Круговорот золота в природе

Круговорот  золота в природе

Одно из интересных геохимических явлений на нашей  планете — круговорот веществ  в природе, включающий в себя циклические  процессы превращения и перемещения  соединений и отдельных химических элементов. Изучением этого явления  занимались многие ученые. Так, В. И. Вернадский выделил геохимическую группу «циклических химических элементов», в которую он включил как широко распространенные, так и многие редкие элементы. В биогенном цикле особенно важную роль играют углерод, азот, фосфор и сера. Процессы их превращения и перемещения хорошо изучены. Золото также относится к геохимической группе циклических элементов, а его круговорот в природе, циклические процессы образования и перемещения на поверхности и внутри Земли имеют целый ряд интересных особенностей.

Общий земной круговорот вещества слагается из множества разнообразных  частных процессов его превращения  и перемещения. Эти отдельные  циклические процессы никогда не бывают полностью обратимыми, часть  вещества в процессах превращения  рассеивается и отвлекается в частные круговороты или захватывается временными равновесиями.

Около 4,5 млрд. лет назад  все вещество Земли разделилось  на несколько концентрических оболочек, или геосфер: атмосферу, гидросферу и земную кору (гранитную, базальтовую и др.). Геосферы отличаются друг от друга не только химическим составом, но и физическими свойствами, в частности подвижностью. Внутри каждой из сфер идет непрерывный обмен веществом: это круговорот газов в атмосфере, воды в гидросфере, твердых веществ в литосфере. Обмен веществом идет и между двумя-тремя смежными геосферами — в пределах 10-20 км от поверхности Земли, а местами и в более широких пределах — до 50-60 км. Громадное влияние на крутоворот вещества на нашей планете оказало появление биосферы (около 3,5 млрд. лет назад), так как к физико-химическим превращениям прибавились биогенные процессы. И наконец, огромной геологической силой стала деятельность человека.

Циклические процессы миграции элементов во многом определяются их содержанием в геосферах. Химические элементы распространены в природе неравномерно. Более 99 % массы земной коры составляют девять элементов: кислород, кремний, алюминий, железо, кальций, натрий, калий, магний и титан. Золото занимает 61-е место по распространенности среди элементов, присутствующих на Земле (среднее содержание в литосфере - 4,3 • 10^-7 % по массе), и распределено в земной коре неравномерно. В среднем на 1 т земной коры приходится всего 5 • 10^-3 г этого драгоценного металла, хотя некоторые горные породы в отдельных географических районах отличаются более высоким его содержанием. Например, в некоторых базальтовых породах концентрация золота составляет 0,26 г/т, а в гранитном массиве американского штата Невада она достигает 1,1 г/т и более.

Некоторые ученые полагают, что в земном ядре концентрация золота должна быть больше, чем в литосфере. Этот вывод они сделали на основе химического исследования метеоритов, состав которых предположительно близок к составу земного ядра. Оказалось, что содержание золота в «космических путешественниках» значительно — от 5 до 10 г/т.

Есть золото и в гидросфере: в реках, морях и океанах. По оценкам  разных специалистов, в 1 т морской  воды содержится от 1 • 10"° до 1 •  Ю^-3 г золота. Следовательно, во всем Мировом океане его растворено примерно 27 млн. тонн! Установить это позволили современные методы химического анализа, например нейтронно-активационный анализ, при котором атомы золота поглощают нейтроны и становятся радиоактивными, а радиоактивные атомы могут быть обнаружены по излучению, испускаемому ими при радиоактивном распаде. Концентрация золота в отдельных районах Мирового океана различна, максимального значения она достигает в Карибском море (18 мг/т), велико содержание золота в Неаполитанском заливе, в Атлантическом океане у берегов Северной Европы и у восточного побережья Австралии.

Химические формы нахождения золота в природных условиях разнообразны: чистое самородное золото, теллуриды, сульфиды, металлоорганические соединения, растворимые в воде комплексные  соединения. Таким образом, получается, что драгоценный 79-й элемент окружает нас повсюду: в небольших концентрациях он присутствует в почве, грунтовых водах, растениях, в организмах животных и даже в виноградном вине! По аналогии с другими элементами можно предположить, что природное золото, входящее в состав литосферы и гидросферы, интенсивно подвергается превращениям, участвуя в так называемых малом и большом круговоротах.