Круговорот золота в природе
СОДЕРЖАНИЕ: Сущность циклических процессов превращения и перемещения соединений и отдельных химических элементов. Разнообразие химических форм нахождения золота в природных условиях. Малый, большой и связанный с человеческой жизнедеятельностью круговороты золота.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.
Малый круговорот золота
Этот круговорот начинается с выветривания золотосодержащих пород (медно-нике-левых, колчеданных, медно-цинковых и ар-сенопиритовых сульфидных руд) под воздействием температуры, кислорода, углекислого газа и воды. Этому способствуют и различные микроорганизмы, роль которых сводится к выщелачиванию золота из руд.
В настоящее время известно около сорока минералов золота. В рудах оно в основном находится в свободном (самородном) состоянии. Химический состав самородного золота характеризуется его пробой, а также содержанием элементов-примесей. Преобладают месторождения средней (800-899) и высокой (900-950) пробы. Индивидуальные кусочки самородного металла, так называемые золотины, чаще всего имеют зональное строение: ядро представлено золотом средней пробы, а периферические зоны более низкопробные. Добываемые из месторождений золотины бывают разных форм: хорошо ограненные кристаллы, сростки кристаллов, дендриты, а также разнообразные смешанные формы.
Самородками принято называть природные куски золота, имеющие значительные размеры: массу более 1 г или поперечный размер не менее 5 мм. Большое внимание к самородкам вызвано их чрезвычайной редкостью и высокой ценой. В нашей стране крупнейшие и наиболее интересные по форме золотые самородки хранятся в Алмазном фонде. Самый крупный из них — знаменитый «Большой треугольник» массой свыше 36 кг.
Он был добыт в 1842 г. на Южном Урале, в окрестностях Миасса и является самым крупным из сохранившихся в мире, так как известные большие австралийские самородки массой 71 и 216 кг в свое время были переплавлены. В Алмазном фонде находятся и более мелкие самородки. Самые причудливые или крупные из них получили названия по своему внешнему виду: небольшой «Мефистофель» массой всего 20 г, солидный «Верблюд» массой 9 кг, средний «Заячьи уши» массой более 3 кг и многие другие. Подавляющее большинство золотых самородков безымянны, но все они очень ценны.
Иногда самородок находится «в рубашке» из оксида железа или маленьких частиц пустой породы, вдавленных в поверхность золотины. В этом случае цвет золота становится грязно-бурым или даже черным. Такая «одежда» затрудняет не только распознавание ценного металла, но и последующую его обработку.
Хотя 79-й элемент и славится своим «благородством» — химической инертностью, природное золото никогда не бывает абсолютно чистым. Элементы-примеси в самородном золоте очень разнообразны: серебро, медь, железо, титан, сурьма, ртуть, теллур, цинк. Их содержание обычно составляет тысячные и сотые доли процента, редко десятые доли. Золото любит другие металлы и образует с ними минералы различного состава (см. таблицу).
Эти интерметаллические соединения представляют собой твердые растворы — фазы переменного состава, в которых атомы разных элементов включены в кристаллическую решетку благородного элемента. Однако не все металлы растворяются в золоте, а только те, атомный радиус которых близок к атомному радиусу золота, т. е. к 1,44 • КГ10 м. Это прежде всего «геометрический близнец» золота — висмут, а также серебро и платина. Наиболее распространено в природе серебристое золото, за ним следуют электрум, висмутистое и медистое золото, порпецит, платинистое, иридистое и родистое золото.
Другие распространенные соединения, сопровождающие минералы золота, — кварц, алюмосиликаты, сульфиды, теллуриды. Из теллуридов промышленное значение имеют калаверит (39-44 % Аи, 53-58 % Те, 2 % Ag), креннерит (31-44 % Аи, 56-62 % Те, 1,5-7 % Ag), сильванит (24-30 % Аи, 60-64 % Те, 9-15 % Ag) и петцит (24-27 % Аи, 21-34 % Те, 35-43 % Ag).
