Занимательная геохимия. Химия земли — страница 30 из 70

т цинги и непогоды.

Еще большие богатства были открыты в начале 20-х годов двадцатого столетия на Алдане.

Мне пришлось как-то встретиться с одним старателем, работавшим в первые годы после открытия знаменитых Алданских приисков. Он рассказывал о прошлом Алдана, о наплыве авантюристов, бежавших из белых армий, бросивших все, чтобы проникнуть в верховья реки Алдана и разбогатеть на золоте. Он рассказывал об одном священнике, который оставил свой приход, с огромным трудом добрался до верховьев этой реки, сколотил плот и проник в труднодоступную местность, где намыл 25 пудов драгоценного металла.


Природное золото


Он рассказал далее, как на Алдан пришла советская власть — и золотые прииски, называвшиеся краем золота и слез, стали планово организованным валютным цехом нашей Родины. Много было открыто позднее и других богатых золотом месторождений.

Так постепенно шла борьба за золото в истории человечества. Свыше 50 000 т этого металла было добыто, причем примерно половина его попала в банки, где скопилось больше 10 миллиардов рублей золотом. Успехи техники позволили постепенно добывать все большее и большее количество металла, переходить от богатых руд к бедным.

Сначала это были простые кустарные способы добычи, промывка песков ковшами, лоточками, а затем теми «американками»[50], которые разошлись по всему миру после открытия золота в Калифорнии.

Впоследствии россыпи стали разрабатывать гидравлическим методом — сильными струями воды, а мелкие золотинки стали растворять в растворах цианистых соединений и, наконец, научились добывать золото из твердых коренных пород, применяя самые совершенные методы извлечения на огромных обогатительных фабриках.

Человечество принимает все меры, чтобы сохранить собранное золото, и бережет его под замками, в крепких хранилищах государственных банков, а суда, перевозящие золото, сопровождаются конвоем из военных кораблей. Из обращения золото в виде монеты изъято, потому что оно слишком быстро стиралось и гибло.

Человек добыл за истекшие тысячелетия своей культурной и хозяйственной жизни не более как одну миллионную часть всего золота, которое содержится в земной коре. Так почему же люди сделали золото своим кумиром — основой богатства? Нет никакого сомнения, что золото обладает рядом замечательных особенностей. Оно — представитель «благородных металлов», то есть тех металлов, которые не изменяются на поверхности, сохраняют свой сверкающий блеск, не растворяются в обычных химических реактивах.

И действительно, способностью растворять золото обладают только свободные галоиды, как хлор или царская водка, представляющая смесь из трех частей соляной кислоты и одной части азотной кислоты, а также некоторые редкие ядовитые цианистые соли.

Золото отличается очень большим удельным весом. Наравне с платиновыми металлами это один из самых тяжелых элементов земной коры, — удельный вес его достигает 19,3. Оно плавится сравнительно нетрудно, нагретое немного свыше тысячи градусов, но зато очень трудно превращается в летучие пары. Для того чтобы довести золото до кипения, надо нагреть его до 2600°. Золото очень мягко и прекрасно куется, его твердость не выше твердости самых мягких минералов, и в чистом виде его можно поцарапать ногтем.

Химики очень тонко определяют золото. Достаточно присутствия одного атома золота среди миллиарда атомов других металлов, чтобы его смогли выявить в лаборатории (то есть определить с точностью до 1 × 10–10грамма). Такое количество вещества при современной технике нельзя взвесить никакими весами.

Золота совсем не так мало в земной коре, но оно рассеяно; и сейчас химики подсчитали, что среднее содержание золота в земле примерно пять стомиллионных процента. Но ведь серебра, которое считается гораздо более дешевым металлом, всего только вдвое больше в земной коре! Самое замечательное, что золото распространено в природе всюду. Оно найдено в раскаленных парах в атмосфере Солнца, оно встречается (правда, в меньших количествах, чем на Земле) в падающих метеоритах, оно имеется и в морской воде. Последние точные опыты показывают, что золота в морской воде пять миллиардных долей, то есть в одном кубическом километре морской воды золота находится пять тонн.

Золото попадает в граниты, накапливается в самых поздних расплавах гранитных магм, проникает в горячие кварцевые жилы, и там вместе с другими сернистыми соединениями, особенно железа, мышьяка, цинка, свинца и серебра, оно выкристаллизовывается при сравнительно низких температурах — около 150–200°. Так образуются большие скопления золота. При разрушении гранитов и кварцевых жил золото попадает в россыпи и, благодаря своей стойкости и удельному весу, собирается в нижних слоях песков. На него почти не влияют химически водные растворы, циркулирующие в пластах земной коры.

