Происхождение, разновидности и свойства золота

Как образуется золото в природе

В нашем мире золотые микрочастицы присутствуют во всем: животные и растительные ткани, минералы, вода. Но до недавнего времени не удавалось понять, как образовалось золото и почему оно так неравномерно распределено по всей Земле.

Теории происхождения

Научное сообщество официально признает две теории:

• космогоническая;
• теория сохранения материи.

Согласно первой версии, частицы желтого металла на Землю занесли метеориты, бомбардировавшие нашу планету миллиарды лет назад. Другая теория утверждает, что золото – часть Земли и изначально содержится в ее ядре.

В пользу второй версии говорят и недавние открытия. С развитием инженерной мысли, когда ученые заглянули в самые таинственные морские глубины, изучили состав океанического дна возле тектонических разломов, удалось получить ответ на самый волнующий вопрос, откуда берется золото.

Здесь, у самого сердца нашей планеты, был открыт процесс образования элементов, содержащих золото. В условиях большого давления, высоких температур и агрессивной кислой среде появляется один из самых востребованных металлов.

Растворы, насыщенные золотом, поднимаются по трещинам в коре, но ближе к морскому дну давление падает, холодная вода вызывает эффект конвекции, и начинается химическая реакция, в результате которой выпадают свободные золотые частицы или сульфидные соединения. Кстати, в соленой воде содержится довольно много растворенного золота, а значит, ученому сообществу еще предстоит найти способ его добычи.

Свойства золота

Только в фильмах можно увидеть, как изнуренный трудами золотоискатель вытаскивает огромный кусок блестящего в солнечных лучах золота. В действительности обнаружить и распознать этот металл в земле сложно, ведь выглядит он совсем иначе. Самородки, в зависимости от примесей, могут не иметь привычного блеска и характеризуются зеленоватым оттенком.

Понять, что перед вами куски драгоценного металла, можно используя химические реагенты и физические опыты. Золото отличается по нескольким показателям:

• низкое сопротивление электричеству;
• высокая теплопроводность;
• легко поддается ковке и полировке;
• имеет высокую отражательную способность.

Но главное качество заключается в инертности благородного металла. Золото не вступает в химические реакции с другими элементами за исключением фтора, цианидов и кислорода, но для этого нужны высокие температуры и определенные условия. Оно растворяется только в смеси азотной и соляной кислот, называемой «царской водкой».

Когда золото стало ценным?

Археологические раскопки показали, что люди использовали драгоценный металл еще в V веке до н.э. Но в первых человеческих поселениях использовалось необработанное золото.

Создавать золотые предметы быта и украшения люди стали значительно позднее.

Самые ранние золотые украшения, датируемые бронзовым веком, удалось найти на территории Ирландии. Правда, у этого народа металл не пользовался большой популярностью. Его обменивали на рынке на более ценные для северян товары.

Активная разработка руды в Древнем мире велась в странах Средиземноморья. Жители Ближнего Востока поставляли руду и изделия из нее в Египет. Самые древние украшения из драгметалла были обнаружены в гробницах египетской царицы и правительницы шумеров. Оба экземпляра датируются III тысячелетием до н.э.

В России первый золотой прииск был обнаружен только в 1732 году старателями Архангельской губернии. Но разрабатывать его стали значительно позже. Официальной датой начала работ считают 1745 год. Всего первое уральское месторождение дало 65 кг.

Золотая жила

Березовский уникум

Упоминания о том, что на территории современной России имеются крупные залежи драгоценных металлов, встречались еще в V веке. Но только спустя десять столетий, при царе Иване III, их поиск стал государственной задачей: многие милости обещали тем, кто найдет золото и сообщит властям, и страшные кары тому, кто найдет и утаит его. Усилия, однако, были тщетны: официальных данных о найденном золоте никто не предоставлял. Позже активную деятельность по обнаружению отечественного золота развил Петр I, но столь же безуспешно.