Благодаря синергетической деятельности микроорганизмов и проявлению экзогенных факторов золото из недр Земли попадает на ее поверхность, а также в биосферу и гидросферу. Так, в 1 л морской и речной воды содержится около 4 • 10~9 г золота, а подземных вод на участках золоторудных месторождений - приблизительно 1 • 10~6 г. Грунтовые воды переносят драгоценный металл в виде растворимых комплексных соединений и коллоидных форм. Он мигрирует в почвах и оттуда попадает в растения. Впервые «растительное» золото обнаружил в золе французский химик Клод Луи Бертолле. Способность аккумулировать золото у различных растений неодинакова: из 1 т еловой древесины можно извлечь 1,27 мг, осины — 2 мг, березы — всего 0,6 мг золота. Хорошей способностью аккумулировать золото обладают кукуруза и болотный хвощ. В принципе наличие золота в золе растений свидетельствует о его присутствии в данном регионе и иногда служит косвенным признаком при проведении поисковых геологических работ.
Растения, съеденные животными, отдают им и аккумулированное золото. Анализ шерсти оленей и ряда других млекопитающих показал наличие в них благородного металла. После окончания своей жизнедеятельности животные и растительные организмы попадают в почву, где различные микроорганизмы снова начинают свою работу по переносу золота.
Но далеко не все растворенное в речной воде золото попадает в живые организмы, большая его часть сбрасывается в моря и океаны. Оно попадает в воды Мирового океана самыми разными путями, в основном через реки, которые размывают золотосодержащие породы, растворяют освободившееся золото и транспортируют его к океану. Так, согласно расчетам Амур выбрасывает в Татарский пролив более 8 т золота в год. Альтернативные пути поступления благородного металла в моря и океаны связаны с размыванием золотосодержащих пород прибрежной зоны и падением метеоритов, в которых, как уже отмечалось выше, наблюдается повышенное содержание тяжелых элементов. В морской воде золото содержится не только в растворенном состоянии. Нерастворимые его соединения, осаждаясь на дно, включаются в состав придонных илов, уплотняются, цементируются, образуя слоистые осадочные породы, а затем под действием давления превращаются в кристаллические сланцы.
Большой круговорот золота
Этот круговорот включает процессы перемещения драгоценного металла в нижних слоях земной коры и в магме. В нем участвуют соединения золота, образующиеся в процессе малого круговорота. В результате дальнейшего погружения осажденные золотосодержащие породы попадают в магматическую область, где они подвергаются воздействию давления и высокой температуры. Переплавленное золото с магмой может быть вновь вынесено на поверхность Земли с образованием гидротермальных месторождений. Другое направление перемещения золота в земной коре связано с его миграцией из ультраосновных горных пород через осадочные в метаморфические породы с выходом на поверхность в виде коренных месторождений.
Таким образом, циклический процесс большого круговорота золота идет при непрерывной подпитке из мантии.
Третий тип круговорота
Появление третьего типа круговорота, в который вовлекается золото, связано с жизнедеятельностью человека, с добычей и потреблением этого драгоценного металла. Золото добывают в 41 стране, и мировыми лидерами являются ЮАР, США и Австралия (рис. 1). По некоторым оценкам, суммарная добыча золота из недр Земли в исторически обозреваемый период превышает 135 тыс. тонн. За последнюю четверть прошлого века в мире было добыто золота в полтора раза больше, чем в предыдущие 25 лет. При этом если с 1985 по 1995 г. примерно 70 % годового прироста добычи приходилось на США, Канаду и Австралию, то с 1995 по 2000 г. не менее 80 % прироста обеспечили Индонезия, Папуа — Новая Гвинея и Перу.
Основные месторождения золота сосредоточены в России, ЮАР и Канаде. Месторождения — это участки горной породы, содержащие золото в повышенной концентрации. Если его количество окупает затраты на добычу, то такие скопления называют промышленными. Минерально-сырьевая база золотодобывающей промышленности слагается из собственно золотых месторождений и комплексных золотосодержащих месторождений, в которых золото входит в состав руд цветных, редких и других металлов в качестве попутного промышленного компонента. В рамках малого и большого круговорота образовались два основных типа месторождений золота: коренные и россыпи.
В качестве примеров коренных месторождений можно привести Синюхинское (Алтай, Россия) и Натальевское (Кемеровская обл., Россия), Юбилейное и Васильковское (Казахстан), Витватерсранд (ЮАР), Керк-ленд-Лейк (Канада), Моро-Вельо (Бразилия), Копперхед (Австралия). По запасам металла коренные месторождения подразделяются на уникальные, крупные, средние и мелкие.
