Лекция 10 Самородные элементы (стр. 3 )

Структура. Смотри описание группы.

Форма выделения. Тонкодисперсное золото в непромышленном количестве распространено очень широко в различных изверженных, осадочных и метаморфических породах. Иногда оно образует промышленные концентрации, накапливаясь в сульфидах (пирите, халькопирите, арсенопирите), кварце. Размер таких золотин составляет n∙10-6см, а иногда и меньше. В тонкодисперсном, халцедоновидном кварце золото часто выделяется в коллоидно-дисперсном состоянии, в губчатых и мелкодендритных массах. Дендриты характерны для месторождений малых глубин, образующихся при низком давлении и быстром падении температуры. Гипергенное золото - тончайшие пленки, пластины, порошковатые (горчичное золото), губчатые агрегаты, мельчайшие дендриты. Более крупные выделения самородного золота представлены пористыми массами, зернами неправильной формы, пластинами, дендритными сростками, уплощенными параллельно грани октаэдра, проволочками (рисунок 24). Известны хорошо образованные кристаллы октаэдрического, ромбоэдрического, изредка кубического габитуса (рисунок 1) и их сростки. Двойники по {111}. Были найдены гигантские самородки: около 153кг из россыпи в Чили, 93,5кг (пластина размером ~1,5 * 0,1м) - из кварцевой жилы в Новом Южном Уэльсе (Австралия), 36,04кг с одного из приисков Миасса (Челябинская область). Термометаморфизм вызывает укрупнение золотин. На этом основано экспериментальное доказательство содержания тонкодисперсного золота в сульфидах: при нагревании происходит укрупнение золотин до размеров, различаемых оптическим микроскопом. Динамометаморфизм также вызывает перекристаллизацию золота, с чем связывают появление более крупных его зерен по трещинкам в дробленом пирите.

Рисунок 24 – Проволочное золото в арсенопирите. Южный Урал.

Свойства. Цвет ярко-желтый до светло-желтого (при значительном содержании серебра) и коричневого (в губчатых и порошковатых массах). Блеск металлический, усиливающийся с примесью Ag. Ковкое. Тв. 2-3, возрастающая с повышением содержания Ag. Пл. 15-18.

Диагностика. Продукты окисления Р отсутствуют. К действию кислот устойчив.

Образование. Наибольшей известностью пользуются средне и высокотемпературные плутоногенные золото-кварцевые жилы или штокверки. Кварц в них составляет 97-98%; обычны сульфиды, теллуриды, шеелит; из нерудных, кроме кварца, барит, карбонаты, хлориты, серицит, турмалин, иногда гранат, апатит, альбит и др. К этому типу относятся месторождения Кочкарское (арсенопирита до 15%; пирротин, кварц-Челябинская область), Березовское (Свердловская обл.), Степняк (Казахстан), ряд месторождений Якутии, Северо-Востока СССР, Калифорнии, Аляски, Бразилии, Южной Африки, Австралии. Золото-кварцевые жилы с пиритом, арсенопиритом, халькопиритом и значительными скоплениями висмутина, козалита - Pb2Bi2S5, тетраэдрита, виттихенита – Cu3BiS3 известны в Личквазском месторождении (Арм. ССР). Система золотокварцевых жил «Мазер-Лод» в Калифорнии прослежена более чем на 200 км при мощности жил от 2 до 20м. В штокверках количество отдельных жил небольшой мощности достигает нескольких сотен и даже тысяч.

Значительная часть самородного золота приурочена к средне и низкотемпературным вулканогенным месторождениям. Золото здесь часто тонкодисперсное и распылено в тонкокристаллическом кварце, халцедоне (Балей, Читинская обл.), смеси тонкодисперсных сульфидов (Акенобе, Икуно и др., Япония), карбонатах или выделяется в виде тонких пластинок и пластинчатых дендритов (Сыкырымб и Сэсар, СРР). Из рудных минералов с ним ассоциируют арсенопирит, пирит, галенит, сфалерит, халькопирит, блеклые руды, энаргит, а также теллуристые соединения золота (сильванит, нагиагит), сульфосоли серебра и алабандин – MnS (СРР). С ископаемыми фумаролами в игнимбритах связывают золото-алунитовые месторождения Розалкилар (Юго-Восточная Испания). Золото по составу преимущественно низкопробное.

В процессе образования золотокварцевых жил, многие исследователи большую роль отводят золото-кремневым гелям. Об этом свидетельствует тонкодисперсное состояние золота, ассоциация его в близповерхностных вулканогенных месторождениях с тонкодисперсным и халцедоновидным кварцем. Устойчивость золото-кремневых коллоидных систем при 250-350°С доказана экспериментально.

Перенос золота гидротермальными растворами может также происходить в виде хлоридных или, скорее, сульфидных комплексов типа AuS.

Выделения самородного золота характерны и для ряда скарновых месторождений, обычно измененных поздними гидротермальными процессами. В этом случае оно тесно ассоциирует с кварцем, молибденитом, тетрадимитом, халькопиритом и типичными скарновыми минералами-волластонитом, гранатом, пироксеном, шеелитом (месторождения Горной Шории; Тырныауз, Сев. Кавказ).

Изредка самородное золото приурочено к серпентинитам (Балбукская дача, Челябинская обл.), ассоциируя с магнезитом, доломитом, бруситом, хризотил-асбестом, основными карбонатами магния.

