Kulda kui väärismetalli on inimkond kasutanud kogu oma ajaloo vältel. Selle väärtuse määrab kaevandamise raskus: loodusest on metalli raske leida ja veel keerulisem on seda kivist eraldada. Kollase metalli kaevandamise ajalugu on läbinud mitmeid “kullapalavikuid”, mil kullaotsijad kolisid väärismetalli ja paremat elu otsima uutele territooriumidele Põhja-Ameerikas, Austraalias ja Kanadas. Sarnased sündmused olid tüüpilised Venemaale 19. ja 20. sajandil, kui hakati arendama Siberi maardlaid ja Lena kullakaevandusi. Kuidas kuld tekib ja kui haruldane on metall looduses?

Metalli levimus

Kulda kui keemilist elementi leidub kõikjal. Arvamus, et väärismetalli võib leida ainult maardlate territooriumilt, on vale. Kulda leidub pihustatud kujul taimedes ja loomades, aga ka inimkehas. Metalli olemasolu saab sellistel juhtudel määrata ainult spetsiaalsete analüüsimeetodite abil. Looduslikult leidub kulda Maailma ookeani vetes, selle kontsentratsioon ühe tonni vee kohta jääb vahemikku 4–10 mg. See näitaja on hea, kuid praegu puuduvad tõhusad meetodid metalli kaevandamiseks maailma ookeani vetest.

Kollase metalli keskmine sisaldus meie planeedi maakoores ei ületa miljondikprotsenti, seega on väga madal ka kulla kontsentratsiooni lävi põhikivimis, mis võimaldab pidada teatud ala maardlaks. . Mõnikord võib kullakaevandamise alustamiseks selles kohas pidada kasulikuks isegi veerand grammi väärismetalli suhet tonni kivimi kohta.

Hoiuste liigid

Ülemaailmne kullakaevandustööstus kasutab toorainebaasina otseselt kullamaardlaid ja väärismetalli sisaldavaid kompleksmaardlaid. Kuidas kuld ilmub? Looduses on kahte tüüpi metallimaardlaid: aluspõhjakivimid ja alluviaalsed.

Primaarsed ladestused on esmased, kuna nende välimus on seotud magmaprotsessidega. Maa magmat ennast iseloomustab väärismetalli kõrge kontsentratsioon. Vulkaanilise tegevuse käigus purskas see planeedi pinnale ja hakkas seejärel jahtuma. Kuid kuna see sisaldab palju elemente, toimus jahutamine ebaühtlaselt. Esmalt kristalliseerusid kõige tulekindlamad ained, seejärel lasti sulavamad komponendid ümbritsevasse kivimisse, moodustades veenid. Kulda sisaldavate soolade lahused jahtusid viimasena.

Kulla esinemise põhjused looduses sulamite kujul koos teiste elementidega on seletatavad ka magmaprotsessidega. Magma koostis võib erinevates kohtades erineda, koostise komponentide vahekord, samuti veenide tekketingimused ei ole konstantsed väärtused. Sel põhjusel erinevad erinevad maardlad üksteisest põhikivimi ja kullasulami koostise, kulda kandvate soonte kuju ja asukoha ning väärismetalli kaevandamise tingimuste poolest. Kulla kõige levinumad lisandid on vask, hõbe ja plaatina rühma metallid.

Kohtladestusi nimetatakse sekundaarseteks, kuna need tekkisid välistegurite mõjul primaarsetes ladestustes esinevatele väärismetallide hoiustele. Looduses olev kuld vabaneb kivimitest selle hävimise tulemusena temperatuurimuutuste, tuule, sademete ja mikroorganismide tegevuse tõttu. Väärismetalli liikumist hõlbustab vesi, mis õõnestab kivimit, purustades selle väikesteks tükkideks ja kandes sealt kullaosakesi. Kollane metall oma tiheduse tõttu teatud kohtades settib, samas kui kivimi ülejäänud komponendid kanduvad veevooluga edasi.

Väärismetallivarude hulga alusel jaotatakse esmased maardlad unikaalseteks (üle 1000 tonni), väga suurteks (100-1000 tonni), suurteks (100-400 tonni), keskmisteks (25-100 tonni) ja väikesteks (vähem. kui 25 tonni). Kuidas näeb kuld looduses välja? Väärismetalli välimus selle ekstraheerimisel sõltub elemendi faasiolekust. Vaba kulda leidub kooskasvudes teiste mineraalidega (kõige sagedamini kvartsiga), samuti peenelt hajutatuna sulfiidides või kivimimineraalides.

Kollase metalli ladestused jagunevad sarnastesse rühmadesse: unikaalsed (üle 50 tonni), väga suured (5-50 tonni), suured (1-5 tonni), keskmised (500 kg - 1 tonn), väikesed (alla 50 tonni). 500 kg). Tänapäeval on kullavarud üsna ammendunud, kuid Venemaal moodustab väärismetallide kaevandamine sellistest maardlatest umbes poole kogu metallitoodangust.

Metallist tükid

Kuld esineb looduses tükikeste kujul. Kuulsamate leidude fotol on näha, et suuri looduslikke väärismetallitükke nimetatakse tavaliselt kullatükkideks. Enamik neist uskumatutest leidudest tehti kollase metalli otsimisel, kuigi oli ka juhuslikke avastusi. Tänapäeval tunnevad eksperdid kullatüki kullatükina, mille kaal ületab 5-12 g ja mille ristlõige on üle poole sentimeetri.

Tuntuimad metallitükid kaaluvad mitukümmend kilogrammi. Inimkonna ajaloo suurim kullatükk on 11. sajandil Afganistani lõunapoolsetest piirkondadest leitud kullatükk. Tänaseni säilinud kirjelduse järgi pidi see kaaluma ligikaudu 2,5 tonni.

Kuidas looduslik kuld looduses välja näeb? Vaadake fotosid kuulsamatest tükikestest, mille hulgas on Austraaliast leitud “Holtermanni taldrik” (100 kg), “Welcome Stranger” (71 kg) ja “Brilliant Barkley” (54 kg) ning “Jaapanese”. (71 kg) Hokkaido saarelt. Kullakaevandamise ajalukku kuuluvad ka leiud Venemaa maardlatest: “Suur kolmnurk” (36 kg, Uural), “Bolšoi Tyelginski” (14 kg, Tšeljabinski oblast), “Kuldne hiiglane” (14 kg, Magadani piirkond), “Pokhod im . Kalinina" (14 kg, Uural), "Aprelsky" (12,24 kg, Lena kaevandused).

