Fe и au загадка

Обновлено: 24.12.2024

Случилось это самым обыкновенным осенним днем. Стоял такой околонулевой мороз, прохожие еще не оделись в зимнее и бегают по улицам, поджав хвосты.

Я встал, посидел на краю кровати минуты три, потом пошлепал голыми ногами по паркету в ванну. На кровати осталась противно храпящая жена.

Перед зеркалом я сначала почистил зубы, потом поскреб щеки одноразовой бритвой с рыжиками на лезвиях, сплюнул и выключил свет.

На кухне я поставил на газ кофейник, достал из холодильника яйцо и бросил его в немытую со вчера кастрюльку с холодной водой. Кастрюльку поставил на газ.

Пока я сидел на стуле, обхватив голову руками и созерцая свой пупок, я заметил нечто странное. В пупке что-то металлически блестело.

Я схватился пальцами за эту железку и запаниковал. Оказалось, в мой живот кто-то вкрутил болт. С бешено колотящимся сердцем я начал выкручивать его, попутно судорожно пытаясь хватать затхлый воздух кухни.

Оставалось буквально чуть чуть, когда я почувствовал, что у меня отваливается жопа. Сделать уже ничего нельзя было, и я с ужасом наблюдал на расширяющийся зазор между булкой и бедром. В плечо меня начал кто-то толкать.

- Мужчина, вставайте, вы обосрались! - я открыл глаза и увидел нависшего надо мной хмурого охранника вокзала с резиновой дубинкой. - Вставай, блять, и иди нахуй отсюда!

Я скорейшее ретировался, т.к. знаю насколько больно он бьет этой палкой по ребрам и ногам.

Распространение золота в природе

Кто есть кто?

Концентрации благородных металлов в золото-серебряных сульфидах, как и в самородном золоте, варьируют в очень широких пределах, при том что доля серы изменяется в очень узком диапазоне. Иногда по содержанию золота и серебра бывает даже трудно определить, какой перед нами минерал – ютенбогаардтит или петровскаит.

Такое непостоянство состава ютенбогаардтита и петровскаита, вероятно, связано с неоднородным строением самих минеральных зерен. Или же в этих минералах присутствуют так называемые твердые растворы состава Ag_2–хAu_хS (0 < x < 1,7), образующие метастабильные фазы. В пользу этого предположения свидетельствует широкая и практически непрерывная изменчивость в образцах золото-серебряных сульфидов характерного показателя – соотношения золото/серебро.

Кроме золота, серебра и серы в составе ютенбогаардтита и петровскаита иногда обнаруживают примеси таких элементов, как селен, железо, медь, теллур, ртуть и др. Нужно заметить, что эти элементы широко встречаются и в составе самородного золота.

На некоторых месторождениях в золото-серебряных сульфидах присутствует один или два «дополнительных» элемента, на других – три и более. Эти микропримеси, так же как и примеси во многих других минералах, отражают особенности рудообразующей обстановки и служат для геологов геохимическим критерием при оценке перспективности исследуемых территорий.

Сами же золото-серебряные сульфиды могут использоваться в качестве своеобразных геотермометров: отсутствие псевдоморфоз ютенбогаардтита и петровскаита – низкотемпературных структурных модификаций, образующихся из высокотемпературных с сохранением первоначальных внешних форм и химического состава, свидетельствует, что рудоотложение происходило при температурах ниже 183 и 307 °С соответственно.

У поверхности и в недрах

Как образуются золото-серебряные сульфиды? Из нашего повседневного опыта мы знаем, что бытовое серебро на воздухе постепенно покрывается черной пленкой, которая состоит в основном из сульфида серебра Ag_2<S. Точно так же со временем чернеют ювелирные изделия из золото-серебряных сплавов с невысоким содержанием золота: на них образуется пленка из сульфида серебра, а возможно, и Ag₃AuS₂ , т. е. ютенбогаардтита.