По типу образования коренные (рудные и гидротермальные) месторождения относятся к первичным, в них золото находится в коренной горной породе. Они образовались в ходе большого круговорота как результат кристаллизации металла из горячих водных растворов, образовавшихся при застывании магмы, когда сульфидная магма, содержащая в себе ряд металлов, в том числе и золото, заполняла трещины в образованном силикатной магмой гранитном массиве.
При естественном разрушении золотосодержащих пород коренных месторождений образуются вторичные месторождения, или россыпи — скопления разрыхленных частиц горных пород. По величине запасов россыпные месторождения также подразделяются на уникальные, весьма крупные, крупные, средние и мелкие (схема 1).
В целом россыпные месторождения содержат золота меньше, чем коренные: уникальные россыпные месторождения (запасы золота более 50 т) соответствуют лишь средним коренным, но в россыпях концентрация золота больше. Редко, но случается, что в средних россыпных месторождениях неожиданно обнаруживают богатейшие скопления золота — легендарные «карманы» или «сундуки».
С момента образования россыпь проходит ряд превращений, эволюционируя во времени (рис. 2). В геологии принято выделять три типа россыпей: элювиальные, делювиальные и аллювиальные (или переотложные).
Разрушаясь, породы коренных месторождений под действием меняющейся температуры воздуха, ветра и дождя превращаются в рыхлый материал и образуют россыпи, которые сначала остаются на том же месте, где и материнские породы, и называются элювиальными. Однако под влиянием гравитации и природных факторов материал россыпи отрывается от коренного месторождения и начинает сползать по склону, образуя делювиальную россыпь. Если путь перемещения преграждает протекающая по долине река, то она переносит золото в другое место, где оно, переоткладываясь, образует аллювиальную россыпь.
Как уже упоминалось, не последнюю роль в трансформации коренного месторождения в россыпное играют микроорганизмы, обладающие избирательной аурофильностью, т. е. способностью извлекать из окружающей среды и концентрировать внутри себя золото (схема 2). Они выделяют его из горных пород, переносят в грунтовые воды и укрупняют.
На микроуровне это происходит следующим образом: клеточная стенка бактерии взаимодействует с коллоидными частицами золота при помощи селективно действующих гликопротеидов. В результате на поверхности бактерии собираются частицы металла, затем происходит их перекристаллизация и они укрупняются в десятки раз. Таким образом, бактерия одевается в «шубу» из микрокристаллов золота. Образующиеся бактериальные организмы срастаются в достаточно крупные агрегаты, которые можно выделить. Так возможно сконцентрировать золото, рассредоточенное в коллоидной системе в виде мельчайших частиц. Затем может происходить растворение тонкого золота под действием органических комплексообразователей: золото переходит из нейтрального состояния в ионную форму. Переход ионного золота в коллоидное состояние благодаря стабилизации органическими соединениями происходит в природе самопроизвольно. Довершает процесс рудообразования работа аурофильных бактерий, которые укрупняют и осаждают частицы коллоидного золота.
Коренные и россыпные месторождения существенно различаются по своим свойствам. Как правило, россыпи более доступны: они залегают на поверхности земли, хотя известны случаи, когда их обнаруживают и на больших глубинах. В процессе образования россыпей золото частично механически очищается от примесей, и поэтому в таких месторождениях (особенно аллювиального типа) оно чище рудного и имеет более высокую пробу. Россыпное золото отличается от рудного и внешним видом. В аллювиальных россыпях весь материал подвергался длительному механическому воздействию, в результате которого золото приобретает округлую форму — окатывается, в руде же коренных месторождений обычно распространено угловатое золото. Еще одно отличие — присутствие самородков, которые образуются только при разрушении коренных месторождений. Очень важно, что золото в россыпях находится в свободном виде, и поэтому нет необходимости применять дорогостоящие и трудоемкие процессы дробления и измельчения, буровзрывные работы, которые необходимы при разработке коренных месторождений.