Много и долго трудились геологи и геохимики для того, чтобы выяснить судьбу золота на поверхности Земли. Точные исследования показали, что оно странствует и здесь.

Оно не только механически измельчается до субмикроскопических размеров и в таком виде уносится в огромных количествах реками, но и частично растворяется, особенно в южном климате, где реки содержат много хлора, перекристаллизовывается и попадает в растения и в почвенные покровы. Опыты показали, что корни деревьев всасывают золото в свою древесину. Несколько лет тому назад ученые доказали, что золото собирается в зернах кукурузы в довольно большом количестве. Но еще больше золота накапливается в золе некоторых каменных углей, где количество его достигает одного грамма на тонну золы.

Таким образом, мы видим, что золото проходит сложнейший путь в земной коре, пока человек не извлечет его. Но все же, как ни бьется больше 2000 лет человеческая мысль в борьбе за добычу золота, как ни грандиозны отдельные золотые предприятия, все же история, полная история этого металла нам неизвестна.

Наши сведения о судьбе рассеянного золота так малы, что мы не можем составить полную цепь из отдельных звеньев его странствования. Куда делось золото, вынесенное в моря и океаны после размыва грандиозных горных цепей и гранитных скал, куда исчезло золото большого пермского моря, оставившего у берегов Урала богатейшие остатки солей, известняков и битумов?

Геохимики и геологи, вам еще очень много работы. На просторе миллионов квадратных километров наших золотоносных областей Сибири есть где разгуляться смелой научной мысли!

Но будущее золота — не в кладовых банков, не в биржевой игре маклеров и капиталистов, а в новых путях использования этого металла, широко применяемых советской наукой, точными отраслями индустрии, в точной промышленности электротехники, радиотехники — всюду, где нужен неизменяемый металл большой электропроводимости, устойчивый против всех химических реагентов. И из кладовых и сейфов золото перейдет на заводы и в лаборатории, как вечный металл!

Редкие рассеянные элементы

Земная кора состоит из многих десятков химических элементов. Только 15 из них являются сравнительно частыми и обычными: их мы можем встретить в составе почти каждой горной породы, остальные же более редки.

При этом некоторые из более редких элементов образуют крупные скопления в форме рудных минералов в рудных залежах; другие, как, например, золото или платина, содержание которых в земной коре очень невысоко, образуют мельчайшие, едва видимые крупинки самородных металлов и только очень редко — более крупные самородки.

Но как они ни редки, они встречаются в виде самостоятельных минералов, пусть даже очень мелких, даже таких мелких, что глазу не видно, но все-таки в виде своих собственных минералов. А вот есть такие химические элементы, которых мало в земной коре, и своих минералов они не образуют[51]. Химические соединения этих элементов растворены в других, более обыкновенных минералах; растворены подобно тому, как соль или сахар растворяются в воде, когда по внешнему виду не скажешь, чистая ли это вода или в ней что-то растворено.

Точно так же трудно и не всегда можно по внешнему виду минералов судить, какие химически растворенные примеси в них содержатся. Если воду достаточно попробовать на вкус, чтобы сказать, безвкусная она, соленая или сладкая, то химический анализ минералов производится значительно сложнее, и особенно трудно выделить те химические элементы, которые прячутся в чужих минералах.

Сложный, длинный путь странствований по расплавам и по растворам прошли химические элементы, прежде чем в горных породах или в минеральных жилах они соединились в твердые минералы, наиболее устойчивые химические соединения. На этом длинном пути они испытали много различных превращений. Вместе и неразлучно прошли этот путь только те, которые особенно похожи друг на друга.

А чем больше сходство в химических свойствах двух каких-либо элементов, тем труднее найти такую химическую реакцию, которой их можно было бы разделить. И вот некоторые редкие элементы, вместо того чтобы выделиться в виде своих минералов, растворились, рассеялись иногда по многим минералам других химических элементов; поэтому мы и называем их рассеянными элементами.

Что же это за элементы? В обыденной жизни и даже на школьных уроках по химии о них не услышишь, хотя с развитием техники эти элементы все больше и больше входят в наш обиход.

Это галлий, индий, таллий, кадмий, германий, селен, теллур, рений, рубидий, цезий, радий, скандий и гафний[52]. Мы перечислили только наиболее характерные, но при желании этот список можно было бы еще увеличить.

Давайте посмотрим, где же и как эти редкие рассеянные элементы находятся в природе, как человек научился их открывать в других минералах и где они употребляются.

Вот перед нами лежит желтовато-бурый минерал, который в изломе часто образует совершенно ровные блестящие грани. Минерал этот довольно тяжелый, но внешне мало напоминает собою руду, хотя это и руда.