А что же в природе? Еще 1920-е гг. академик А. Е. Ферсман предложил использовать термин гипергенный для минералов, сформировавшихся вблизи поверхности при активном участии воды, насыщенной атмосферными газами, прежде всего кислородом. Гипогенные минералы, напротив, имеют глубинное происхождение.

На основе состава минеральных ассоциаций, в которых встречаются золото-серебряные сульфиды, можно утверждать, что последние могут быть как гипергенного, так и гипогенного происхождения (как, кстати, и их обязательный минерал-спутник – самородное золото). Более того, часто трудно бывает определить, сформировались ли эти рудные минералы в гипогенных или гипергенных процессах, либо в результате их совмещения.

У специалистов имеется несколько разных точек зрения на детальный механизм образования золото-серебряных сульфидов. Базируясь на этих гипотезах и исследованиях золото-серебряных сульфидов из ряда месторождений разного генезиса, сибирские исследователи разработали несколько физико-химических моделей образования ютенбогаардтита и петровскаита.

Золото-серебряные сульфиды найдены в более чем 50-ти месторождениях и рудопроявлениях. Большая часть из них сосредоточена в России; остальные находятся в США, Перу, Боливии, Аргентине, Индонезии, Словакии, Казахстане, Узбекистане и Китае.
Около двадцати месторождений и рудопроявлений расположены на северо-востоке России, где они формировались в условиях внутриконтинентальных и окраинно-континентальных подвижных поясов и зон Тихоокеанского сегмента достаточно длительное время (от палеозоя до позднего мезозоя). Кроме того, золото-серебряные сульфиды были обнаружены на Урале и Алтае, а недавно ютенбогаардтит был найден также и на Западном Таймыре.
Самая последняя находка ютенбогаардтита и петровскаита была сделана на всемирно известном золотом месторождении Броккен Хилл в Новой Зеландии Так называемая гипергенная модель демонстрирует возможность появления ютенбогаардтита из самородного золота и других минералов, содержащих серу (например, пирита FeS₂ или галенита PbS), которые подвергались воздействию атмосферных осадков либо «трещинно-жильных» кислых вод, образующихся вблизи поверхности (Савва, Пальянова, 2007; Савва и др., 2011). Если исходная пробность самородного золота будет высокой (более 650 ‰), то образуется петровскаит, при более низкой пробности (370—650 ‰) – ютенбогаардтит.

«Гидротермальная модель» подразумевает отложение ютенбогаардтита и петровскаита из средне- и низкотемпературных рудоносных растворов, например, при их охлаждении или смешивании с холодными поверхностными водами (Пальянова, Савва, 2009). Подобных сценариев реально может быть великое множество, и пока трудно ответить, какой из них действительно реализуется в природе.

«Пневматолитово-гидротермальная модель» рассматривает образование золото-серебряных сульфидов в фумарольных полях вулканов, где температура газовых струй может варьировать от 90 до 940 °С. Они формируются, по-видимому, при распаде газовых частиц, содержащих благородные металлы и серу, либо при взаимодействии вулканических газов или расплавленной серы с ранее отложенным самородным золотом (Савва и др., 2012).

Наконец, «магматогенная модель» предусматривает участие сульфидных рудных расплавов. Подтверждением этому служит лабораторный синтез золото-серебряных сульфидов при кристаллизации расплавов разного состава, которые получали нагреванием до 1050 °С смеси золота, серебра, серы и железа в вакуумированных кварцевых ампулах (Пальянова и др., 2011; 2012). В пользу данной гипотезы свидетельствуют и находки этих минералов в магматических породах и рудах.

К сожалению, пока можно лишь предполагать, какая из этих моделей наиболее адекватно отражает процессы, идущие в природе, каков реальный источник вещества и механизм образования в каждом конкретном случае. Отсутствие кристаллографической информации о золото-серебряных сульфидах, а также термодинамических данных в широком интервале температур и давлений требует проведения дальнейших исследований.

