождение Витватерсранд в Южной Африке. Оно дало больше 26 тыс, т золота, здесь разработки ведутся на глубине около 3 тыс., м, а общая длина выработок превысила 10 тыс. км.

В недрах этого месторождения осталось еще около 10 тыс. т золота со средним содержанием около 10 г на тонну руды. Обычно золоту сопутствует кварц. Содержание золота в рудах колеблется в очень широких пределах - от десятых, сотых и даже тысячных долей грамма до нескольких килограммов на тонну руды.

В рудных месторождениях золото исчисляется граммами на тонну руды, в россыпных - граммами на кубический метр породы.

Запасы золота в месторождении зависят от протяженности рудных тел, их мощности и содержания золота в тонне руды. Средними месторождениями считаются те, в которых запасы золота составляют 5-10 т, крупными - 10-100 т и очень крупными - 100- 1000 т.

В рудах золото обычно встречается в виде неправильных образований разнообразной формы - проволочки, крючечки, пластинки, зерна и другие; значительно реже - в виде кубиков и октаэдров.

Размеры их колеблются в очень широких пределах, начиная от пылевидных частичек до очень крупных образований весом в десятки килограммов. До сих пор непревзойденной остается так называемая «Плита Холтермана», добытая из рудного месторождения Хилл Энд (Австралия) в 1872 г. При толщине 10 см она имела длину 144 см и ширину 66 см. Вес ее - 275 кг.

Россыпные месторождения золота называют вторичными, в отличие от первичных рудных месторождений, за счет которых они образуются. Выходящие на поверхность горные породы, в том числе и рудные тела, со временем разрушаются и распадаются на обломки разной величины, покрывающие вершины и склоны водоразделов.

Это так называемый элювий. Под действием силы тяжести элювий медленно сползает в пониженные участки речных долин. Этот сползающий материал, делювий, размывается текучими водами, которые переносят его вниз по течению, измельчают и осаждают в виде гальки и песка, образуя речные отложения - аллювий.

При этом материал распределяется по удельному весу. Частицы с большим удельным весом, особенно золото, постепенно проникают в нижние слои аллювия. Оседая, они образуют скопления - россыпи, иногда очень богатые. Во время переноса золотники истираются и приобретают форму чешуек, табличек, крупинок и окатанных зерен разной величины.

Размеры россыпных золотинок варьируют от мельчайших пылевидных частичек, так называемых знаков, до крупных кусков - самородков. Некоторые из них имеют собственные имена. Наиболее крупные из известных самородков - австралийские «Желанный незнакомец» и «Желанный самородок» весом 70,9 кг и 68,9 кг. Первый был найден в 1869 г., второй - в 1858 г.

Из русских самородков пока наиболее крупным остается «Большой треугольник», найденный на Урале в районе реки Миасс в 1842 г. Его вес 2 пуда 7 фунтов 92 золотника (36 кг). Очень интересен небольшой самородок, найденный в 1943 г, на одном из приисков Колымы. По форме он удивительно напоминает голову Мефистофеля, почему за ним закрепилось это название.

Количество золота в отдельной россыпи зависит от размеров и богатства рудных месторождений, за счет которых образовалась эта россыпь, а также от размеров речной долины, характера золотоносного пласта и многих других причин. Запасы золота в исключительно крупных россыпях достигают сотни тонн. Средние россыпи содержат всего 1 - 2 т золота.

Хотя золото очень устойчиво и растворяется только в царской водке (одна часть азотной кислоты и три части соляной) и в некоторых других реагентах, оно все же постепенно растворяется и в воде. Грунтовые воды, циркулирующие в россыпях, хотя и в ничтожных количествах, но все же растворяют золото, которое в растворенном состоянии выносится в моря и океаны. Океан - это своеобразная кладовая колоссальных запасов золота, В воде Мирового океана содержится от 13 до 27,4 млн. т золота. Только из Амура в Татарский пролив ежегодно выносится около 9 т золота. Часть растворенного в воде золота усваивается живой природой - травами, кустарниками, деревьями.

Так в золотоносных районах деревья содержат от 0,6 до 6 мг золота на тонну сырой древесины, а в каменном угле даже до 10 мг на тонну.

В золоте, добытом из руд и россыпей, много примесей, так что оно требует соответствующей обработки. Сначала из него удаляют механические примеси, после чего дробят и подвергают действию кислот, растворяющих окислы и примеси сульфидов.

Чтобы получить химически чистое золото, добытое самородное золото на специальных аффинажных заводах обрабатывают кислотами и хлором, доводя его до высокой степени чистоты порядка 996,5.