"Holtermanni taldrik".

Kulla omadused looduses

Puhast kulda iseloomustab rikkalik kollane värv ja särav läige, kuid sellist metalli võib leida vaid pangalattide kujul. Puhast kulda on looduses praktiliselt võimatu leida, seega sõltub selle värvus looduses metalliosakeste suurusest ja lisandite koostisest. Toorkuld võib olla hallikasrohelise varjundiga, ebaatraktiivse värviga, millega kaasneb metalli tuhm läige. Kuidas väärismetall sellises olekus välja näeb, näete kulda kandvate kivimite fotol. Mõnikord võib väärismetalliosakeste sära kivimis täielikult puududa. Kollast kulda leidub looduses palju harvemini kui “rohelist” metalli. Kullaosakeste ebaatraktiivne välimus tähendab, et tavaliselt saab leiu väärtuse kindlaks teha ainult spetsialist.

Väärismetalli iseloomustab kõrge soojusjuhtivus ja madal elektritakistus. Metalli üheks oluliseks omaduseks võib pidada selle tihedust: kullaosakeste kaal on aluseks asetamisladestuste tekkele ja enamikule selle ekstraheerimise tehnoloogilistest protsessidest..

Looduses eksisteerivad kullapaigutuskohad, kuna metalli rasked osakesed settisid veevoogudes nende teele ning kerge kivim hävis ja pesti minema. Väärismetalli suurt tihedust kasutatakse lüüside pesemise protsessis, kuna just see füüsikaline omadus tagab metalli suure taastumise pestud kivist.

Elemendi kõrge peegeldusvõime võimaldab kasutada kõige õhemaid metallilehti kontoriklaaside, lennukite ja veesõidukite klaaside ning astronautide kiivrite valmistamisel. Õhukeste kullalehtede valmistamine on võimalik tänu selle suurepärasele vormitavusele ja lihtsale poleerimisele.

Looduses olev kuld on keemiliselt inertne. Metall ei reageeri teiste elementidega, mistõttu see klassifitseeriti üllas. Teadaolevatest keemilistest reaktsioonidest, millesse aurum siseneb, võib märkida metalli lahustumist “aqua regia” ja kõrge kontsentratsiooniga kuumas seleenhappes. Väärismetall reageerib hapnikuga kompleksimoodustajate juuresolekul, milleks võib olla tsüaniid.

Kollane metall on võimeline reageerima fluoriga, kuid ainult temperatuuril 300-400 kraadi Celsiuse järgi: madalamatel parameetritel reaktsioon ei toimu ning kõrgemate parameetrite juures hakkavad tekkivad fluoriidid lagunema. Veel üks tuntud kulla reaktsioon on selle lahustumine elavhõbedas, moodustades amalgaami.

Kuld on alati nõutud rikkuse ja luksuse sümbol, paljude põlvkondade esindajate ihaldusobjekt ja elu mõte.

Materiaalseid probleeme silmapilkselt lahendava “kullakaevanduse” avastamist peetakse haruldaseks õnnestumiseks ja peaaegu iga inimese unistuseks. Kuidas ? Oma "õnnetüki" leidmine on selle kättesaamatuse tõttu peaaegu võimatu. Väärismetalli asukohta teavad vaid vähesed initsiatiivid, kuigi kuld on looduses tõesti üsna laialt levinud. Peaaegu kõikjal (loom- ja taimeorganismides, vees ja pinnases) esinev ta on nii ebaolulises kontsentratsioonis ja killustatuses, et selle olemasolu on tunnetatav ainult loogilise mõtlemise ja sügavate teadmiste kaudu.

Füüsika ja keemia seisukohalt on kuld hea soojus- ja elektrijuht, aga ka kõrge tempermalmistusega plastiline metall, mis on võimeline muutma selle juuksekarvast õhemaks tooteks. Kõik teavad, kuidas kuldehted välja näevad, aga ka seda, et juveelitööstuses valmistatakse kvaliteetseid tooteid vase, hõbeda ja nikliga sulamites, mis annavad tootele vajaliku tugevuse.

Üks neist väidab, et tulemuseks oli seda metalli sisaldavate taevaobjektide massiline kukkumine, mis maakoore sisse langenuna jaotus selles ja tungis vulkaanilise tegevuse tõttu järk-järgult maapinnale.

Teine versioon, kõige levinum, viitab sellele, et kuld oli algselt osa Maa moodustanud ainest.

Igal juhul tekib kuld sügaval maakoores kõrgel temperatuuril ja tohutul rõhul toimuvate muutuste tulemusena.

Piirkondi, kus tööstuslikult kaevandatud kulda oluliselt kuhjub, nimetatakse maardlateks. Kulda võib leida ka asetajatest ja väikestest hoiustest.

Hoiuste liigid

Tüübi järgi jagunevad maardlad, mis on üsna haruldased, kahte tüüpi: esmane ja sekundaarne.

• Esmased hoiused

Põlisrahvas (esmane). Need tekivad seoses käimasolevate looduslike protsessidega ja neid leidub peamiselt mägistel aladel. Vulkaanilise tegevuse käigus pursavad oma ühendite sulameid, maakoore mineraale ja vett sisaldavad magma voolud mööda rikkeid ja pragusid pinnale, kus need mõne aja pärast jahtuvad. See viib nende lagunemiseni ja kulda sisaldavate kvartsveenide ilmumiseni. Veelgi enam, väärismetall on väikeste, palja silmaga nähtamatute teradena ja sõltub kvantitatiivselt kvartsisoonte moodustumise tingimustest ja nende keemilisest koostisest.

• Metallid sulamites kullaga

Kulda leidub tavaliselt sulamites metallidega nagu hõbe, plaatina, vask, tsink ja plii. Pealegi on selle tuvastamise käigus näha huvitav seos: olulise hõbedasisaldusega maardlaid napib vajalikus kullas ja vastupidi: kulda sisaldavad allikad ei saa kiidelda piisavas koguses hõbedaga.

Osa kullast kaevandatakse kaasneva metallina hõbedat, pliid, vaske, niklit, tsinki ja plaatinarühma metalle sisaldavate kaevanduste väljatöötamisel.

Esmased kullamaardlad tekkisid mitmel viisil, kuid olid alati seotud tardkivimitega. Primaarmaardlate areng toimus enamasti 20. sajandil, mil uute tehnoloogiate tekkimine kulla kaevandamiseks maagist tõi kaasa kulda kandvate kaevanduste aktiivse otsingu. Geograafiliselt asuvad esmased maardlad kõige sagedamini Maa soolestikus ja nõuavad kaevandusmeetodit.

• Sekundaarsed hoiused

Paigutaja (sekundaarne). Enamasti asuvad need maapinnale lähemal, jõgede voolul, kuid võivad peituda märkimisväärsete aherainekihtide all. Sekundaarsete lademete teket põhjustab kulla esialgseid moodustisi sisaldavate kivimite hävimine. Seda protsessi mõjutavad otseselt füüsikalised ja keemilised tegurid: põhjavesi, temperatuurimuutused, sademed ja mikroorganismide aktiivsus. Vesi, mis mängib eralduva kulla liikumisel olulist rolli, õõnestab aja jooksul kive ja kannab purunenud tükid allapoole, purustades need liikumise ajal väiksemateks tükkideks. Kuna kuld on üks raskemaid metalle, võib see veega reageerimata koguneda maastikust moodustunud ebatasasel maastikul, jõgede ja muude veekogude põhjas, kust seda hiljem kaevandatakse.

Sekundaarsed maardlad on mitmekesised (geograafilise asukoha, suuruse ja moodustumise meetodi järgi) ja neid saab hävitada, soodustades kulla rännet ja uute paiksete moodustumist. Paigutajad võivad tekkida loodusmaastiku muutuste tõttu primaarsete lademete hävimise korral.

Rikkaliku plateri saab moodustada kulla kuhjumisega mitmest soonest ühte ruumi.

Kuidas kuld välja näeb?

Paigalduskulda ei pea tavaliselt tahkest maagist ekstraheerima, mistõttu on see hõlpsasti kättesaadav. Seetõttu püütakse seda avastada enamasti loopealsete otsimisega, kuna väärismetalli kaevandamine neist on palju lihtsam ja toimub platerit katva aherainekihi eemaldamise teel.

Suurte kullatükkide avastamist peetakse õnnelikuks – kaunid, imelised loodusteosed, mis on üsna haruldased. Maailmas on neid vaid paarkümmend ja igaühel neist on oma ainulaadne nimi. Venemaa kõige kaalukam, üle 36 kg kaaluv nugis avastati Uuralites 1842. aastal. Ja meistrite tšempionid on Austraalia kullatükk aastast 1869, mis kaalub 70,9 kg kullasisaldusega 69,6 kg, ja tohutu plokk nimega "Holtermanni plaat", mis kaalub 235,14 kg ja milles oli 82,11 kg puhast kulda, mis leiti 1871. aastal.

Kuidas enamik allesjäänud tükikesi välja näevad, on ajaloole teadmata, kuna paljud valuplokid sulasid, mis on selliste kunstiteoste jaoks hukatuslik protsess.

Kullakaevandamise digitaalstatistika

Ajalugu on registreerinud kõige rikkalikumad maagi- ja kullapaigutused, mis sisaldavad 100 grammi või rohkem väärismetalli ühe tonni kivimi kohta. Väikesed alad märgiti kilogrammi kullaklassiga ühe tonni maagi kohta.

Kaasaegseid kaevandusi peetakse rikkaks, kui 1000 kg maagi kohta on rohkem kui 10 grammi kulda ja kasumlik määr on 4-5 grammi tuhande kilogrammi kohta. Tasuvuse ja materiaalse põhjendatuse määravad lisaks kivimile sellised näitajad nagu maagisoonte sügavus, kivimi iseloom, transporditingimused, territooriumi areng.

Muide, esimesed väärismetalli avastused olid alluviaalsetes ladestustes: inimesed avastasid jõesängidest ja ojade kallastel väikseid tükikesi. Kullapalavik Alaskal, Austraalias ja Californias on seotud asetajatega; 19. sajandil moodustasid sellised maardlad 90% maailma kullast. See näitaja langes pidevalt kogu 20. sajandi jooksul, jõudes 1971. aastal 2%-ni. Viimasel ajal on see protsent veidi suurenenud tänu kullakaevandamise elavnemisele vanades (isegi mahajäetud) kaevandustes ja uutes asukohtades. See kehtib eriti Colombia, Brasiilia ja paljude teiste riikide kohta.

Kui arvestada looduslikke kullavarusid riikide kaupa, siis 1. kohal on USA, kus on 59 maardlat, mille kullavarud on üle 13 tuhande tonni; järgnesid sarnaste näitajatega Kanada ja Lõuna-Aafrika Vabariik; Venemaa on 4. kohal kullatoodanguga üle 9 tuhande tonni 33 maardlast.

Kuld... Kollane metall, lihtne keemiline element aatomnumbriga 79. Iga aja inimeste ihaldusobjekt, väärtuse mõõdupuu, rikkuse ja võimu sümbol. Verine metall, kuradi kude. Kui palju inimelusid hävitati selle metalli omamise nimel!? Ja kui palju neid veel hävitatakse?

Erinevalt rauast või näiteks alumiiniumist on kulda Maal väga vähe. Inimkond on oma ajaloo jooksul kaevandanud sama palju kulda kui ühe päevaga rauda. Aga kust see metall Maalt tuli?

Arvatakse, et päikesesüsteem tekkis iidsetel aegadel plahvatanud supernoova jäänustest. Selle iidse tähe sügavuses toimus vesinikust ja heeliumist raskemate keemiliste elementide süntees. Kuid rauast raskemaid elemente ei saa tähtede sügavuses sünteesida ja seetõttu ei saanud kulda tekkida tähtedes toimuvate termotuumareaktsioonide tulemusena. Niisiis, kust see metall universumist üldse tuli?

Näib, et astronoomid saavad nüüd sellele küsimusele vastata. Kuld ei saa sündida tähtede sügavuses. Kuid see võib tekkida suurejooneliste kosmiliste katastroofide tagajärjel, mida teadlased juhuslikult nimetavad gammakiirguspursketeks (GBs).