Многие годы ютенбогаардтит и петровскаит называли экзотическими минералами. Теперь же их находят так часто, что, по-видимому, в ближайшем будущем ими, как и экзотическими фруктами, никого не удивишь. И хотя распространенность этих микроминералов в составе природных объектов изучена пока недостаточно, вполне возможно, что их количество сопоставимо с самородным золотом.

Очевидно, они должны присутствовать в сульфидсодержащих рудах месторождений разного генезиса, где есть самородное золото и сульфиды железа, свинца, цинка и серебра. Ютенбогаардтит и петровскаит можно искать не только в коренных, но и в россыпных месторождениях золота, хотя пока находят их реже, чем самородное золото.

Кроме того, современные методы извлечения благородных металлов ориентированы на самородную форму золота и серебра в сульфидных рудах, а золото-серебряные сульфиды устойчивы к воздействию цианидов и других растворителей, переводящих драгоценные металлы в растворимое состояние. Поэтому в ближайшем будущем золото-серебряные сульфиды вряд ли будут рассматриваться как потенциальный источник металла для золотодобывающей промышленности.

Но, в любом случае, эти уникальные минералы заслуживают того, чтобы о них знали и чтобы рядом с самородным искали «золото, которое не блестит».

Некрасов И. Я. Геохимия, минералогия и генезис золоторудных месторождений. М.: Наука, 1991. 332 с.

Пальянова Г. А., Савва Н. Е. Особенности генезиса сульфидов золота и серебра месторождения Юное (Магаданская область, Россия ) // Геология и геофизика. 2009. Т. 50. № 7. С. 759—777.

Савва Н. Е., Пальянова Г. А. Генезис сульфидов золота и серебра на месторождении Улахан (Северо-Восток России) // Геология и геофизика. 2007. Т. 48. № 10. С.1028—1042.

Пальянова Г. А., Кох К. А. Сереткин Ю. В. Сульфидные и самородные формы золота и серебра в системе Fe-Au-Ag-S (экспериментальные данные) // Геология и геофизика. 2012. Т. 53. № 4. С. 321—329.

В публикации использованы фото авторов

Работа выполнена при поддержке РФФИ (гранты № 09-05-98593-р_восток_а, №11-05-00504а, №11-05-11521с)

Золото в «рубашке»

Самородное золото – светло- или ярко-желтое, в зависимости от количества примеси серебра, – весьма привлекательно на вид. По сравнению с ним петровскаит и ютенбогаардтит – настоящие «золушки». Что касается размеров, то вес золотых самородков может достигать нескольких килограммов, золото-серебряные же сульфиды гигантских размеров пока не найдены: чаще всего эти минералы образуют прожилки и кайму шириной 10—20 мкм вокруг самородного золота. Иногда они встречаются и в виде обособленных микро включений и монолитных зерен размером до 3—4 мм, редко — в виде монокристаллов и их сростков.

Золото-серебряные сульфиды такие же мягкие, как и самородное золото, но в отличие от него они не ковкие и менее плотные. Из-за своей «легкости» ютенбогаардтит и петровскаит при поисковых работах на золото не остаются в тяжелой фракции шлихов. Неудивительно, что их удается обнаружить только в тех редких случаях, когда они срастаются с крупными «золотинами», и только если россыпь расположена недалеко от коренного источника.

Последнее связано с тем, что эти хрупкие минералы легко истираются и уносятся потоками воды. Поэтому самородное золото в темных «рубашках» – верный признак близости коренных месторождений золота.