Таким образом, при равном содержании золота для добычи россыпи экономически более выгодны, чем коренные месторождения. Не случайно исторически освоение новых золотоносных районов начиналось с добычи золота из россыпи, а после ее истощения переходили к коренному месторождению. Однако надо отметить, что наряду с достоинствами у россыпного месторождения есть и недостатки: быстрое истощение запасов, небольшие размеры месторождений и их нелокализованность, требующая проведения работ на обширной территории.
В разное время приоритет в разработке золота отдавался месторождениям разного типа (рис. 3). Более ста лет назад из россыпей добывали почти 90 % всего золота. В 70-е гг. прошлого века их доля составляла не более 3-5 %. В последнее время с открытием новых типов россыпных месторождений их вклад в общее производство золота снова увеличился до 14-15 %. Однако основными на сегодняшний день считаются коренные месторождения.
По своему происхождению обособленно стоят крупнейшие золотые месторождения Южной Африки, которые сложены золотоносными конгломератами (сцементированными галечниками). Механизм их образования, вероятно, отличается от описанного выше для коренных и россыпных месторождений и до настоящего времени точно не определен. Исследователи полагают, что в далекий геологический период по галечникам циркулировали золотосодержащие гидротермальные растворы. Другая версия — там первично образовалась морская россыпь, которая впоследствии под воздействием магмы приняла современный вид. Если геологи разгадают загадку образования месторождений Южной Африки, то, возможно, они смогут обнаружить и другие аналогичные им богатейшие скопления золота.
Способы добычи золота
В отечественной практике при открытом способе разработки коренных месторождений глубина карьеров обычно не превышает 200-250 м. Чаще всего золото коренных месторождений заключено в кварцевых жилах разной толщины и длины, которые могут быть одиночными или залегают целыми семействами, образуя рудную зону. Такие месторождения обычно невыгодно разрабатывать открытым способом, так как рудные жилы круто уходят вглубь и с глубиной количество пустой породы увеличивается. На практике при разработке коренных тонкожильных скоплений применяют подземный способ разработки. Трудность добычи золота из коренных месторождений связана еще с высокой твердостью пород, образующих жилу.
Промышленный процесс получения золота из коренных месторождений один из самых сложных: из огромного массива руды надо выделить содержащееся в ней небольшое количество золота с минимальными потерями. Традиционными методами получения, включающими стадии дробления, измельчения, промывки и амальгамации, наши предки пользовались еще в древние времена. Все эти операции сохранили свою актуальность, но проводят их с помощью современных средств.
Технологические схемы переработки коренных золотосодержащих руд включают процесс подготовки руды (дробление и измельчение), глубокое обогащение измельченной легко- и среднеобогатимой руды, переработку труднообогатимой руды и бедных концентратов с помощью гидро- и пи-рометаллургических процессов (рис. 4). На первом этапе глыбы золотоносной породы размером более 1,5 м подвергают измельчению с помощью различных дробилок в две или три стадии до получения частиц размером меньше 10 мм. Степень измельчения определяется минеральным составом и вкрапленностью золота, физическими характеристиками руд (твердость, абразивность, крупность частиц золота, характеристики поверхности руды). Так, золотосульфидно-кварцевые руды Березовского месторождения (Свердловская обл., Россия) измельчают до 0,4 мм и отсадкой извлекают крупное золото, а на Кочкарской фабрике (Челябинская обл.) перед сорбционным цианированием руды применяют тонкое измельчение (до 0,074 мм).
После подготовки руду подвергают обогащению. В простейшем случае извлечение золота проводят гравитационным методом (отсадкой), в основе которого лежит способность тяжелых золотин оседать быстрее, чем легкая пустая порода.
Из обогащенной руды золото извлекают действием раствора цианида калия или натрия, в котором оно растворяется в присутствии кислорода воздуха (цианидный метод). Из раствора дицианоаурата(Г) натрия при обработке цинком выделяют так называемое черновое свободное золото, при этом выпадают и примеси:
Для дальнейшей очистки золота (аффинаж или рафинирование) применяют электролиз (способ Э. Вольвилла, 1896 г.). Аноды, отлитые из нечистого золота, погружают в ванну, содержащую солянокислый раствор хлорида золотаЛН) АиС13 , а катодом служит лист чистого золота. При прохождении тока примеси образуют анодный шлам, а на катоде выделяется золото чистотой не менее 99,99 %.
Чем сложнее руда, тем более трудоемок процесс ее переработки. Например, для «упорных руд», которые не поддаются цианированию и амальгамации (сульфидных руд), или для руд, сложных по составу, применяют флотацию: золотые зерна с пузырьками воздуха всплывают на поверхность, образуя пену. При этом используют специальные флотореагенты: ксантогенаты, дитиофосфаты, меркаптаны, дитиокарбаматы и т. д.
С экологической точки зрения большинство применяемых в настоящее время методов обогащения золотосодержащих руд оставляют желать лучшего. Для проведения процесса амальгамации необходима токсичная ртуть, ядовиты и цианиды, от которых трудно очищать сточные воды золотодобывающих предприятий. С этой точки зрения перспективным представляется поиск новых, более безопасных и высокоселективных методов извлечения золота из породы, таких, как сорбция золота активированным углем или синтетическими смолами. Серьезно рассматривается и возможность использования аурофильных микроорганизмов для концентрирования золота из отвалов.
Разработка россыпных месторождений золота характеризуется небольшими затратами и минимальными сроками ввода в эксплуатацию (от нескольких месяцев до двух лет). Ее отличительные особенности — совмещение процессов добычи с обогащением (промывкой песков) и извлечение полезного компонента на каждой стадии. Выбор способов разработки россыпных месторождений делают с учетом горно-геологических и климатических условий. Сейчас при открытой разработке, которую применяют при освоении россыпей с глубиной залегания до 50 м, для выемки пород используют драги, бульдозеры и экскаваторы. А раньше при извлечении золота из россыпи золотоискатели применяли легендарный лоток, причем у разных народностей его внешний вид отличался. Например, американский лоток представляет собой металлический тазик, а корейские и сибирские лотки выдалбливали из куска дерева. Несмотря на разнообразие лотков, масса набираемой в них породы не превышала 8-10 кг.
Из россыпных месторождений золото можно извлечь отмучиванием, основанным на большой разности плотностей золота и пустой породы. Этот способ, применявшийся еще в глубокой древности, сопряжен с большими Он уступил место амальгамации (известной уже с I в. до н. э.) и цианированию, получившему широкое распространение в Америке, Африке и Австралии в 1890-х гг. Тяжесть золота — весьма благоприятное свойство для его добычи. Самые простые технологические процессы, такие, как промывка в шлюзах, могут обеспечить весьма высокую степень извлечения золота из породы.
Потребление золота
Будучи добытым из недр Земли, золото попадает в руки человека. С каждым годом мировой спрос на золото растет, увеличивается и его производство. Исключение составил лишь 1995 г., когда наблюдалось некоторое снижение производства. Наибольшая добыча золота была отмечена в 1998 г., когда она достигла 2636 т и практически сравнялась с потреблением (рис. 5).
По типу потребления золота все государства можно разделить на две большие группы: технические и ювелирные. К первой группе относятся развитые страны, в которых золото используется в технических целях. Это Япония, США, Германия. Вторую группу образуют государства, в которых из большей части добываемого или импортируемого золота изготавливают ювелирные украшения. Среди них Италия, Португалия, Китай, Индия, Арабские Эмираты, Израиль и Египет. Таким образом, золото может выступать индикатором развития высоких технологий в электронной, космической и приборостроительной промышленности.
Человечеству всегда требовалось больше золота, чем его производили, это определило и высокую цену на золото. Разница между добычей и потреблением покрывается преимущественно за счет переработки вторичного золота, а также за счет продаж и займов из государственных золотых резервов. Под вторичным понимается металл, полученный в результате переработки золотосодержащих изделий, прошедший аффинаж и отлитый в слитки. Под это понятие не подпадают перепродаваемые золотые изделия и монеты. Основной источник для вторичного золота — ювелирные украшения. Значительно меньше металла дает переработка так называемого скрапа — компонентов электротехники (различные микросхемы и технические приборы), в состав которых входит благородный металл. Объемы производства вторичного металла зависят от состояния экономики и от цены на золото. В среднем за 10 лет (1993-2003) на рынок ежегодно поступало порядка 600 т вторичного металла. Так, в 2002 г. объем производства вторичного золота составил почти 840 т, а в 2003 г. - 950 т.
