Круговорот золота в природе

Эти интерметаллические соединения представляют собой твердые растворы — фазы переменного состава, в которых атомы разных элементов включены в кристаллическую решетку благородного элемента. Однако не все металлы растворяются в золоте, а только те, атомный радиус которых близок к атомному радиусу золота, т. е. к 1,44 • КГ10 м. Это прежде всего «геометрический близнец» золота — висмут, а также сер

ебро и платина. Наиболее распространено в природе серебристое золото, за ним следуют электрум, висмутистое и медистое золото, порпецит, платинистое, иридистое и родистое золото.

Другие распространенные соединения, сопровождающие минералы золота, — кварц, алюмосиликаты, сульфиды, теллуриды. Из теллуридов промышленное значение имеют калаверит (39-44 % Аи, 53-58 % Те, < 2 % Ag), креннерит (31-44 % Аи, 56-62 % Те, 1,5-7 % Ag), сильванит (24-30 % Аи, 60-64 % Те, 9-15 % Ag) и петцит (24-27 % Аи, 21-34 % Те, 35-43 % Ag).

Благодаря синергетической деятельности микроорганизмов и проявлению экзогенных факторов золото из недр Земли попадает на ее поверхность, а также в биосферу и гидросферу. Так, в 1 л морской и речной воды содержится около 4 • 10~9 г золота, а подземных вод на участках золоторудных месторождений - приблизительно 1 • 10~6 г. Грунтовые воды переносят драгоценный металл в виде растворимых комплексных соединений и коллоидных форм. Он мигрирует в почвах и оттуда попадает в растения. Впервые «растительное» золото обнаружил в золе французский химик Клод Луи Бертолле. Способность аккумулировать золото у различных растений неодинакова: из 1 т еловой древесины можно извлечь 1,27 мг, осины — 2 мг, березы — всего 0,6 мг золота. Хорошей способностью аккумулировать золото обладают кукуруза и болотный хвощ. В принципе наличие золота в золе растений свидетельствует о его присутствии в данном регионе и иногда служит косвенным признаком при проведении поисковых геологических работ.

Растения, съеденные животными, отдают им и аккумулированное золото. Анализ шерсти оленей и ряда других млекопитающих показал наличие в них благородного металла. После окончания своей жизнедеятельности животные и растительные организмы попадают в почву, где различные микроорганизмы снова начинают свою работу по переносу золота.

Но далеко не все растворенное в речной воде золото попадает в живые организмы, большая его часть сбрасывается в моря и океаны. Оно попадает в воды Мирового океана самыми разными путями, в основном через реки, которые размывают золотосодержащие породы, растворяют освободившееся золото и транспортируют его к океану. Так, согласно расчетам Амур выбрасывает в Татарский пролив более 8 т золота в год. Альтернативные пути поступления благородного металла в моря и океаны связаны с размыванием золотосодержащих пород прибрежной зоны и падением метеоритов, в которых, как уже отмечалось выше, наблюдается повышенное содержание тяжелых элементов. В морской воде золото содержится не только в растворенном состоянии. Нерастворимые его соединения, осаждаясь на дно, включаются в состав придонных илов, уплотняются, цементируются, образуя слоистые осадочные породы, а затем под действием давления превращаются в кристаллические сланцы.

Большой круговорот золота

Этот круговорот включает процессы перемещения драгоценного металла в нижних слоях земной коры и в магме. В нем участвуют соединения золота, образующиеся в процессе малого круговорота. В результате дальнейшего погружения осажденные золотосодержащие породы попадают в магматическую область, где они подвергаются воздействию давления и высокой температуры. Переплавленное золото с магмой может быть вновь вынесено на поверхность Земли с образованием гидротермальных месторождений. Другое направление перемещения золота в земной коре связано с его миграцией из ультраосновных горных пород через осадочные в метаморфические породы с выходом на поверхность в виде коренных месторождений.

Таким образом, циклический процесс большого круговорота золота идет при непрерывной подпитке из мантии.

Третий тип круговорота

Появление третьего типа круговорота, в который вовлекается золото, связано с жизнедеятельностью человека, с добычей и потреблением этого драгоценного металла. Золото добывают в 41 стране, и мировыми лидерами являются ЮАР, США и Австралия (рис. 1). По некоторым оценкам, суммарная добыча золота из недр Земли в исторически обозреваемый период превышает 135 тыс. тонн. За последнюю четверть прошлого века в мире было добыто золота в полтора раза больше, чем в предыдущие 25 лет. При этом если с 1985 по 1995 г. примерно 70 % годового прироста добычи приходилось на США, Канаду и Австралию, то с 1995 по 2000 г. не менее 80 % прироста обеспечили Индонезия, Папуа — Новая Гвинея и Перу.

Основные месторождения золота сосредоточены в России, ЮАР и Канаде. Месторождения — это участки горной породы, содержащие золото в повышенной концентрации. Если его количество окупает затраты на добычу, то такие скопления называют промышленными. Минерально-сырьевая база золотодобывающей промышленности слагается из собственно золотых месторождений и комплексных золотосодержащих месторождений, в которых золото входит в состав руд цветных, редких и других металлов в качестве попутного промышленного компонента. В рамках малого и большого круговорота образовались два основных типа месторождений золота: коренные и россыпи.

В качестве примеров коренных месторождений можно привести Синюхинское (Алтай, Россия) и Натальевское (Кемеровская обл., Россия), Юбилейное и Васильковское (Казахстан), Витватерсранд (ЮАР), Керк-ленд-Лейк (Канада), Моро-Вельо (Бразилия), Копперхед (Австралия). По запасам металла коренные месторождения подразделяются на уникальные, крупные, средние и мелкие.

По типу образования коренные (рудные и гидротермальные) месторождения относятся к первичным, в них золото находится в коренной горной породе. Они образовались в ходе большого круговорота как результат кристаллизации металла из горячих водных растворов, образовавшихся при застывании магмы, когда сульфидная магма, содержащая в себе ряд металлов, в том числе и золото, заполняла трещины в образованном силикатной магмой гранитном массиве.

При естественном разрушении золотосодержащих пород коренных месторождений образуются вторичные месторождения, или россыпи — скопления разрыхленных частиц горных пород. По величине запасов россыпные месторождения также подразделяются на уникальные, весьма крупные, крупные, средние и мелкие (схема 1).

В целом россыпные месторождения содержат золота меньше, чем коренные: уникальные россыпные месторождения (запасы золота более 50 т) соответствуют лишь средним коренным, но в россыпях концентрация золота больше. Редко, но случается, что в средних россыпных месторождениях неожиданно обнаруживают богатейшие скопления золота — легендарные «карманы» или «сундуки».

С момента образования россыпь проходит ряд превращений, эволюционируя во времени (рис. 2). В геологии принято выделять три типа россыпей: элювиальные, делювиальные и аллювиальные (или переотложные).

 Скачать реферат