Следующая загадка

Золотая железяка или Железный золотник, а если серьёзно то они плохо сплавляются и поэтому нужен еще Рутений: Золото легко образует сплавы с драгоценными металлами — серебром и палладием, но с «дешёвым» железом «дружит» не лучше масла, которое налили в воду, — из-за разницы в размерах атомов. Находясь в кристаллической решётке, каждый атом золота имеет эффективный радиус 0,29 нм, в то время как атом железа — всего 0,256 нм. Исследователи преодолели это препятствие с помощью рутения. При эффективном атомном радиусе 0,273 нм слой рутения может направлять рост железно-золотой решётки. Группа мадам Руссе испарила железо и золото и наплавила их на пластинку рутения, после чего нагрела её до 330 ˚C, дабы атомы переместились в однослойную решётку. Учёные проверили несколько комбинаций железа и золота для получения наиболее стабильного соединения. Теоретически такая смесь должна была включать около 80% железа, так как это сводит к минимуму механическое напряжение, вызванное разницей в размерах атомов. Однако, к своему удивлению, исследователи обнаружили, что самая стабильная решётка содержит приблизительно один атом железа на два атома золота. Соответственно, в решётке устанавливается дальний порядок — повторяющийся узор из взаимосвязанных шестиугольников золота с атомом железа в центре. Сильви Руссе полагает, что в основе этой стабильности лежат магнитные свойства железа. Сильнее всего они проявляются тогда, когда этот металл составляет треть сплава. Если научиться переключать магнетизм между двумя направлениями с приложением магнитного поля и удерживать выбранное направление при температурах, обычных для компьютера, сплав может функционировать как массив памяти с высокой плотностью. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters.

7 лет Анна Кузнецова

Интернет тебе в помошь. Теоретически такая смесь должна была включать около 80% железа, так как это сводит к минимуму механическое напряжение, вызванное разницей в размерах атомов. Однако, к своему удивлению, исследователи обнаружили, что самая стабильная решётка содержит приблизительно один атом железа на два атома золота. Соответственно, в решётке устанавливается дальний порядок — повторяющийся узор из взаимосвязанных шестиугольников золота с атомом железа в центре.

7 лет Владимир Крешков

При 1431 °С в сплавах системы протекает перитектическая реакция (здесь и далее содержание Au в атомных процентах): ж (10,3 % Au)+δ (2,3 % Аu)↔у (2,8 % Аu).

Вторая перитектическая реакция реализуется при 1171 °С: ж (43% Au)+γ(4,1 % Au)↔Тв. р-р Au (25,5 .
При 903 °С в сплавах системы наблюдается эвтектоидное превращение: y-Fe (2,3 % Au) ↔a-Fe+Au (менее 45 % Au). Растворимость золота в a-Fe, при 500°С составляет 0,5 % (ат.).

8 лет Нулиус Круглый

жаль золото с железякой мешать! не дам! золото мне! железо тебе! аргентум мягкий металл! не получиться ничего путнего! железо ржавеет! крошиться и подвергается коррозии, на что тебе такой симбиоз? не всё то злато что блестит? так и блестеть не =будет!"

8 лет Дмитрий Лось

новый сплав , но только как они дружить будут не понятно, так как железу и золоту ну разве что за счёт каких-то магнитных свойств первого сцепляться. но что из этого получится не известно. новый тип флэшек))

Применение золота

Знаете ли вы что?
Для того чтобы изготовить одно золотое кольцо, требуется переработать тонну золотосодержащей руды!

Золотые часы — признак богатства

В других отраслях промышленности золото применяется для различных целей в химическом и нефтехимическом производствах, в энергетике и электронике, в авиации и космической технике. Этот благородный металл используется везде, где ни в коем случае нежелательно появление коррозии. Также оно широко применяется в медицине с незапамятных времен из-за стойкости к окислению. В египетских гробницах были найдены мумии с золотыми коронками зубов. В настоящее время для зубных протезов и коронок используются золотые сплавы повышенной прочности. Помимо этого золото используется в фармакологии. Здесь используют различные соединения драгметалла, которые входят как в состав препаратов, так и применяются отдельно. Золотые нити используют в косметологии, тут они помогают омоложению кожи.