В поверхностных условиях обычно обогащение золотом верхних окисленных горизонтов рудных месторождений и возникновение россыпей. Его спутниками в россыпях являются кварц, магнетит, циркон, касситерит, ильменит, платина, осмистый иридий (элювиальные россыпи Калгурли в Западной Австралии; русловые россыпи Алдана, Амура, Колымы в СССР, Аляски).

Самородное золото в поверхностных условиях может частично растворяться и переотлагаться. Причины для этого могут быть различными.

1. При выделении свободного хлора по реакции

Mn02+ 2NaCl + 3H2S04 2Н20 + 2NaHS04 + MnS04 + 2Сl

золото может переходить в раствор в виде хлорида.

2. Растворяющее действие на золото оказывает Fe2(S04)3 в присутствии кислорода воздуха.

3.  Золото переходит в коллоидные растворы (наиболее вероятно).

4.  Золото переносится гумусовыми веществами.

5.  Образование комплексных тиосульфат и политионатных ионов
при взаимодействии тонкодисперсного золота сульфидов с продуктами
их окисления.

Обогащение золотом, причем весьма высокопробным, отмечается в россыпях Рио и Минас-Жерайс (Бразилия); цементация россыпных зерен золота и платины «новым» золотом и образование конкреционных сростков золота с марказитом и лигнитом под влиянием насыщенных гумусовых вод установлены в коре выветривания россыпей Вишерско-Висимской депрессии; пленки «нового» золота на зернах сысерскита и палладистой платины-в россыпях Кузнецкого Алатау.

Имеются представления, что значительные количества золота могли выделяться хемогенным путем при осадкообразовании. Так, для палеозойских пород Нерчинского района (Забайкалье) доля хемогенного золота оценивается в 30-50%.При метаморфических процессах самородное золото устойчиво.

Метаморфизованные песчаники с золотом (до 1000г/т Аu), халькопиритом (кристаллы до 1см), пирротином, пиритом, висмутином, хлоритом, сидеритом, кальцитом известны в Сальсгиня, Од (Франция). Метаморфизованные россыпи Витватерсранда (ЮАР) представляют крупнейшее месторождение золота в мире (давали до 40-50% мировой добычи Аu), Аляска и Калифорния (США), Казахстан (Дарасун, Бакырчик), Урал (Березовское, Качкарское), известен и ряд других месторождений золота в Австралии, Канаде, Индии и Гане.

Самородное золото в виде двух небольших зерен (0,2мм) обнаружено в одном из железных метеоритов и подтверждено исследованием хондрита Атланта. Для Восточного Казахстана типовые месторождения: Суздальское, Бакырчик и др.

Практическое значение. Главный промышленный источник золота. Добывается как драгоценный металл. Является главным валютным металлом. Используется в ювелирном деле, в химической промышленности, в зубоврачебном деле.

10.2.2 Группа платины (Pt)

Платина. Нет такого элемента в периодической таблице , который, за редким исключением, в настоящее время не находил бы своего применения в народном хозяйстве. С открытием каждого элемента, особенно металла, человечество получало новое вещество, которое, несомненно, могло и должно было принести ему какую-то пользу

Совершенно неожиданной в этом отношении была судьба платины, этого, пожалуй, наиболее драгоценного в промышленном отношении металла среди других драгоценных металлов. Однако первоначальная ее судьба была настолько необычна, что стоит рассказать о ней более подробно.

Свыше 4000 лет назад люди уже знали замечательные свойства платины, но в те далекие времена она была просто не нужна. Даже после, так сказать, официального открытия 230 лет назад ее не только не оценили, но даже признали вредной.

Само наименование ее – platina – является уменьшительно-презрительным, происходящим от испанского слова plata – серебро, и в переводе на русский язык звучит как «серебришко». Когда правительство Испании в 1775 г. получило из своих южноамериканских колоний первые килограммы открытого там нового металла – платины, оно немедленно приказало тщательно отделить ее от золота, вместе с которым она добывалась, и под специальным контролем правительственных чиновников высыпать в море или же в большие реки - в наиболее глубокие места.

Да, столь ценному ныне «серебришку» сильно не повезло в первые годы знакомства его с человеком, и немало выдержало оно несправедливых гонений.

Но почему? Какие причины, какие основания были для этого?

Трудно сказать, когда впервые попала она в руки людей. Так, среди драгоценностей, извлеченных из могил фараонов, есть узкая полоска, врезанная для украшения в один из золотых футляров, ее анализ показал наличие нескольких элементов платиновой группы и золота. Многие золотые предметы эпохи фараонов ХІІ династии (примерно 2000 лет до н. э.) покрыты серебристыми пятнами – это платина.

Индейцам Южной Америки доколумбовой эпохи она также была известна в сплавах с серебром и золотом и в чистом виде, точнее, самородном, со всеми примесями.

В середине ХVІ в. платина была доставлена в Европу, но так как ни расплавить, ни растворить, ни использовать этот серый металлический порошок никто не сумел, то она оказалась ни кому не нужной. Впервые официально о ней упоминает испанский физик А. Де Уллоа, работавший в Южной Америке по измерению длины меридиана. Он сообщил в своих отчетах, изданных в Мадриде (1735-1748), что золотые и серебряные россыпи в провинции Кито (Эквадор) полностью использовать невозможно из-за засоряющего драгоценный металл какого-то «серебришка», как он писал, иногда встречавшемся в большом количестве. Разделить же эти металлы, как оказалось, было очень трудно, это приходиться делать вручную.