Только через 20 лет после смерти первого российского императора случайная находка Ерофея Маркова в корне изменила ситуацию. Там, где среди болот он впервые выкопал «камешок с частками, подобными золоту», в 1747 году была заложена шахта, давшая начало богатому руднику Первоначальному. Геологи отмечают — это удивительный, беспрецедентный факт в мировой истории поисков и находок золота, так как во всех золотодобывающих странах сначала открывали россыпные месторождения, а уж потом коренные (жильные). В России — все наоборот.

Рудник стал родоначальником русской золотопромышленности как самостоятельной отрасли. Уже через десять лет по распоряжению горного начальника Никифора Клеопина здесь был построен и запущен первый в Российской империи специализированный золотопромывальный завод.

Позже выяснилось — это уникальное месторождение жильного золота мирового класса, вошедшее в геологические учебники всех стран мира. Оно оказалось невероятно богатым и долгоживущим: за 250 с лишним лет (работы прерывались только в период разрухи 1923 — 1929 годов) здесь построено свыше тысячи шахт. Четыре работают до сих пор, причем один из рудников признан самым старым из действующих в мире.

Удача старообрядца подняла на поиски золота многих: в XVIII веке на Урале были найдены коренные месторождения золота на Шилово-Исетском медном руднике, в районе Невьянского завода, Нижнего Тагила, Миасса.

Лихорадка Брусницына

Но настоящую золотую лихорадку породило открытие россыпного золота, сделанное штейгером Львом Брусницыным близ все того же Березовского рудника в сентябре 1814 года. И если предыдущая находка была простым везением, то эта стала результатом многолетнего труда и невероятной смекалки. Лев Брусницын — не случайный человек в горном деле: c 11 лет он работал промывальщиком на золотых приисках, к 30 годам стал техническим директором крупной по тем временам золотопромывальной фабрики. Его посылали осваивать новые производства по всему Уралу и в Сибири.

Схема золотопромывальной машины Льва Брусницына — прообраза выпускаемых до сих пор приборов для промышленной добычи россыпного золота). В основе — ручное приспособление с вертлюгами: песчанистый материал протирали на решетчатой площадке, отделяя от глины, он проваливался в шлюз, промывался в слабой струе воды и перемещался к отстойникам-уловителям. За 12 часов один рабочий мог переработать до 400 кг сырья Иллюстрация: центральная городская библиотека Березовского

Хорошее знание особенностей залегания коренного золота помогло ему открыть россыпное. Он искал целенаправленно. При обследовании старых откидных отвалов Петропавловской рудотолчейной фабрики обратил внимание на две крупинки золота, цветом и формой отличавшиеся от добываемых из коренных руд. Долгие поиски того места, откуда они попали в лоток, привели к богатым золотоносным пескам в бассейне речек Пышмы и Березовки.

Заслуга Льва Брусницына не только в том, что он сумел обнаружить первое россыпное золото в России. Он первым стал применять новый метод извлечения драгоценного металла — промывание, сам конструировал промывочные станки, сумел организовать промышленную добычу. При этом все его изобретения были экономны и просты в эксплуатации.

Открытие нового типа золоторудных месторождений — легкообогатимого, доступного для отработки самыми примитивными способами даже одному человеку — положило начало первой в мире золотой лихорадке. Именно отсюда эта «эпидемия» распространилась по всей планете. Были найдены многочисленные россыпи драгоценного металла в других районах Урала, в Сибири и на Алтае, что послужило новым мощным толчком для развития золотой промышленности в стране, которой так нужны были деньги после разорительной войны с Наполеоном. С 1812 по 1845 годы объем добычи золота в России увеличился в 20 раз, что вывело ее на первое место в мире. Страна давала половину мировой добычи драгоценного металла. Золото Севера

Открытия и изобретения Льва Брусницына на столетия вперед определили подход к золотодобыче на Урале — здесь разрабатывались в основном россыпные месторождения. Тем более что их было немало.

Новый этап золотодобычи в регионе связан с открытием в 1985 году на севере Свердловской области близ Краснотурьинска нового крупного золоторудного месторождения — Воронцовского (запасы золота — 65 тонн, серебра — 58 тонн). Геологи знали, что рано или поздно найдут его, ведь россыпные месторождения, которыми был насыщен регион, производны от коренных. Обнаружили залежи, начав доразведку железорудной шахты Северопесчанской.

Для разработки Воронцовки в 1993 году группа местных предпринимателей при участии администрации Краснотурьинска создала предприятие «Золото Северного Урала». Акционеры пытались найти способы отработки этого месторождения, но им не хватило предприимчивости и смелости — месторождение напоминало слоистый пирог: сверху окисленные руды, а внизу первичные золото-сульфидные. Требовалось создать горно-металлургическое производство, в том числе использующее технологию выщелачивания (растворения драгметаллов с помощью цианидов). Опыта эффективного промышленного применения этой технологии в отечественной отрасли на тот момент не было. В СССР аналогичные отрабатывались лишь на урановых месторождениях Средней Азии, где горняки и металлурги занимались подземным выщелачиванием урановых руд: химико-физические основы добычи золота и урана схожи.

Промышленная добыча драгметаллов на Воронцовском началась в 2000 году — после того, как «Золото Северного Урала» вошло в только что созданную . В ее инжиниринговый центр после распада СССР были приглашены специалисты, работавшие на Зарафшанском поясе урановых месторождений Узбекистана. Купив в 1998 году месторождение Муртыкты в Башкирии, компания начала здесь осваивать технологию извлечения драгметаллов методом кучного выщелачивания (в этом случае цианиды не закачиваются под землю — ими орошают уже поднятый на поверхность, издробленный и уложенный в специальный штабель рудный материал). Первый год оказался неудачным — руда ничего не отдала. Но ошибки были учтены, и уже в 1999 году «Полиметалл» получил на Муртыкты первое золото.

Параллельно на Воронцовском построили промплощадку: полигон кучного выщелачивания, дробильно-сортировочный и технологический комплексы. В штабеля были отсыпаны первые тысячи тонн руды и получены первые 280 килограммов золота. Позже на месторождении впервые в России была применена технология зимнего кучного выщелачивания, что позволило вести добычу драгоценных металлов в круглогодичном режиме.

Но было понятно: рано или поздно придется перейти к добыче крайне сложных для переработки первичных руд. Поэтому одновременно на ЗСУ шло строительство золотоизвлекательной фабрики чанового выщелачивания (технология «уголь в пульпе»), которую запустили в 2004 году. Сегодня это сердце предприятия — она дает наибольший объем производства.

Новый подход к разработке золоторудных месторождений привел к изменению структуры золотодобычи на Среднем Урале: если в 2000 году на россыпные месторождения приходилось свыше 50% добываемых в области драгметаллов, то теперь — на горнорудные. За более чем 15-летнию историю «Золото Северного Урала» инвестировало в развитие производственного комплекса на Воронцовском свыше 70 млн долларов. «Полиметалл» вырос из предприятия, созданного с нуля, в компанию мирового уровня и одного из лидеров производства золота и серебра в России.

В каком виде можно встретить золото в природе?

Природное месторождение может содержать руду в двух вариантах: крупицы или самородки. Оба вида имеют принципиальные различия, при этом для ученых до сих пор остается загадкой принцип их формирования.

Крупицы

Наиболее часто встречаемая разновидность. Крупицами называются золотые фракции размером до 15 г. Как правило, крупицы содержат минимум примесей, поэтому их добыча считается наиболее эффективной в экономическом плане.

Способ их добычи заключается в просеивании горной породы. Остающиеся крупицы драгоценного металла послужили толчком к золотой лихорадке, возникшей сразу на трех континентах: в Северной Америке, Европейской части России и Австралии.

Самородки

Куски размером свыше 15 г получили название самородков. Образование самородков происходит значительно реже, но ценность их при этом значительно выше. Чем больше размер куска, тем ценнее будет находка.

В некоторых источниках можно найти упоминание о самородке в 2,5 тонны, который извлекли из земли в XI веке. До наших дней самородок не сохранился, и отыскать нечто подобное сейчас практически невозможно. Найденные в период новейшей истории экземпляры значительно меньше, однако некоторые все-таки заслуживают внимания:

1. Австралийский континент запомнился как место нахождения рекордсмена в среде самородков. Гигант известен под именем «Плита Хольтермана». Вес находки был равен 100 кг.
2. Второе место занимает гигант, выкопанный на острове Хоккайдо. Название самородка «Японец», вес – 71 килограмм.
3. Уральский самородок весом в 36 кг получил свое название «Большой треугольник» благодаря необычной форме.
4. Замыкает круг известных самородков магаданский «Золотой Великан». Правда, вес у него достаточно скромный, всего 14 кг.

В самородках никогда не бывает чистого золота. А примеси способны изменить цвет металла до неузнаваемости. Поэтому обнаружить самородок очень сложно, а определить его принадлежность к благородным металлам сможет только опытный специалист.

В чем различие между золотыми самородками и крупицами?

С точки зрения обывателя золотом можно назвать оба вида руды. А вот для золотодобытчика разница довольно ощутима:

1. Крупицы содержат до 97 % чистого золота, самородки изобилуют трудноудаляемыми примесями.
2. Добыча крупиц экономически более выгодна.
3. Самородки встречаются крайне редко.

Зарабатывают добытчики золота в основном на крупицах. Находка хорошего самородка считается большой удачей и сулит не столько доход, сколько престиж, создавая имя добытчику.

Как золото попало в состав нашей планеты?

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?

Вас может заинтересовать: 9 важных советов, как сдать золото в ломбард без возврата

Из-за веса золота, 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.

Виды месторождений

В природе существует всего два типа золотых месторождений: первичные и вторичные. Первые еще называют коренными, вторые – россыпными.

Условно можно выделить и такой тип месторождения, как сплавы. Здесь руда содержит не только золото, но и серебро, медь, никель или платину. Содержание собственно золота в таких месторождениях будет снижено, но их часто открывают при разработке других материалов.

Коренные

Первичные месторождения золота находят в горной породе, в местах древней вулканической активности. Металл в таких месторождениях зарождается в результате застывания лавы, вышедшей на поверхность. Реакция с холодным воздухом порождает в лаве возникновение кварца и освободившихся крупиц золота.

Коренные месторождения богаты золотой пылью, найти которую можно только с помощью специальной техники. Насколько порода будет насыщена крупицами благородного металла, зависит от преобладания тех или иных элементов в химическом составе и интенсивности образования кварца. Встречаются месторождения от 100 до нескольких тысяч тонн.

Россыпные

Этот вид месторождений наиболее удобен для разработки. Руда залегает максимально близко к поверхности. Россыпь может быть сосредоточена по руслам рек или скрываться в пустотах между пластами. Получается вторичное месторождение под действием физико-химических факторов:

• вымывание первичных месторождений подземными водами;
• перепады температур;
• воздействие микроорганизмов и прочее.

Залегание золота в местах добычи вторичного типа будет различаться по количеству и качеству. В отличие от первичных они меньше, от 5 до 50 тонн. К тому же такие карьеры подвержены повторным вымываниям. Нередко новые месторождения открываются после тектонических движений, обвалов или просадки почвы.

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.

Вас может заинтересовать: Свойства золота: физические и химические свойства

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.

Как происходит разработка месторождений?

Добыча золота – длительный и трудоемкий процесс. Сегодня, как и сотни лет назад, золото ищут путем многочисленных проб и ошибок. Для этого нужны не только профессиональные знания по геологии и умение производить разведку местности. Помогает в поиске наблюдательность, опыт и даже интуитивный подход.

При этом нужно не только найти месторождение, но и провести химические анализы, взять пробы, запустить тестовое бурение… Все это позволяет сделать вывод о проценте содержания золота в породе и рентабельности разработки карьера.

В числе подготовительных мер можно назвать следующие:

• визуальное исследование местности;
• определение границ золотого месторождения;
• подготовительные работы по инженерии;
• исследование породы на содержание золота;
• расчет экономической рентабельности;
• установление права собственности на земли месторождения;
• сооружение добывающей станции, укомплектованной специализированным оборудованием.

Тщательная проработка местности – очень важная составляющая. Ведь золотодобывающая промышленность – одна из самых дорогостоящих. На предприятии заняты тысячи сотрудников, а сооружение станции и покупка оборудования обходится не в один миллиард долларов. Ошибки с выбором локации просто недопустимы.