Знаете ли вы что?
В японском городе Сува работает завод, на котором из пепла оставшегося после сжигания промышленных отходов добывают золото! Причем в этом пепле его содержание больше, чем в любой золотоносной шахте. Этот факт объясняется тем, что в городе очень много заводов производящих электронику, в которой широко применяется этот благородный металл.

Подведем итог. Золото сохраняет свое инвестиционное, промышленное, ювелирное и медицинское назначение на протяжении уже нескольких тысячелетий и подобная тенденция вряд ли прервется в обозримом будущем. Золото всегда будет олицетворением роскоши и богатства!

Следующая загадка

Золото (Au, от латинского Aurum) — химический элемент, который находится в I группе Таблицы Менделеева, входит в группу благородных металлов. К этой группе, помимо золота, относятся также серебро, платина, рутений, родий, палладий, осмий, иридий и иногда рений. Это название вышеперечисленные металлы получили благодаря высокой химической стойкости. Золото очень ценится во всем мире ещё с самых древних времен. О его особой ценности говорит тот факт, что любой средневековый алхимик считал целью своей жизни получить золото из других веществ, чаще всего в качестве исходного использовалась ртуть. Существуют легенды, что некоторым, таким как Николя Фламель, это даже удалось.

Золото и его история

Золотая маска (Таиланд)

Золотые монеты мира

Химические свойства золота

Следующая загадка

С давних времен этот драгоценный металл использовали не только для украшений, но и в качестве универсального денежного эквивалента. Сегодня же золото находит применение в электронике и электротехнике, в медицине и катализе, в технологиях создания сверхвысокого вакуума и в качестве мишени в ядерных исследованиях. Как выглядят золотые самородки, знают все. Однако мало кто знает, что в золотосеребряных рудах помимо самородного золота присутствуют также невзрачные сульфиды золота и серебра – ютенбогаардтит и петровскаит. Эти необычные минералы были открыты всего несколько десятилетий назад, но не исключено, что их количества в рудах сопоставимы с запасами самородного золота

Золото в виде самородков разной величины привлекало внимание человека на протяжении всей его истории, начиная с эпохи неолита. Его и сейчас продолжают настойчиво искать. Но то золото, что блестело и было видно невооруженным глазом, в основном уже добыто.

Однако к настоящему времени открыто много новых минералов золота, среди которых – золотосеребряные сульфиды. Нужно сказать, что поисками последних никто специально не занимался – в их открытии основную роль сыграли «Его Величество Случай» и определенная доля везения.

Более тридцати лет назад при микрозондовом анализе состава самородного золота из руд казахстанского месторождения Майкаин была «мимоходом» исследована покрывающая его минеральная «рубашка». Детальное изучение выявило наличие в ней, помимо золота и серебра, стабильных концентраций серы. Новый минерал был назван петровскаитом в честь профессора Н. В. Петровской, выдающегося исследователя минералогии и генезиса золоторудных месторождений (Нестеренко и др., 1984). Немного ранее на месторождениях Тамбанг Сейво (Индонезия), Комсток (США) и Змеиногорское (Россия) был обнаружен еще один минерал, который был назван ютенбогаардтитом в честь голландского профессора геологии В. Ютенбогаардта (Barton et al., 1978).

Оба эти минерала – не простые сульфиды металла, а сложные, поскольку в их состав входят одновременно и золото, и серебро: в петровскаите (AgAuS) золота больше (58,5 мас. %), в ютенбогаардтите (Ag₃AuS₂) – меньше (33,7 мас. %).

В конце 1970-х гг. в Китае была обнаружен новый минерал, близкий по составу к Ag₃AuS₂ и названный лиуджининитом (от кит. liu – сера, jin – золото и yin – серебро) (Zhen-jie et al., 1979). Однако впоследствии название не было утверждено Международной комиссией по рудным минералам, поскольку этот минерал был признан еще одной низкотемпературной полиморфной модификацией ютенбогаардтита.

Читайте также: