Содержание в земной коре
В среднем соотношение золота и серебра в земной коре составляет от 1 до 15 миллиграммов на тонну земли. Поскольку плотность земной коры составляет 2,7 тонны на куб.м, в ней находится 25 миллиардов тонн золота и 375 миллиардов тонн серебра. Тем не менее, такие концентрации слишком малы для экономически выгодной добычи.
Добыча драгоценных металлов может быть прибыльной только в том случае, если золото и серебро находятся в высокообогащенной форме, что встречается крайне редко. Распределение драгоценных металлов в земной коре, особенно их массовое скопление в отложениях, долгое время было большой загадкой для ученых. Только постепенно удалось понять, что в течение миллиардов лет Земля неоднократно подвергалась серьезным геологическим изменениям из-за ледниковых периодов, вулканизма и тектонических движений континентальных плит. Экстремальное давление, высокие температуры и определенные химические и термические условия оказали влияние на концентрацию драгоценных металлов.
Большая часть скоплений золота и серебра в земной коре имеет гидротермальное происхождение. Для образования рудных месторождений особенно важным было сочетание расходящихся и сходящихся движений в границах тектонических плит и соответствующей вулканической активности, в которых магма, а вместе с ней и содержащимися в ней элементами, обеспечила подъем магматических расплавов. В результате элементы, которые ранее находились глубоко в земной мантии, переносились к поверхности, кристаллизовались и накапливались. Залежи золота и серебра, накапливающиеся в земной коре таким образом, называются первичными. Поскольку серебро с меньшей вероятностью образует соединения с другими металлами, чем золото, его можно легче обнаружить в обогащенной форме ближе к поверхности. Кроме того, серебро легче растворяется и имеет меньшую плотность, что способствует геотермальному переносу из более глубоких слоев и хранению в более высоких слоях земной коры.
Элементарные драгоценные металлы очень стабильны, но могут легко растворяться при определенных условиях, особенно серебро. Золото, с другой стороны, транспортируется водой в нерастворенном виде. Из-за более низкой скорости потока на внутренних краях излучин рек, могут образовываться обогащенные золотом песковые отложения. Такие отложения называются вторичными.
Ниже перечислены некоторые из наиболее важных месторождений золота и серебра, дифференцированные в соответствии с процессом их формирования:
Мезотермические отложения
Связаны с процессами горообразования и были созданы тектоническими сдвигами плит в океанической коре в течении трех миллиардов лет. Такие месторождения можно найти в Африке, Бразилии, Северной Канаде, Сибири и Западной Австралии.
Эпитермальные отложения
Произошли из магматогенных гидротермальных жидкостей, которые транспортировали содержащиеся в них руды в приповерхностные вулканические проходы. Месторождение такого типа находится в Неваде США (Comstock Lode). Это одно из крупнейших месторождений серебра, когда-либо найденных в природе. Также месторождения серебра в Мексике; свинца, серебра и цинка в Канаде и США; олова, серебра и висмута в Боливии. Такие отложения могут образовываться в достаточно короткие промежутки времени, иногда всего за 50 тысяч лет, например на Лихирских островах в Папуа-Новой Гвинее.
Ископаемые отложения
Эти вторичные отложения были созданы около двух миллиардов лет назад, когда осадки и гравий оседали в русле реки. В результате их выветривания, накопились относительно устойчивые к атмосферным воздействиям драгоценные металлы. Доля серебра в ископаемых отложениях низка, поскольку во время транспортировки оно легко растворяется.
Молодые отложения
Если золото попадает в реки, то его частицы могут откладываться в местах, где вода не обладает достаточно сильной скоростью потока. Золото постепенно отделяется от других минералов. Золотой песок и мелкие крупинки почти всегда встречаются вблизи крупных месторождений первичного золота. В редких случаях могут образовываться крупные фрагменты золота, так называемые самородки.
Нахождение драгоценных металлов в воде
Вода также содержит золото и серебро в растворенном виде. Содержание серебра в пресной воде значительно выше, чем в соленой. Драгоценные металлы, растворенные в океанах, распределяются относительно равномерно по всей массе воды. В среднем, один кубический километр морской воды содержит 10 кг золота и 1,2 кг серебра. При общем объеме морской воды около 1,5 млрд. куб км получается, что в воде содержится около 15 млн. тонн золота и 1,8 млн. тонн серебра.
Извлечение золота и серебра из морской воды
Экономически извлечение золота и серебра из морской воды едва ли возможно из-за крайне низких концентраций.
Использование другого источника добычи драгоценных металлов в океанах более реалистично. В конце 1970-х годов на восточно-тихоокеанском хребте, расположенном в нескольких тысячах метров ниже уровня моря, были обнаружены так называемые гидротермальные жерла. В основном в местах стыковки континентальных плит. Они работают по следующему принципу: холодная морская вода проникает глубоко в недра земли через щели на морском дне и нагревается там в результате вулканической активности. Вода, нагретая до нескольких сотен градусов, затем поднимается обратно к морскому дну вместе с растворенными минералами и охлаждается. Поскольку вода непрерывно циркулирует таким образом, со временем образуются отложения, которые содержат золото, серебро или другие металлы в зависимости от состава магматической породы.