Astronoomid jälgisid ühte neist gammakiirguse pursketest tähelepanelikult. Vaatlusandmed annavad üsna tõsist põhjust arvata, et see võimas gammakiirguse plahvatus tekkis kahe neutrontähe – supernoova plahvatuses hukkunud tähtede surnud tuumade – kokkupõrkel. Lisaks näitab ainulaadne sära, mis püsis GW kohas mitu päeva, et selle katastroofi käigus moodustus märkimisväärne kogus raskeid elemente, sealhulgas kulda.

"Meie hinnangul võib kahe neutrontähe ühinemise käigus toodetud ja kosmosesse paiskunud kulla kogus ületada 10 Kuu massi," ütles uuringu juhtiv autor Edo Berger Harvard-Smithsoniani astrofüüsika keskusest (CfA) CfA pressi ajal. konverents Cambridge'is, Massachusettsis.

Gammakiirguse purse (GRB) on äärmiselt energilise plahvatuse gammakiirguse purse. Enamik GW-sid leidub universumi väga kaugetes piirkondades. Berger ja tema kolleegid uurisid objekti GRB 130603B, mis asub 3,9 miljardi valgusaasta kaugusel. See on üks lähimaid seni nähtud GW-sid.

GW-sid on kahte tüüpi – pikad ja lühikesed, olenevalt sellest, kui kaua gammakiirguse purunemine kestab. NASA Swift satelliidi salvestatud GRB 130603B sähvatus kestis vähem kui kaks kümnendikku sekundist.

Kuigi gammakiirgus ise kadus kiiresti, jätkas GRB 130603B infrapunakiirte sära. Selle valguse heledus ja käitumine ei vastanud tüüpilisele järelhõõgumisele, mis tekib ümbritseva aine kiirendatud osakeste pommitamisel. GRB 130603B kuma käitus nii, nagu oleks see pärit lagunevatest radioaktiivsetest elementidest. Neutronitähtede kokkupõrgetest välja paiskunud neutronirikas materjal võib muutuda rasketeks radioaktiivseteks elementideks. Selliste elementide radioaktiivne lagunemine tekitab infrapunakiirgust, mis on iseloomulik GRB 130603B-le. See on täpselt see, mida astronoomid täheldasid.

Rühma arvutuste kohaselt paiskus plahvatus välja aineid, mille mass oli umbes sajandik Päikesest. Ja osa sellest ainest oli kuld. Olles umbkaudselt hinnanud selle GRB ajal moodustunud kulla kogust ja universumi ajaloo jooksul toimunud plahvatuste arvu, jõudsid astronoomid oletuseni, et kogu Universumi kuld, sealhulgas Maal, võis tekkida sellisel ajal. gammakiirguse pursked.

Siin on veel üks huvitav, kuid kohutavalt vastuoluline versioon:

Maa moodustumisel voolas sularaud alla selle keskmesse, moodustades selle tuuma, võttes endaga kaasa suurema osa planeedi väärismetalle, nagu kuld ja plaatina. Üldiselt on südamikus piisavalt väärismetalle, et katta kogu Maa pind nelja meetri paksuse kihiga.

Kulla liikumine tuumasse jätaks Maa välisosa sellest aardest ilma. Väärismetallide arvukus Maa silikaatvahevöös ületab aga arvutuslikke väärtusi kümneid ja tuhandeid kordi. Mõtet on juba arutatud, et selle ülekülluse põhjustas katastroofiline meteoorisadu, mis jõudis Maast mööda pärast selle tuuma moodustumist. Seega sisenes kogu meteoriidikulla mass eraldi vahevöö sisse ega kadunud sügavale sisemusse.

Selle teooria testimiseks analüüsisid dr Matthias Willbold ja professor Tim Elliott Bristoli geoteaduste kooli isotoopide rühmast Oxfordi ülikooli professori Stephen Moorbutti Gröönimaalt kogutud kivimeid, mis pärinevad umbes 4 miljardi aasta tagusest ajast. Need iidsed kivimid annavad ainulaadse pildi meie planeedi koostisest vahetult pärast tuuma moodustumist, kuid enne oletatavat meteoriidipommitamist.

Seejärel hakkasid teadlased uurima volfram-182 sisaldust meteoriitides, mida nimetatakse kondriitideks - see on Päikesesüsteemi tahke osa üks peamisi ehitusmaterjale. Maal laguneb ebastabiilne hafnium-182, moodustades volfram-182. Kuid kosmoses seda protsessi kosmiliste kiirte tõttu ei toimu. Selle tulemusena selgus, et iidsed kivimiproovid sisaldavad 13% rohkem volfram-182 võrreldes nooremate kivimitega. See annab geoloogidele alust väita, et kui Maal oli juba tahke maakoor, siis langes sellele umbes 1 miljon triljonit (10 kuni 18. võimsusega) tonni asteroidi- ja meteoriidimaterjali, milles oli volfram-182 sisaldus väiksem, kuid palju rohkem. raskete elementide, eriti kulla sisaldus kui maakoores.

Kuna tegemist on väga haruldase elemendiga (kilogrammi kivimi kohta on ainult umbes 0,1 milligrammi volframi), oleks see sarnaselt kullale ja teistele väärismetallidele pidanud selle tekkimise ajal tuuma sisenema. Nagu enamik teisi elemente, jaguneb volfram mitmeks isotoobiks – sarnaste keemiliste omadustega, kuid veidi erineva massiga aatomiteks. Isotoopide põhjal võib julgelt hinnata aine päritolu ning meteoriitide segunemine Maaga peaks jätma iseloomulikud jäljed selle volframiisotoopide koostisesse.

Dr Willbold märkas, et võrreldes Gröönimaa kivimiga vähenes tänapäevases kivimis volfram-182 isotoobi kogus 15 ppm võrra.

See väike, kuid oluline muutus sobib suurepäraselt sellega, mida taheti tõestada – et Maal saadaoleva kulla liig oli meteoriidipommitamise positiivne kõrvalmõju.

Dr Willbold ütles: "Volframi eraldamine kiviproovidest ja selle isotoopkoostise analüüsimine vajaliku täpsusega oli äärmiselt keeruline, arvestades kivides leiduvat väikest volframi kogust. Tegelikult sai meist esimene labor maailmas, mis sellisel tasemel mõõtmisi edukalt teostas.

Langevad meteoriidid segunesid hiiglaslike konvektsiooniprotsesside käigus maa vahevööga. Tuleviku maksimaalne ülesanne on välja selgitada selle segamise kestus. Seejärel moodustasid geoloogilised protsessid mandrid ja viisid väärismetallide (ja ka volframi) kontsentratsioonini tänapäeval kaevandatavates maagimaardlates.

Dr Willbold jätkab: "Meie töö näitab, et enamik väärismetallidest, millel meie majandus ja paljud olulised tööstusprotsessid põhinevad, toodi meie planeedile juhuslikult, kui Maad tabas umbes 20 kvintiljonit tonni asteroidimaterjali."

Seega võlgneme oma kullavarud tõelisele väärtuslike elementide voolule, mis sattusid planeedi pinnale tänu massiivsele asteroidi "pommitamisele". Seejärel sisenes Maa viimaste miljardite aastate jooksul arenedes kuld kivimite tsüklisse, ilmudes selle pinnale ja peites uuesti ülemise vahevöö sügavustes.

Kuid nüüd on tema tee tuumani suletud ja suur hulk seda kulda on lihtsalt määratud meie kätte sattuma.

Neutronitähtede ühinemine

Ja veel ühe teadlase arvamus:

Kulla päritolu jäi ebaselgeks, sest erinevalt kergematest elementidest nagu süsinik või raud ei saa seda tekkida otse tähe sees, tunnistas üks keskuse uurijatest Edo Berger.

Sellele järeldusele jõudis teadlane, jälgides gammakiirguse purskeid – kahe neutrontähe kokkupõrkest põhjustatud radioaktiivse energia suuremahulisi kosmilisi emissioone. Gammakiirgust märkas NASA kosmoseaparaat Swift ja see kestis vaid kaks kümnendikku sekundit. Ja pärast plahvatust oli kuma, mis järk-järgult kadus. Selliste taevakehade kokkupõrkel tekkiv kuma viitab suure hulga raskete elementide vabanemisele, väidavad eksperdid. Ja tõendeid selle kohta, et pärast plahvatust tekkisid rasked elemendid, võib nende spektris pidada infrapunavalguseks.

Fakt on see, et neutrontähtede kokkuvarisemise käigus välja paisatud neutronirikkad ained võivad tekitada elemente, mis läbivad radioaktiivse lagunemise, kiirgades samal ajal kuma peamiselt infrapunapiirkonnas, selgitas Berger. "Ja me usume, et gammakiirgus paiskab välja umbes ühe sajandiku päikesematerjali massist, sealhulgas kullast. Veelgi enam, kahe neutrontähe ühinemisel toodetud ja väljapaiskutud kulla kogus võib olla võrreldav 10 Kuu massiga. Ja sellise koguse väärismetalli maksumus oleks võrdne 10 oktillijoni dollariga - see on 100 triljonit ruutu.

Viide, oktiljon on miljon septillion või miljon seitsmenda astmeni; arv, mis on võrdne 1042-ga, kirjutatud kümnendkohana ühena, millele järgneb 42 nulli.

Ka tänapäeval on teadlased kindlaks teinud tõsiasja, et peaaegu kogu kuld (ja muud rasked elemendid) Maal on kosmilist päritolu. Selgub, et kuld jõudis Maale iidsetel aegadel pärast meie planeedi koore tahkumist toimunud asteroidipommitamise tagajärjel.

Peaaegu kõik raskmetallid "vajusid" Maa vahevöösse meie planeedi tekke väga varajases staadiumis; just nemad moodustasid Maa keskosas tahke metallsüdamiku.

20. sajandi alkeemikud

Veel 1940. aastal hakkasid Ameerika füüsikud A. Sherr ja K. T. Bainbridge Harvardi ülikoolist kiirgama kullaga külgnevaid elemente – elavhõbedat ja plaatinat – neutronitega. Ja üsna ootuspäraselt said nad elavhõbedat kiiritades kulla isotoobid massinumbritega 198, 199 ja 200. Nende erinevus looduslikust Au-197-st seisneb selles, et isotoobid on ebastabiilsed ja kiirgavad beetakiirgust maksimaalselt mõne päevaga. muutuvad elavhõbedaks massinumbritega 198, 199 ja 200.

Aga see oli ikkagi suurepärane: esimest korda suutis inimene iseseisvalt vajalikke elemente luua. Peagi sai selgeks, kuidas oli võimalik saada tõelist, stabiilset kulda-197. Seda saab teha ainult elavhõbeda-196 isotoopi kasutades. See isotoop on üsna haruldane - selle sisaldus tavalises elavhõbedas massiarvuga 200 on umbes 0,15%. Seda tuleb pommitada neutronitega, et saada ebastabiilne elavhõbe-197, mis pärast elektroni hõivamist muutub stabiilseks kullaks.

Kuid arvutused on näidanud, et kui võtta 50 kg looduslikku elavhõbedat, sisaldab see ainult 74 grammi elavhõbedat-196. Kullaks transmuteerimiseks võib reaktor tekitada neutronite voogu 10 kuni 15 neutronite võimsust ruutmeetri kohta. cm sekundis. Arvestades, et 74 g elavhõbedat-196 sisaldab umbes 2,7–10 kuni 23. astme aatomeid, kuluks elavhõbeda täielikuks muutumiseks kullaks neli ja pool aastat. See sünteetiline kuld on lõpmatult kallim kui maapealne kuld. Kuid see tähendas, et kulla moodustumine kosmoses nõudis ka hiiglaslikke neutronivoogusid. Ja kahe neutrontähe plahvatus selgitas kõike.

Ja veel üksikasju kulla kohta:

Saksa teadlased on välja arvutanud, et praegu leiduvate väärismetallide Maale toomiseks oli vaja ainult 160 metallist asteroidi, millest igaüks on umbes 20 km läbimõõduga. Eksperdid märgivad, et erinevate väärismetallide geoloogiline analüüs näitab, et need kõik ilmusid meie planeedile ligikaudu samal ajal, kuid Maal endal olid ja ei ole tingimused nende looduslikuks päritoluks. Just see ajendas eksperte välja töötama kosmilise teooria väärismetallide planeedile ilmumise kohta.

Sõna "kuld" pärineb keeleteadlaste sõnul indoeuroopa terminist "kollane" selle metalli kõige märgatavama omaduse peegeldusena. Seda fakti kinnitab asjaolu, et sõna “kuld” hääldus on erinevates keeltes sarnane, näiteks Gold (inglise keeles), Gold (saksa keeles), Guld (taani keeles), Gulden (hollandi keeles), Gull ( norra keeles), Kulta (soome keeles).

Kuld maa sisikonnas

Meie planeedi tuum sisaldab 5 korda rohkem kulda kui kõik teised kaevandatavad kivimid kokku. Kui kogu Maa tuumas olev kuld pinnale valguks, kataks see kogu planeedi poole meetri paksuse kihiga. Huvitaval kombel lahustub kõigis jõgedes, meredes ja ookeanides igas liitris vees umbes 0,02 milligrammi kulda.

Tehti kindlaks, et kogu väärismetalli kaevandamise aja jooksul kaevandati aluspinnasest umbes 145 tuhat tonni (teistel andmetel umbes 200 tuhat tonni). Kulla tootmine on aasta-aastalt kasvanud, kuid suurem osa kasvust leidis aset 1970. aastate lõpus.

Kulla puhtust määratakse mitmel viisil. Karaat (USAs ja Saksamaal kirjutatud "Karat") oli algselt massiühik, mis põhines jaanipuu seemnetel (sarnaselt sõnaga "karat"), mida kasutasid Lähis-Ida iidsed kauplejad. Tänapäeval kasutatakse karaati peamiselt vääriskivide kaalu mõõtmiseks (1 karaat = 0,2 grammi). Kulla puhtust saab mõõta ka karaatides. See traditsioon pärineb iidsetest aegadest, mil Lähis-Idas sai karaat kullasulamite puhtuse mõõdupuuks. Briti kullakaraat on sulamite kullasisalduse mittemeetriline mõõtühik, mis on võrdne 1/24 sulami massist. Puhas kuld vastab 24 karaadile. Kulla puhtust mõõdetakse tänapäeval ka keemilise puhtuse mõistega, see tähendab, et sulami massis on tuhandeid puhast metalli. Niisiis, 18 karaati on 18/24 ja tuhandikutes vastab 750. proovile.

Kulla kaevandamine

Loodusliku kontsentreerumise tulemusena on kogu maakoores sisalduvast kullast vähemalt teoreetiliselt kaevandamiseks saadaval vaid umbes 0,1%, kuid kuna kuld esineb oma loomulikul kujul, särab eredalt ja on hästi nähtav, sellest sai esimene metall, kellega inimene kohtus. Kuid looduslikud tükid on haruldased, nii et kõige iidseim meetod haruldaste metallide ekstraheerimiseks, mis põhineb kulla suurel tihedusega, on kulda sisaldavate liivade vaalutamine. "Kulla pesemiseks on vaja ainult mehaanilisi vahendeid ja seetõttu pole ime, et kulda teadsid isegi kõige iidsemal ajaloolisel ajal metslased" (D.I. Mendelejev).

Kuid rikkaid kullapaigutajaid polnud peaaegu üldse alles ja juba 20. sajandi alguses kaevandati 90% kogu kullast maakidest. Tänapäeval on paljud kullakaevandused peaaegu ammendatud, mistõttu kaevandatakse peamiselt maagist kulda, mille kaevandamine on suures osas mehhaniseeritud, kuid tootmine on endiselt keeruline, kuna see asub sageli sügaval maa all. Viimastel aastakümnetel on tulusama avakaevandamise osakaal pidevalt kasvanud. Maardla arendamine on majanduslikult tasuv, kui tonn maagi sisaldab vaid 2-3 g kulda ja kui sisaldus on üle 10 g/t, loetakse seda rikkalikuks. On märkimisväärne, et uute kullamaardlate otsimise ja uurimise kulud jäävad vahemikku 50–80% kõigist geoloogilistest uuringutest.

Nüüd on maailmaturu suurim kullatarnija Lõuna-Aafrika Vabariik, kus kaevandused on jõudnud juba 4 kilomeetri sügavusele. Lõuna-Aafrikas asub maailma suurim kaevandus, Vaal Riefsi kaevandus Klexdorpis. Lõuna-Aafrika on ainus riik, kus kuld on peamine tootmistoode. Seal kaevandatakse seda 36 suures kaevanduses, mis annavad tööd sadadele tuhandetele inimestele.

Venemaal kaevandatakse kulda maagi- ja maagimaardlatest. Teadlastel on selle kaevandamise alguse kohta erinevad arvamused. Ilmselt kaevandati esimene kodumaine kuld 1704. aastal Nertšinski maakidest koos hõbedaga. Järgnevatel aastakümnetel eraldati Moskva rahapajas kuld hõbedast, mis sisaldas lisandina veidi kulda (umbes 0,4%). Niisiis, 1743.–1744. “Nertšinski tehastes sulatatud hõbedast leitud kullast” valmistati 2820 Elizabeth Petrovna kujutisega tšervonetsi.

Esimese kullapaigutaja Venemaal avastas 1724. aasta kevadel talupoeg Erofey Markov Jekaterinburgi oblastis. Selle tegevus algas alles 1748. aastal. Uurali kulla kaevandamine laienes aeglaselt, kuid pidevalt. 19. sajandi alguses avastati Siberis uusi kullamaardlaid. Jenissei maardla avastamine (1840. aastatel) tõi Venemaa kullakaevandamises maailmas esikohale, kuid juba enne seda valmistasid kohalikud Evenki jahimehed kullatükkidest jahipidamiseks kuule. 19. sajandi lõpul tootis Venemaa aastas umbes 40 tonni kulda, millest 93% moodustas loopealne. Kokku kaevandati Venemaal ametlikel andmetel enne 1917. aastat 2754 tonni kulda, ekspertide hinnangul aga umbes 3000 tonni, kusjuures maksimum tekkis 1913. aastal (49 tonni), mil kullavarud ulatusid 1684 tonnini.

Rikkalike kulda kandvate alade avastamisega USA-s (California, 1848; Colorado, 1858; Nevada, 1859), Austraalias (1851), Lõuna-Aafrikas (1884) kaotas Venemaa kullakaevandamisel oma ülimuslikkuse, hoolimata sellest, et New võeti kasutusele põllud, peamiselt Ida-Siberis.
Kulla kaevandamine Venemaal toimus poolkäsitöölisel viisil, peamiselt arendati loopealseid. Üle poole kullakaevandustest olid välismaiste monopolide käes. Praegu väheneb järk-järgult toodangu osatähtsus platseritest, ulatudes 2007. aastaks veidi enam kui 50 tonnini. Maagimaardlatest kaevandatakse alla 100 tonni. Kulla lõplik töötlemine toimub rafineerimistehastes, mille juht on Krasnojarski värviliste metallide tehas. See moodustab rafineerimise (eemaldades lisandid, saades 99,99% puhta metalli) umbes 50% Venemaal kaevandatavast kullast ja suurema osa plaatinast ja pallaadiumist.

Venemaal toodetakse kulda keskmiselt umbes 170 tonni aastas: 150 tonni kaevandatakse kullamaardlatest ning ligikaudu 20 tonni on seotud ja teisese tootmisega. Ühe untsi tootmiskulud on väga erinevad, sõltuvad suuresti varude kvaliteedist, kaevandamise tüübist, töötlemisviisist ja on ligikaudu 150-550 dollarit untsi kohta.

Kullatükk on looduslikult esinev väärismetalli moodustis. Veekogudes võib sageli leida väiksemaid kullaosakesi platerites ja liiva kujul. Kõige sagedamini kaevandatakse tükid maa-alusest kaevanduskohtadest, neid leidub ka nn jääkumaardlates, kus sadu aastaid tagasi toimusid ilmastikumõjud ja kullasoonte hävimine. Ka kullakaevandusaladelt võib nugesid leida, eriti pärast kullatragide tööd.

Suurim kullatükk Welcome Stranger leiti Austraaliast 1869. aastal. Selle kaal on 97,14 kg. Nugi täpset koopiat hoitakse Melbourne'is.

Kullatükkide päritolu on paljude teaduslike arutelude teema. Kullatükid tekivad siis, kui kullakristallide kobarad, mis puutuvad kokku väga kuuma vee või ülikõrge temperatuuriga, täidavad pragusid mineraalides, nagu kvarts või muud kõvad kivimid. Hiljem liiguvad tükid gravitatsiooni ja atmosfäärinähtuste mõjul sügavusse, jättes oma “varjualuse”.

Siiski leidub palju kullatükke piirkondadest, kus lodekulda pole, kuid platsikulda on palju.

Siin on veel viis geoloogilist teooriat kullatükkide moodustumise kohta:

1) lumepall.

Kullatükid tekivad, sest kuld on väga tempermalmist metall. Liikudes võivad peened kullaosakesed peaaegu kokku sulada sarnaselt külmkeevitusega. Veelgi enam, surve mõjul või liikumisel mööda jõe või oja sängi, nii et selle teooria kohaselt on kullatükk omamoodi "lumepall", mis koosneb väiksematest tükikestest, kruusast ja muudest ainetest. Muide, plaatinatükid, vastupidi, lagunevad ja muutuvad aina väiksemaks.

2) sete.

Kullatükid tekivad põhjaveest setetena. On teada, et kui kuld on vees lahustunud, kipub see allapoole liikuma, nii et kui kuld settib põhjavette, settib see ligipääsetavatele kividele. Aja jooksul suureneb kulla "plaadi" mass, kuni see muutub tükiks.

3) kullast kivid.

Kullatükid moodustuvad suurtest kullakividest, mis lagunevad. Seetõttu on neid nii raske leida (peaaegu võimatu).

4) Hägustamine.

Kaasaegsetest kaevanduskohtadest pärit kullatükid on suurte kulda kandvate veenide erosiooni jäänused. See protsess kestis tuhandeid või miljoneid aastaid.

5) Pealmine kiht.

Kullatükid on vaid kullamaagi veeni ülemine osa. Geoloogilised uuringud kinnitavad seda. Tihti on tükid kulda kandva veeni kuulutajad.

Pange tähele, et looduses leiduvad tükid on enamasti 80–92% puhtusega. Austraalias algavad numbrid 95%-st. Metallisisalduse puhtust saab väga umbkaudselt hinnata tüki värvi järgi: mida rikkalikum ja sügavam on oranžikaskollane toon, seda suurem on kullasisaldus.

Kuld on esimene inimkonnale teadaolev metall. Nii oli juba neoliitikumi ajastul sellest valmistatud tooteid, mis täitsid rituaalset, dekoratiivset või rakenduslikku eesmärki. Kuid selle harulduse tõttu teavad vähesed, kuidas kuld välja näeb, millistel vormidel seda leidub ja kuidas see moodustub.

Veelgi enam, astrofüüsikud jätkavad endiselt intensiivset teaduslikku arutelu selle üle, kuidas kuld meie planeedi maakooresse sattus. Huvitav fakt on ka see, et väike osa kullast leidub peaaegu kõikjal: taimedes, pinnases, loomades ja inimestes.

Kuid seda ei ole võimalik teistest ladestustest ekstraheerida, kuna isegi tükkides on see osa teistest ühenditest. Lisaks moodustab kuld ainult ühe miljondiku protsendist Maa massist.

Teadlaste seas on kaks populaarset teooriat, mis ei ole võrdselt tõenäolised. Esimene teooria viitab sellele, et hetkel, mil planeet alles hakkas tekkima, langes sellesse teatud kosmiline keha, mis lõpuks selle tekke käigus tuumas sulas ning tuumast vulkaanipursete ja maavärinate käigus maakoore sisse kukkus.

See on vähem tõenäoline teooria, kuna see ei selgita kulda sisaldava liiva olemasolu, kulla olemasolu teistel planeetidel, asteroididel, vees ja nii edasi, pealegi sellise teooria testimist ega tõendeid see on hetkel lihtsalt võimatu.

Teine teooria viitab palju tõenäolisemalt sellele, et kuld oli juba aines, millest planeet tekkis. See seletab suurepäraselt, miks väärismetall on selle pinnal suhteliselt ühtlaselt jaotunud, miks leitakse kullatükke ja kulda sisaldavat liiva, aga ka palju muid punkte, mis esimest teooriat hävitavad.

Kuid üldiselt on kulla päritolu astrofüüsikute, füüsikute, keemikute ja geoloogide seas endiselt vaidluse objekt.

Igal juhul moodustub see täpselt planeedi soolestikus, titaanilise rõhu ja tohutute temperatuuride tingimustes. Mõnikord tuleb see sealt välja maavärinate ja muude katastroofiliste Maa sees liikumise tagajärgedega. Miks see sees lebab?

Seetõttu tõmbasid selle rasked aatomid kosmilise keha moodustumise ajal kera keskmesse palju tugevamalt kui mistahes alumiiniumist, mille tulemusena täheldatakse huvitavat statistilist trendi: mida sügavamale kaevandus läheb, seda suurem tõenäosus leida kulda, kuid samal ajal, seda suurem on mineralisatsioon leitud tükid.

Looduses leidub toorkulda kahel kujul: kullatükkide ja teradena. Tavaliselt kaevandatakse seda maardlatest. Hoiused on esmased ja sekundaarsed. Ja nende vahel on erinevus mitte ainult kaevandatava metalli koguses, vaid ka kulla moodustumise mehhanismis, kaevandamistehnoloogiates ja paljus muus.

Kus ja kuidas see võimalik on? Primaarsed, mida nimetatakse ka primaarseteks, ilmuvad mägistes piirkondades ja on seotud tektooniliste plaatide aktiivsusega. Näiteks vulkaanipurske ajal voolab maa sügavusest magma koos vee, mineraalide ja muude maakoore sügavuse moodustavate elementidega.

Tekivad korraliku kullasisaldusega kvartsisooned. Pealegi esindavad neis sisalduvat väärismetalli ennast pisikesed terakesed, mida palja silmaga ei erista.

Kullasisalduse protsent sellises veenis sõltub suuresti:

• purse intensiivsus ja tingimused;
• maa-aluste kivimite keemiline koostis;
• rõhk, mille all magma purskas;
• kõvenemise aeg;
• ilmastikutingimused;
• ja palju muid keemilisi, füüsikalisi ja geoloogilisi nüansse.

Esmased ladestused võivad tekkida ka muul viisil, kuid need on siiski peaaegu alati seotud tardkivimite liikumisega. Seda tüüpi maardlate areng toimus enamasti 20. sajandil, mil tehnoloogia areng võimaldas inimestel piisavalt sügavale kivimitesse vaadata.

Selle põhjuseks oli see, et esmased leiukohad asuvad Maa sisikonnas ja nõuavad sügava ja usaldusväärse kaevanduse ehitamist, mis enne 20. sajandit oli võimatu.

Sekundaarsed, mida nimetatakse ka plateriteks, asuvad tavaliselt maapinnale palju lähemal ja neid leidub väga sageli jõgede ääres. Ainus ebamugavus on see, et mõnikord asuvad nad sügaval paksude jäätmekihtide ja kasutu kivimi all.

Sekundaarsed maardlad tekivad pooltühja kulda kandvate ja jääkkivimite hävimise tõttu. Kõige otsesemalt mõjutavad seda mitmesugused füüsikalist ja keemilist laadi nähtused:

Vesi mängib kullaterade liikumisel ja nende väljanägemisel suurt rolli: see uhub kivi aeglaselt minema, purustades tahke settetükid väikesteks tükkideks ja jahvatades need liivaks.

Kuld, mis on raske ja inertne metall, ei reageeri peaaegu millegagi, see koguneb aeglaselt ebatasasesse maastikku, jõgede ja järvede põhja, liiva jne, kust seda hiljem kaevandatakse. Sekundaarsed hoiused on palju mitmekesisemad kui esmased, seega Näiteks:

• geograafilise asukoha tõttu võib neid leida mitte ainult mägedes;
• need erinevad palju rohkem kaevandatava kulla suuruse ja mahu poolest;
• on rohkem haridusteid.

Need võivad ka kokku kukkuda, võimaldades kullal rännata ja luua uusi asetajaid. Lisaks võivad asetajad ilmneda loodusmaastiku muutuste korral, mis väljenduvad juuretüüpi maardlate hävimises.

Tegelikult seletab see nende nime: esimese maavärina või purske ajal ilmub esmane maardla. Teisel korral moodustatakse esmase asemel sekundaarne.

Mis vahe on nugistel ja nugistel ning mis on tükid?

Isegi loopealsetest pärit toorkulda ei pea peaaegu kunagi puutuma kokku kemikaalide või tehniliste vahenditega, mis on loodud kulla eraldamiseks maagist, muutes selle palju kättesaadavamaks.

Seetõttu on kullakaevurite jõupingutused terade leiukohtade leidmiseks palju suuremad kui tükivarude leidmiseks, mida tuleb esmalt väga pikka aega välja kaevata ja seejärel kaasnevatest elementidest vabaneda.

See tähendab, et terad on peaaegu alati enam-vähem puhas kuld, mille osakaal ulatub mõnes maardlas 97% -ni. Kullatolmu saab lihtsalt võtta ja läbi spetsiaalse sõela sõeluda ning kuld jääb sellele peale.

See oli põhjus paljudele kullapalavikutele, mis ühel ajal tabasid Põhja-Ameerikat, Venemaad ja Austraaliat.

Kuid samal ajal kohtab looduses suhteliselt puhtaid kullatükke ja suurte isendite avastamist peetakse tohutuks eduks mitte ainult nende kõrge hinna, vaid ka välimuse ja harulduse tõttu: need on ilusad, imelised tööd. kunstist, mida tunneb ainult loodus, kohtumist, millega võib pidada ajalooliseks. Igal neist on oma ainulaadne nimi ja nende arv ei ületa mitukümmend.

Siin on tšempionide loend kullasisalduse suuruse ja kaalu järgi:

• Austraalia kullatükk aastast 1869 kaaluga 70,9 kg ja kullasisaldusega 69,6 kg
• "Holtermanni taldrik" on 1871. aastal leitud tohutu plokk, mis kaalub 235,14 kg ja milles on 82,11 kg puhast kulda.
• “Tere tulemast võõras” - 71,1 kg, umbes 30 kg puhast kulda
• “Saatuse käsi” - 27 kg peaaegu puhast kulda.

Enamiku ajaloo teiste hiiglaslike kullatükkide kaal ja kullasisaldus on teadmata, sest paljud neist sulatati valuplokkideks, mis on selliste kunstiteoste jaoks hukatuslik.

Samas märgitakse, et kümnest suurimast tükist kuuel olid kvartssulused. Kust sellised hiiglased pärit on, on mõistatus.