Самый совершенный способ - электролитический аффинаж - позволяет довести пробность золота до 999,9. Из такого золота изготовляют слитки-бруски определенного веса и формы.

Такие бруски составляют международный валютный фонд и хранятся в банках. Ими ведется расплата при международных операциях.
Природное золото на планете

Природное золото на планете

Как мерило ценностей золото применяется с очень давних времен. Имеются сведения, что деньги в виде слитков определенного веса, формы и пробности были в ходу в Египте, Ассирии, Китае и некоторых других странах более чем за 1,5 тыс. лет до нашей эры. Монеты же из него стали появляться примерно 2700 лет назад. Интересно, что термин «монета» был пущен в обиход римлянами, начавшими чеканку денег при храме Юноны-Монеты.

В России первое золотое месторождение было найдено в Карелии в 1737 г. крестьянином Тарасом Антоновым. На этом Воицком руднике, который проработал до 1764 г., было добыто всего 74 кг золота, и он был закрыт как «ущербный».

Золотодобыча в России шла медленными темпами и даже в начале XIX столетия не превышала 220 - 240 кг в год. Только после открытия богатых месторождений золота на Урале, а затем в Сибири, золотодобыча в России стала развиваться быстрыми темпами.

Золото — неизменный востребованный символ благосостояния и роскоши, предмет вожделения и смысл жизни представителей многих поколений.

Редкой удачей и мечтой практически каждого человека считается обнаружение «золотой жилы», способной решить материальные проблемы в один миг. Как ? Отыскать свой «кусочек счастья» практически нереально из-за его труднодоступности. Местонахождение драгоценного металла известно лишь единицам посвященных, хотя поистине золото в природе достаточно широко распространено. Присутствуя практически везде (в животных и растительных организмах, в воде и почве), оно находится в столь ничтожной концентрации и раздробленном состоянии, что ощутить его присутствие возможно только путем логического мышления и глубокого знания.

С точки зрения физики и химии, золото — хороший проводник тепла и электричества, а также пластичный металл с высокой степенью ковкости, способной преобразовать его в изделие тоньше человеческого волоса. Как выглядит золотое украшение, знает каждый, равно как и то, что в ювелирной отрасли качественные продукты образуются в сплавах с медью, серебром и никелем, придающими изделию необходимую прочность.

Одна из них утверждает, что результатом появления стало массовое падение небесных объектов с содержанием этого металла, который, попав внутрь земной коры, распределился в ней и постепенно проникал на земную поверхность вследствие вулканической деятельности.

Вторая версия, самая распространенная, предполагает, что золото изначально входило в состав материи, сформировавшей Землю.

В любом случае золото образуется в результате изменений, происходящих в глубине земной коры при больших температурах и колоссальном давлении.

Территории значительного скопления золота, добываемого промышленным методом, называются месторождениями. Также золото можно найти в россыпях и небольших залежах.

Типы месторождений

По своему типу месторождения, встречающиеся достаточно редко, делятся на 2 вида: первичные и вторичные.

Коренные месторождения

Коренные (первичные). Возникают в связи с происходящими природными процессами и находятся преимущественно в горной местности. Во время вулканической активности потоки магмы с содержащимися в ней сплавами собственных соединений, минералами земной коры и водой вырываются на поверхность по разломам и трещинам, где через некоторое время остывают. Это приводит к их распаду и появлению кварцевых жил с содержанием золота. Причем драгоценный металл представлен в форме мельчайших крупинок, невидимых вооруженному глазу, и количественно зависит от условий формирования кварцевых жил и их химического состава.

Металлы в сплавах с золотом

Золото обычно находится в сплавах с такими металлами, как серебро, платина, медь, цинк и свинец. Причем в процессе его выявления просматривается интересная взаимосвязь: месторождения с весомым содержанием серебра скудны на искомое золото, и наоборот: золотоносные источники не могут похвастаться серебром в достаточном количестве.

Часть золота добывается как сопутствующий металл при разработке рудников с содержанием серебра, свинца, меди, никеля, цинка и металлов платиновой группы.

Первичные залежи золота образовывались несколькими способами, но всегда были взаимосвязаны с магматическими породами. Разработка коренных месторождений в большинстве своем пришлась на 20 век, в котором появление новых технологий добывания из руды золота обусловило активные поиски золотоносных рудников. Территориально первичные месторождения расположены чаще всего в недрах Земли и требуют шахтного метода добычи.

Вторичные месторождения

Россыпные (вторичные). Чаще всего располагаются ближе к поверхности, по течению рек, но могут скрываться под значительными пластами пустой породы. Формирование месторождений вторичного характера обусловлено разрушением пород, содержащих начальные образования золота. Непосредственное влияние на данный процесс оказывают факторы физического и химического характера: подземные воды, температурные перепады, осадки, деятельность микроорганизмов. Вода, играющая существенную роль в перемещении высвободившегося золота, со временем размывает горные породы и уносит вниз отломанные куски, дробя их во время движения на более мелкие части. Так как золото — это один из самых тяжелых металлов, то оно, не вступая в реакцию с водой, может накапливаться в образованных рельефом местности неровностях, на дне рек и других водоемов, откуда потом добывается.

Вторичные месторождения разнообразны (по территориальному расположению, величине и способу образования) и могут разрушаться, способствуя миграции золота и новому образованию россыпей. Россыпи могут возникать при изменениях природного ландшафта, в случае разрушения первичных месторождений.

Богатая россыпь может быть образована скоплением золота из нескольких жил в одном пространстве.

Как выглядит золото

Золото в россыпях, как правило, не нуждается в извлечении из твердой руды, что делает его легкодоступным. Поэтому усилия по его обнаружению большей частью приходятся на поиски месторождений именно россыпного характера, так как добыча драгоценного металла в них гораздо проще и ведется путем снятия пласта пустой породы, прикрывающей россыпь.

За счастье считается обнаружение крупных самородков золота — прекрасных нерукотворных произведений природы, встречающихся достаточно редко. В мире их существует лишь несколько десятков, причем у каждого есть свое уникальное имя. Самый солидный самородок России весом более 36 кг был обнаружен на Урале в 1842 году. А чемпионами чемпионов считаются австралийский самородок 1869 года массой 70,9 кг с содержанием золота 69,6 кг и огромная глыба, именуемая «Плитой Холтерманна», весом 235,14 кг с чистым золотом в ней 82,11 кг, найденная в 1871 году.

Как выглядит большая часть остальных самородков — истории неизвестно, так как многие слитки подверглись переплавке — процессу, губительному для таких произведений искусства.

Цифровая статистика золотодобычи

В истории зафиксированы богатейшие скопления рудного и рассыпного золота с содержанием 100 грамм и более драгоценного металла на тонну породы. Небольшие участки были отмечены содержанием золота в килограммовом содержании на тонну руды.

Современные рудники считаются богатыми, если на 1000 кг руды приходится более 10 грамм золота, а рентабельной нормой является показатель 4-5 грамм на тысячу килограмм. Доходность и материальная оправданность, помимо в породе, определяется по таким показателям, как глубина залегания рудных жил, характер породы, транспортные условия, освоенность территории.

К слову, первые находки драгоценного металла приходились именно на россыпные месторождения: Люди обнаруживали небольшие самородки в руслах рек и на берегах ручьев. С россыпями связаны золотые лихорадки на Аляске, в Австралии и Калифорнии; в 19 веке на такие месторождения приходилось 90% мирового количества золота. На протяжении 20 века эта цифра неуклонно понижалась и составила 2% в 1971 году. В последнее время процент немного увеличился за счет оживления добычи золота в старых (даже заброшенных) рудниках и новых местонахождениях. Особенно это касается Колумбии, Бразилии и ряда других стран.

Если рассматривать запасы золота в природе в разрезе стран, то 1 место занимают США, насчитывающие 59 месторождений с запасами золота более 13 тысяч тонн; следом идут Канада и ЮАР с подобными показателями; Россия занимает 4 место с добычей золота более 9 тысяч тонн на 33 месторождениях.

Золото… Желтый металл, простой химический элемент с атомным номером 79. Предмет вожделения людей во все времена, мерило ценности, символ богатства и власти. Кровавый металл, порождение дьявола. 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.

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.

Слияние нейтронных звезд

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. В 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 к 2007 году немного более 50 тонн. Менее 100 тонн добывается из рудных месторождений. Окончательная переработка золота ведется на аффинажных заводах, ведущим из которых является Красноярский завод цветных металлов. На его долю приходится аффинаж (очистка от примесей, получение металла пробы 99,99%) около 50% добываемого золота и большая часть платины и палладия, добываемых в России.

Производство золота в России в среднем составляет около 170 тонн в год: 150 тонн добывается из золотых месторождений и приблизительно 20 тонн – попутное и вторичное производство. Себестоимость производства одной унции колеблется в широких пределах, сильно зависит от качества запасов, вида добычи, способа переработки и составляет ориентировочно 150-550 долл. за унцию.

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:

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.
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.

December 15th, 2013

Вот еще одна интересная, но ужасно спорная версия: