Происхождение золота в природе. Гипотезы происхождения золота. В каком виде можно встретить золото в природе

В ничтожно мизерных объемах золото имеется практически во всех горных породах, из которых состоит земная кора. Казалось бы, что человечество должно буквально сойти с ума, и стараться добыть сей металл любыми методами. Но, как оказалось, это весьма затратно, и расходы на его поиск и извлечение из горной породы не будут компенсированы количеством полученного желтого вещества. Для убедительности приведем следующий факт: в одной тонне породы можно отыскать всего 5-6 грамм драгоценного вещества. Радует лишь тот факт, что в руде разного вида его концентрация может быть неодинаковой.

Зачастую драгметалл встречается именно в кварцевых жилах, на местах залегания которых уже давно находятся промышленные месторождения. Но даже там количество добываемого золота намного меньше, чем остальных полезных металлов, расположенных в том же месте. Поэтому золотодобыча считается очень трудоемким процессом, который по сложности уступает только извлечению из руды дорогостоящей и редкой платины.

На сегодняшний день имеет место теория, согласно которой в земном ядре находится в несколько сот раз больше золота. Объясняется это тем, что в падающих на землю железосодержащих метеоритах этот металл находится в количестве, равном 5-6 грамм на одну тонну. Поскольку ядро Земли тоже является железосодержащим, то вполне обоснованно предполагать, что и там находятся золотые запасы.

Драгоценные моря

Занимателен тот факт, что отыскать этот металл можно не только в породе, но и в морской и океанической воде. Причем в разных морях и океанах его содержание совершенно разное, и самая большая концентрация наблюдается в прибережных зонах и областях с жарким климатом. Больше всего желтого вещества в Мировом океане, за которым следует Мертвое море. Для справки, в одной тонне воды этого моря находится 50 мг сего драгоценного металла. Кстати, человек уже успел предпринять попытки организовать золотодобычу на территории Мертвого моря, но потерпел неудачу.

На уровне развития современных технологий, золото вполне можно извлекать из морской воды, вот только делать это совершенно не выгодно. Дело в том, что вещество, находящееся в природе, может считаться полезным ископаемым только в том случае, если его концентрация в одном месте выше кларкового. А вот насколько выше – это уже вопрос техники и свойств самого вещества. На сегодняшний момент кларк содержания золота в воде морей не дает возможности надеяться на получение миллионов тонн драгметалла. Но все это дело времени, поскольку технологии не стоят на одном месте.

Природа устроена так, что золото находится не только в воде, но и в придонном иле. Этот факт установили путем изучения придонного ила Красного моря. Оказалось, что в нем содержится не только сам драгметалл, но и прочие полезные и ценные минералы. Снова-таки, их концентрация ничтожно мала для того, чтобы организовывать масштабную золотодобычу. Посему ученые находятся в поисках способа переработки придонного ила, поскольку до него намного легче добраться, чем до земного ядра, например.

В море металл приносят реки, которые вымывают породу на своем пути следования. Невероятно, но только Амур приносит в Татарский залив более 8-ми тонн драгметалла в год! Не стоит упускать из виду и метеориты, поскольку они ежегодно распыляются в земной атмосфере в количестве 3,5 тонн, неся с собой 18 кг. золота, большая доля которого приходится на Мировой океан. А вот действующий вулкан Этна, который находится на Сицилии, с каждым своим дневным выбросом пепла насыщает атмосферу 2,5 килограммами золота.

Оно повсюду!

На самом деле, это вещество содержится не только в камне, море или в песке, но и в грунтовых водах, телах животных и даже в растениях.

Французский химик Бертоле самым первым нашем золотые частицы в пепле растений, после чего вплотную занялся изучением этой природной особенности. Оказывается, что деревья и кусты по-разному накапливают драгоценное вещество. Так, например, из тонны березы можно выделить 0,5 мг. золота, тогда как из аналогичного объема ели – уже 1,27 мг. Самыми лучшими «аккумуляторами» считается кукуруза и хвощ полевой. И если в пепле растений обнаруживается золото, это можно считать признаком его месторождения.

Если объяснить появление металла в растениях достаточно просто, то вопрос того, как он появляется в теле животного, остается открытым. Так, например, исследователи одного из британских заповедников обнаружили золото в шерстяном покрове оленей. Примечательно, что в земле и воде, находящихся на территории заповедной зоны, золота нет и в помине.

Физические параметры и виды месторождений

Золото – это весьма тяжелый металл, с удельным весом, равным 19,3. Он необычайно ковкий и мягкий, хоть и выглядит весьма презентабельно, посему не подлежит использованию в исходном виде. В природе находится только одна разновидность золотого изотопа, массовое число которого равно 197. Самородный металл, который вы видите на фото, проходит сложную обработку – аффинаж, после чего получается химически чистое драгоценное вещество.

Различается рассыпное и рудное золото. Первый вариант находится в кварцевых породах или в сульфидных рудах. А вот россыпи являются продуктом разрушения коренных месторождений, которые накапливались в речных долинах.

Происхождение золота интересует многих, ведь невероятной красоты металл известен человечеству настолько давно, что трудно назвать конкретную дату. Впрочем, вопрос происхождения драгоценных металлов до сих пор открыт. Существует несколько теорий, которые могут рассказать о том, откуда на нашей планете появилось золото, серебро и платина. Ученые то сходятся во мнении, то спорят, апеллируя к новым фактам и теориям.

Откуда появилось золото на Земле?

Теории происхождения золота

Точно сказать, откуда на Земле появилось золото, не способен ни один ученый. Пока сильные умы мира сего строят гипотезы и теряются в догадках, люди создают легенды, в которых превозносят желтый металл, его красоту и характеристики до небес.

Существует много поверий, которые рассказывают о том, когда и как появился Au на Земле. Этот элемент находится практически везде. Обычному человеку сложно представить, но в его теле содержится около 10 мг благородного металла. Золото есть в воде рек и океанов, оно находится в почве и растениях.

Так откуда взялось золото? Существует две основные теории, которые рассматривают вопрос о том, как элемент появился на нашей планете.

1. Одна теория рассказывает о том, что металл возник здесь уже после образования планеты. Au стал ее частью, когда на Земле бушевали вулканы и атмосфера была неблагоприятна для создания жизни. Ядро Земли было раскалено настолько, что притягивало к себе железо и другие металлы, охлаждаясь за их счет. В процессе подобной вулканической активности и появилось золото. Оно образовалось за несколько столетий и постепенно вышло на поверхность за счет извержений вулканов, землетрясений и наводнений.
2. Вторая теория рассказывает о том, что Au как элемент на нашей планете появился еще в момент ее формирования. Золото пришло к нам из космоса. Метеориты, падая на землю, «делали» запасы Au. Постепенно частицы метеоритов стали составляющим породы и превратились в крупные и не очень месторождения золота.

Известно, что количество всего добытого золота за время существования настолько ничтожно, что его можно сравнить с количеством железа, которое человечество добывает за один день. Добыча Au связана с определенными трудностями, и зачастую залежи металла настолько глубоко расположены в недрах земли, что извлечь его из породы просто невозможно.

Да, действительно никто не оспаривает, что вулканические процессы в недрах земли поспособствовали образованию благородного металла. Но это вовсе не говорит о том, что вулканы стали первопричиной преобразования железа или другого металла в Au.

Да к тому же условия, царившие на планете сложно назвать благоприятными для образования залежей золота. Даже самые высокие температуры не способны превратить алюминий или никель в благородный металл.

Если рассуждать о второй теории, то она считается наиболее близкой к истине. Дело в том, что о космическом происхождении металлов ученые рассуждают довольно давно. Они сравнивают количество метеоритных дождей и гамма-взрывов с количеством добытого Au.

Космическая версия происхождения золота

Вполне вероятно, что на момент формирования нашей планеты золото уже существовало, по этой причине оно довольно близко расположено к ядру Земли. Метеоритный дождь, падение астероидов и прочие катаклизмы привели к тому, что количество этого металла на нашей планете значительно увеличилось.

Исследования частиц метеоритов и других небесных тел показали, что благородные металлы неизменно присутствуют в их составе. Кстати, если переплавить все золото мира, которое было добыто человечеством и то, что находится в недрах земли, его хватит, чтобы покрыть всю поверхность нашей планеты четырехметровым слоем.

Металл мог появиться на планете и после гамма-взрыва, который дал мощную волну энергии и помог пополнить запасы золота. Впрочем, это тоже только теория, которая не дает ответа на вопрос.

Ранее считалось, что металл образовывается в недрах земли в толщах магматических пород. При извержении вулканов, под действием температур элементы каким-то образом перевоплощались в благородные металлы. После под действием тех же самых извержений Au и другие элементы вышли на поверхность. А часть золота осталась в ядре. Впрочем, эта теория позднее была подвергнута жесткой критике и признана маловероятной.

Естественно, что это не все теории, которые были выдвинуты учеными. От некоторых гипотез пришлось отказаться, поскольку они были опровергнуты. Другие же превратились в фантастические истории и также не нашли подтверждения. Но наука не стоит на месте и сегодня существует одна теория, которая признана мировой общественностью как наиболее реальная.

Современный взгляд на ситуацию

В земной коре достаточно полезных элементов, но большая часть золота находится в ядре. По этой причине ученые задумались о том, что повлияло на процесс формирования залежей благородного металла.

Существует теория, что металл появился на нашей планете, как и пыль, он просто годами оседал на поверхности земли. В те годы наша планета находилась в расплавленном состоянии, происходило это после взрыва. Земля сама притягивала космическую пыль, в которой содержался Au.

В космосе пыль с высокой концентрацией благородных металлов образовалась в процессе разрушения нейтронных звезд. Это своеобразные космические тела, которые возникли в процессе эволюции звезд. Поскольку пыль присутствует повсеместно, это объясняет, почему золото содержится в организме человека, животных, растений, воде и почве.

Но есть один нюанс: ученым удалось установить, что некоторое количество Au содержится в астероидах и метеоритах. Но вот доказать то, что металл оседал на поверхности земли в качестве пыли, пока не удалось. Но и опровергнуть эту теорию исследователи пока не в состоянии.

Но не только пыль от разрушенных нейтронных звезд содержит благородный металл. Некоторая часть его появилась на земле при тяжелой бомбардировке. Произошло это примерно четыре миллиардов лет назад. А еще в результате бомбардировки на Луне образовалось большое количество кратеров. Итак, астероиды падали на нашу планету и постепенно смешивались с почвой, они глубоко проникали в породу и, распавшись на миллионы частиц, превратились в месторождения благородного металла.

Если говорить о правдоподобности, то эту теорию можно считать наиболее реалистичной. Она помогает объяснить, откуда на нашей планете появился металл и каким образом он на нее попал.

Au в большом количестве находится в ядре, но этот металл имеет расплавленное состояние. Его добыча связана с определенными трудностями, по этой причине ее считают нерентабельной. Еще Au есть в водах мирового океана: если сложить все количество элемента, которое присутствует в воде, то получится весьма приличное количество золота. Но пока люди так и не нашли способа добывать металл из воды.

В земной коре Au тоже есть, но его содержание невелико, в основном металл добывают совместно с рудой.

Существуют некоторые сведения, которые могут показаться интересными, они также касаются благородного металла:

• Ученым удалось установить, что на нашей планете никогда не существовало и не могло существовать условий для формирования или образования благородного металла. По этой причине золото явно имеет космическое происхождение.
• Наибольшей популярностью металл пользовался в XIV веке в империи инков. Инки считали, что золото имеет божественное происхождение и по этой причине преподносили богам в дар фигурки, выполненные из этого металла. Империя создала храм, который изнутри был отделан пластинами из Au. Когда испанцы узнали о таких богатствах империи, они были потрясены не только красотой изделий из золота, но и размерами его добычи.
• Сегодня добыча Au связана с большими трудностями. Около 80–90 % стоимости благородного металла - это затраты на поиск нового месторождения, его разведку и разработку. Все остальное - это работа мастера, который изготавливает изделия (если речь идет о драгоценностях).
• Точное количество золота, которое было добыто человечеством, неизвестно. Говорят, что если весь металл собрать и переплавить в один кусок, то он будет иметь форму куба величиной с теннисный корт. Высота куба не будет превышать двух метров.
• Многим известно, что человечество не раз страдало от золотой лихорадки, но если оценивать все объемы добычи, то больше всего металла добывали в 70 годах XX века.
• Au, по мнению инвесторов, самый стабильный металл. Инвестиции в золото неизменно приносят прибыль и помогают обогатиться. Наибольшей популярностью Au пользуется в странах Азии и Индии.
• Долгое время на территории Руси не удавалось обнаружить ни одного крупного месторождения Au. Металл закупали за границей, а все старания правителей сводились на нет. За несколько лет поисков удалось найти лишь небольшой самородок, из которого сделали царю перстень.

На протяжении многих веков Au - это символ богатства и благополучия. Желтый цвет металла покорил многих. Конечно, ученые ведут споры о том, каким образом элемент попал на нашу планету и откуда он, вообще, взялся. А человечество продолжает наслаждаться красотой этого металла, даже не задумываясь о том, какое происхождение имеет золото. Пусть появляется новая информация, теории и легенды, мифы и гипотезы, золото всегда было окутано тайной. Может быть, по этой причине оно манит и завораживает людей.

Минерал, являющийся природным твёрдым раствором серебра (следы, до 43%) в золоте; обычны примеси (следы, до 0,9%) меди, железа, свинца, реже — висмута, ртути, платины, марганца и др. Известны разновидности с повышенным содержанием меди — до 20% (медистое золото, купроаурит), висмута — до 4% (висмутистое золото, висмутаурит), платиноидов (платинистое и иридистое золото; порпецит — Au, Pd, родит — Au, Rh), природные амальгамы (Au, Hg).

Смотрите так же:

СТРУКТУРА

Кристаллизуется в кубической сингонии, в виде октаэдров, ромбододекаэдров, кубов и более сложных по форме кристаллов; нередко они искажены, сильно вытянуты, образуя «проволочки», «волоски», или уплощены параллельно грани октаэдра. Для самородного золота особенно низкопробного, характерно многообразие форм роста, оно обычно в виде скелетных кристаллов, дендритов, нитевидных и скрученно-нитевидных кристаллов. Широко распространены прожилковидные и неправильные комковидные, «крючковатые» выделения; на их поверхности нередко сохраняются отпечатки кристаллов других минералов, агрегаты которых включали скопления самородного золота. Травление выявляет кристаллически-зернистое строение золотых частиц.

СВОЙСТВА

Золото - очень тяжёлый металл: плотность чистого золота равна 19,32 г/см³ (шар из чистого золота диаметром 46,237 мм имеет массу 1 кг). Диамагнетик, то есть, магнитное поле в золоте ослабевает. Среди металлов по плотности занимает седьмое место после осмия, иридия, рения, платины, нептуния и плутония. Сопоставимую с золотом плотность имеет вольфрам (19,25). Высокая плотность золота облегчает его добычу, отчего даже простые технологические процессы - например, промывка на шлюзах, - могут обеспечить высокую степень извлечения золота из промываемой породы.
Золото - очень мягкий металл: твёрдость по шкале Мооса ~2,5, по Бринеллю 220-250 МПа (сравнима с твёрдостью ногтя).
Золото также высокопластично: оно может быть проковано в листки толщиной до ~0,1 мкм (100 нм) (сусальное золото); при такой толщине золото полупрозрачно и в отражённом свете имеет жёлтый цвет, в проходящем - окрашено в дополнительный к жёлтому синевато-зеленоватый. Золото может быть вытянуто в проволоку с линейной плотностью до 2 мг/м.
Температура плавления золота 1064,18 °C (1337,33 К), кипит при 2856 °C (3129 К). Плотность жидкого золота меньше, чем твёрдого, и составляет 17 г/см 3 при температуре плавления. Жидкое золото довольно летучее, и активно испаряется задолго до температуры кипения.

ЗАПАСЫ И ДОБЫЧА

Содержание золота в земной коре очень низкое - 4,3·10 -10 % по массе (0,5-5 мг/т), но месторождения и участки, резко обогащённые металлом, весьма многочисленны. Золото содержится и в воде. Один литр и морской, и речной воды содержит менее 5·10 −9 граммов Au, что примерно соответствует 5 килограммам золота в 1 кубическом километре воды.
Золоторудные месторождения возникают преимущественно в районах развития гранитоидов, небольшое их количество ассоциирует с основными и ультраосновными породами.
Для получения золота используются его основные физические и химические свойства: присутствие в природе в самородном состоянии, способность реагировать лишь с немногими веществами (ртуть, цианиды). С развитием современных технологий более популярными становятся химические способы.
В 1947 году американские физики Ингрем, Гесс и Гайдн проводили эксперимент по измерению эффективного сечения поглощения нейтронов ядрами ртути. В качестве побочного эффекта эксперимента было получено около 35 мкг золота. Таким образом, была осуществлена многовековая мечта алхимиков - трансмутация ртути в золото. Однако экономического значения такое производство золота не имеет, так как обходится во много раз дороже добычи золота из самых бедных руд.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ

Самородное золото — главная форма нахождения золота в природе. Оно концентрируется в гидротермальных месторождениях образуя золотые руды, неравномерно распределяясь в трещиноватом жильном кварце и в сульфидах — пирите, арсенопирите, пирротине и др. В существенно сульфидных рудах самородное золото тонкодисперсное. При окислении руд на земной поверхности мелкое самородное золото частично растворяется и переотлагается; в ряде случаев оно обогащает верхние части рудных тел. Процессы их разрушения приводят к освобождению частиц самородного золота и их накоплению в россыпях; перемещаясь водными потоками вместе с другим кластическим материалом, частицы окатываются, округляются, деформируются, частично перекристаллизовываются; в результате электрохимической коррозии на них образуется тонкая оболочка высокопробного золота, что приводит к общему повышению пробы самородного золота в россыпях.

ПРИМЕНЕНИЕ

По своей химической стойкости и механической прочности золото уступает большинству платиноидов, но незаменимо как материал для электрических контактов. Поэтому в микроэлектронике золотые проводники и гальванические покрытия золотом контактных поверхностей, разъёмов, печатных плат используются очень широко.
Золото используется в качестве мишени в ядерных исследованиях, в качестве покрытия зеркал, работающих в дальнем инфракрасном диапазоне, в качестве специальной оболочки в нейтронной бомбе. Тонкий слой золота (20 нм) на внутренней поверхности оконных и витражных стекол существенно уменьшает нежелательные тепловые потери зимой, а летом предохраняет внутренние помещения зданий и транспортных средств от нагревания инфракрасными лучами.
Золотые припои очень хорошо смачивают различные металлические поверхности и применяются при пайке металлов. Тонкие прокладки, изготовленные из мягких сплавов золота, используются в технике сверхвысокого вакуума.
Традиционным и самым крупным потребителем золота является ювелирная промышленность. Ювелирные изделия изготавливают не из чистого золота, а из его сплавов с другими металлами, значительно превосходящими золото по механической прочности и стойкости. В настоящее время для этого служат сплавы Au-Ag-Cu, которые могут содержать добавки цинка, никеля, кобальта, палладия. Стойкость к коррозии таких сплавов определяются, в основном, содержанием в них золота, а цветовые оттенки и механические свойства - соотношением серебра и меди.
Значительные количества золота потребляет стоматология: коронки и зубные протезы изготовляют из сплавов золота с серебром, медью, никелем, платиной, цинком. Такие сплавы сочетают коррозионную стойкость с высокими механическими свойствами.
Соединения золота входят в состав некоторых медицинских препаратов, используемых для лечения ряда заболеваний (туберкулёза, ревматоидных артритов и т. д.). Радиоактивный изотоп 198 Au (период полураспада 2,967 сут.) используется при лечении злокачественных опухолей в радиотерапии.

Золото (англ. Gold) — Au

КЛАССИФИКАЦИЯ

Hey’s CIM Ref1.5

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Как появился на Земле металл, который стал эквивалентом стоимости и средством накопления? Происхождение золота долгое время оставалось загадкой для исследователей, предметом научных споров и гипотез. Откуда оно взялось, каковы закономерности его распределения в земной коре, условия формирования самородков и россыпей? На эти вопросы существуют частичные ответы, а как образуется золото в недрах, Земли еще предстоит найти.

Свойства металла и интересные факты

Основным свойством металла является его стойкость к коррозии. Оно является мягким и одновременно тяжелым и плотным металлом. Самый крупный самородок, весом около 90 кг, был обнаружен в Австралии.

Воды Мирового океана содержат огромные запасы благородного металла, но его концентрация очень низкая. В истории известен факт, когда была предпринята попытка взяться за извлечение золота из воды. Стоимость этого процесса оказалась очень высокой и впоследствии пришлось отказаться от мероприятия.

Помимо применения желтого металла в ювелирной отрасли, его используют в других областях:

• производство деталей и проводов для компьютеров;
• изготовление стекол для космических, воздушных и морских судов;
• красителей;
• в кулинарии (швейцарский ликер на основе корицы продается с золотыми хлопьями, весом около 13 г);
• в печатном оборудовании;
• в стоматологии для изготовления коронок.

Типы месторождений

Существует 2 типа месторождений желтого металла: первичные и вторичные. Первый тип, или коренные, образуются в результате природных процессов, связанных с вулканической деятельностью. В результате на поверхность по разломам и трещинам на поверхность попадают водные минеральные соединения, в которых содержится желтый металл.

При разработке месторождений преимущественно может браться во внимание факт наличия сопутствующих цветных и благородных металлов.

Россыпные, или вторичные месторождения, чаще всего находятся ближе к поверхности. Их формирование связано с процессами разрушения пород, переноса и отложения с помощью воды рек.

Исследования и гипотезы

Согласно недавним сообщениям из университета в Токио, японские ученые установили происхождение золота на Земле. С помощью специально разработанной программы удалось создать модель, которая воссоздает ранние этапы развития планеты с момента формирования земной коры. В то время отмечались столкновения Земли с астероидами. В результате таких процессов планета обогатилась драгоценным металлом.

Синтетический кристалл золота

Еще одна версия, откуда на Земле появилось золото, гласит о том, что в процессе формирования планеты расплавленное железо опускалось вниз для образования ядра. При этом расплав захватывал большинство других металлов, таких как золото и платина.

Существует теория, что обогащение Земли драгоценным металлом произошло в результате катастрофического метеоритного ливня, настигшего планету на этапе формирования ядра.

Значит, золото могло появиться на поверхности Земли не в результате астероидной бомбардировки, а в ходе развития планеты наряду с другими химическими элементами, периодически появляясь на поверхности и скрываясь в глубинах мантии.

Вторая версия предполагает, что желтый металл изначально входил в состав материи, из которой сформировалась планета. В любом случае он может появляться в результате изменений, происходящих в глубинах земной коры при высоком давлении.

Космическая теория происхождения золота

Среди металлов, благородный №79 в природе встречается очень редко. Существует гипотеза образования Солнечной системы в результате взрыва сверхновой. В недрах этой звезды происходил синтез химических элементов, которые по атомной массе тяжелее водорода и гелия. Таким образом, подтверждается гипотеза, что золото не может образоваться в результате термоядерных реакций в самих космических телах.

Как утверждают астрономы, золото может образовываться в результате больших космических катастроф, которые называются гамма-всплесками. Уникальное свечение, сохраняющееся на месте взрыва, указывает на то, что во время катастрофы может происходить образование значительного количества тяжелых элементов, в том числе золота.

По оценкам исследователей астрофизического центра, количество золота, образованного и выброшенного в пространство во время слияния двух нейтронных звезд может соответствовать 10 лунным массам.

Образовавшийся в результате столкновения материал, богатый нейтронами, может сформировать элементы, которые проходят стадию радиоактивного распада, излучая свечение.

Среди версий о том, как образовалось золото на Земле, преимущество остается за космическим происхождением в результате столкновения с другими космическими телами, произошедшее во времена застывания расплавленной коры планеты.