Рынок золота живет по своим законам. В октябре 1997 г. началось резкое снижение цены на золото, вызванное экономическим подъемом в развитых странах, которые в основном и определяют мировые цены, с одной стороны, и введением системы золотых займов - с другой. В 1998-1999 гг. цены стабилизировались в опасной близости к себестоимости золота лучших месторождений мира. Себестоимость золота колеблется в диапазоне 199-356 за унцию в зависимости от типа месторождения и в среднем составляет $ 250 за унцию. Одно из условий целесообразности проведения разведки и добычи золота — уровень стоимости металла на мировых рынках должен быть не ниже 1300. В настоящее время наблюдается тенденция к повышению себестоимости добычи, так как большая часть разрабатываемых золотых залежей находится на глубине более 3 км с повышенной температурой горной породы (50 °С). Отметим, что себестоимость производства 1 кг чистого золота за последние 12 лет выросла в 2,6 раза. Такой рост издержек и цен производства одним ухудшением горно-геологических условий объяснить трудно.
После 1999 г. потребность в золоте возросла, однако цена на золото начала расти только после 2001 г. и в настоящее время достигла максимального значения — $ 401,45 за унцию. По мнению зарубежных специалистов, золотодобывающие компании вряд ли смогут сохранить высокий темп добычи золота в связи с неизбежным истощением известных в настоящее время месторождений, в то время как разведка и начало разработки новых шахт требуют много времени. Богатых месторождений золота на Земле остается все меньше и меньше. Возможно обнаружение богатых залежей драгоценного металла в более глубоких слоях земной коры на морском дне. В настоящее время существует устойчивая тенденция к снижению среднего содержания золота в разрабатываемых месторождениях, поэтому следует ожидать понижения границы рентабельности месторождений, и промышленным будет считаться содержание в пределах 1-2 г на 1 т породы.
Последние события на рынке золота показывают, что кривая цен на этот металл находится в противофазе с курсом доллара и показателями экономического роста развитых стран. Кроме того, потребление золота почти на треть опережает его производство. Намечается тенденция к увеличению этого разрыва, и становится все более актуальным применение современных технологий для разработки даже мелких золоторудных месторождений.
Применение золота
Добытое золото нашло широкое применение. Полученный за всю историю драгоценный металл представлен на 40 % ювелирными украшениями, 30 % его сосредоточено в государственных резервах, почти 20 % находится на хранении в виде слитков и монет и только 10 % используется в промышленности в технических и технологических целях в виде сплавов с другими металлами.
Золото обладает уникальными фармакологическими свойствами: его препараты используют в медицине в виде взвеси в масле (отечественный препарат кризанил, зарубежный — миокризин) или водорастворимых препаратов (зарубежные — санокризин и солганол) для инъекций при лечении хронических ревматических артритов. Радиоактивное золото (198 Аи) вводят внутривенно с целью сканирования и определения кровотока печени. Кроме того, обнаружено, что оно эффективно воздействует на злокачественные опухоли.
Итак, золото может участвовать в трех циклических процессах: малом, большом
Круговорот золота, как и отдельные циклические процессы на Земле, поддерживается энергией. Ее основные источники — солнечная радиация, энергия положения (гравитационная) и радиогенное тепло Земли. Для отдельных частных круговоротов вещества затраченная энергия уже оценена. Например, для ежегодного испарения масс воды с поверхности океана расходуется около 10,5 • Ю23 Дж, или 10 % от всей получаемой Землей энергии Солнца. Для золота значение этой величины может составить примерно 7 • 1010 Дж. Дополнительная энергия, раскручивающая этот цикл, образуется за счет микробиологического и растительного фото- и хемосинтеза.
Продолжительность того или иного цикла можно условно оценить по времени, которое необходимо, чтобы вся масса данного вещества могла обернуться один раз на Земле в определенном процессе. Для циклических перемещений золота значение этой величины составляет не менее 108 лет.
Создаются новые водные бассейны. В руках человека концентрируются огромные запасы металлов. Меняется обычный ход геохимических процессов. Глубокое изучение всех природных превращений на Земле — необходимое условие рационального воздействия человека на среду его обитания и изменения природных условий в желаемом для него направлении.