Содержание в земле металлов

Обновлено: 07.01.2025

О вещественном составе глубинных зон прямых данных практически нет. Выводы базируются на геофизических данных, дополняемых результатами экспериментов и математического моделирования. Существенную информацию несут метеориты и фрагменты верхнемантийных пород, выносимые из недр глубинными магматическими расплавами.

Валовый химический состав Земли очень близок к составу углистых хондритов – метеоритов, по составу близких первичному космическому веществу, из которого формировалась Земля и другие космические тела Солнечной системы. По валовому составу Земля на 92% состоит всего из пяти элементов (в порядке убывания содержания): кислорода, железа, кремния, магния и серы. На все остальные элементы приходится около 8%.

Однако в составе геосфер Земли перечисленные элементы распределены неравномерно - состав любой оболочки резко отличается от валового химического состава планеты. Это связано с процессами дифференциации первичного хондритового вещества в процессе формирования и эволюции Земли.

Основная часть железа в процессе дифференциации сконцентрировалась в ядре. Это хорошо согласуется и с данными о плотности вещества ядра, и с наличием магнитного поля, с данными о характере дифференциации хондритового вещества, и с другими фактами. Эксперименты при сверхвысоких давлениях показали, что при давлениях достигаемых на границе ядра и мантии, плотность чистого железа близко к 11 г/см 3 , что выше фактической плотности этой части планеты. Следовательно, во внешнем ядре присутствует некоторое количество лёгких компонентов. В качестве наиболее вероятных компонентов рассматриваются водород или сера. Так расчёты показывают, что смесь 86% железа + 12% серы + 2% никеля соответствует плотности внешнего ядра и должна находится в расплавленном состоянии при Р-Т условиях этого участка планеты. Твёрдое внутреннее ядро, представлено никелистым железом, вероятно, в соотношении 80% Fe + 20% Ni, что отвечает составу железных метеоритов.

Для описания химического состава мантии к сегодняшнему дню предложено несколько моделей (табл.). Несмотря на имеющиеся между ними различия, всеми авторами принимается, что примерно на 90% мантия состоит из окислов кремния, магния и двухвалентного железа; еще 5 – 10% представлены окислами кальция, алюминия и натрия. Таким образом, на 98% мантия состоит всего из шести перечисленных окислов.

Химический состав мантии Земли

Окислы	Содержание, весовые %
Окислы	Пиролитовая модель	Лерцолитовая модель	Хондритовая модель
SiO₂	45,22	45,3	48,1
TiO₂	0,7	0,2	0,4
Al₂O₃	3,5	3,6	3,8
FeO	9,2	7,3	13,5
MnO	0,14	0,1	0,2
MgO	37,5	41,3	30,5
CaO	3,1	1,9	2,4
Na₂O	0,6	0,2	0,9
К₂О	0,13	0,1	0,2

Дискуссионным является форма нахождения этих элементов: в форме каких минералов и горных пород они находятся?

До глубины 410 км, согласно лерцолитовой модели, мантия состоит на 57% из оливина, на 27% из пироксенов и на 14% из граната; её плотность около 3,38 г/см 3 . На границе 410 км оливин переходит в шпинель, а пироксен – в гранат. Соответственно, нижняя мантия состоит из гранат-шпинелевой ассоциации: 57% шпинели + 39% граната + 4% пироксена. Превращение минералов в более плотные модификации на рубеже 410 км приводит к увеличению плотности до 3,66 г/см3, что отражается в возрастании скорости прохождения сейсмических волн через это вещество.

Следующий фазовый переход приурочен к границе 670 км. На этом уровне давление определяет разложение минералов, типичных для верхней мантии, с образованием более плотных минералов. Вследствие такой перестройки минеральных ассоциаций плотность нижней мантии у границы 670 км становится около 3,99 г/см3 и постепенно нарастает с глубиной под воздействием давления. Это фиксируется скачкообразным нарастанием скорости сейсмических волн и дальнейшим плавным нарастанием скорости границы 2900 км. На границе мантии и ядра, вероятно, происходит разложение силикатных минералов на металлическую и неметаллическую фазы. Этот процесс дифференциации мантийного вещества сопровождается ростом металлического ядра планеты и выделением тепловой энергии.

Суммируя приведённые данные, необходимо отметить, что разделение мантии обусловлено перестройкой кристаллической структуры минералов без значимого изменения её химического состава. Сейсмические границы раздела приурочены к участкам фазовых превращений и связаны с изменением плотности вещества.

Раздел ядро/мантия является, как отмечено ранее, очень резким. Здесь резко изменяются скорости и характер прохождения волн, плотность, температура и другие физические параметры. Такие радикальные изменения не могут быть объяснены перестройкой кристаллической структуры минералов и, несомненно, связаны с изменением химического состава вещества.

Более подробные сведения имеются в вещественном составе земной коры, верхние горизонты которой доступны для непосредственно изучения.

Химический состав земной коры отличается от более глубоких геосфер в первую очередь обогащённостью относительно лёгкими элементами – кремнием и алюминием.

Достоверные сведения имеются только о химическом составе самой верхней части земной коры. Первые данные о её составе были опубликованы в 1889 году американским ученым Ф. Кларком, как среднеарифметические из 6000 химических анализов горных пород. Позже, на основании многочисленных анализов минералов и горных пород, эти данные многократно уточнялись, но и сейчас процентное содержание химического элемента в земной коре называется кларком. Около 99 % в составе земной коры занимают всего 8 элементов, то есть они имеют наибольшие кларки (данные об их содержании приведены в таблице). Кроме того, могут быть названы ещё несколько элементов, имеющих относительно высокие кларки: водород (0,15%), титан (0,45%), углерод (0,02%), хлор (0,02%), которые в сумме составляют 0,64%. На все остальные элементы, содержащиеся в земной коре в тысячных и миллионных долях, остаётся 0,33%. Таким образом, в пересчёте на окислы, земная кора в основном состоит из SiO2 и Al2O3 (имеет «сиалический» состав, SIAL), что существенно отличает её от мантии, обогащённой магнием и железом.

Вместе с тем, нужно иметь в виду, что приведённые выше данные о среднем составе земной коры отражают лишь общую геохимическую специфику этой геосферы. В пределах земной коры по составу существенно различается океанический и континентальный типы коры. Океаническая кора образуется за счёт поступающих из мантии магматических расплавов, поэтому в значительно большей степени обогащена железом, магнием и кальцием, чем континентальная.

Среднее содержание химических элементов в земной коры
(по Виноградову)

Как подсчитали содержание химических элементов в Земле?

Интересно

Внешние оболочки нашей планеты и даже космическое пространство изучено лучше, чем внутреннее строение Земли. Тем не менее, многолетние исследования дали нам представление о том, из каких слоев и веществ состоит планета. Рассмотрим химический состав Земли и методы, которыми пользуются ученые.

Химический состав и структура Земли

Земля неоднородная, поскольку ученым удалось выделить несколько слоев, отличающихся по физическим, а также химическим параметрам. Она принадлежит к планетам земной группы (расположенным во внутренней области Солнечной системы).

Структура Земли в масштабе

Структура по химическим параметрам:

земная кора;
мантия (верхняя и нижняя);
ядро (внешнее и внутреннее).

Структура по физическим параметрам:

литосфера;
астеносфера;
мезосфера;
ядро.

В массе планеты преобладает железо (32,1%), кислород (30,1%), кремний (15,1%), магний (13,9%), а также сера, никель, кальций, алюминий. Доля прочих веществ составляет около 1,2%.

Толщина слоев Земли

Ядро (центр планеты) отличается высокой плотностью. Оно состоит преимущественно из железа и никеля. Внутренняя часть твердая, а внешняя – жидкая. По предварительным предположениям, радиус внутреннего ядра – 1200 км, а внешнего – примерно 2200 км.

Мантия – самый толстый слой. В ее составе преобладают силикатные породы с большим количеством железа, магния. Вещество твердое, невзирая на температуру – всему виной высокое давление. Лишь некоторые слои мантии отличаются вязкостью и пластичностью.

Океаническая и материковая кора разительно отличаются свойствами и составом. Океаническая кора образуется в основном базальтом – железо-магниевой силикатной породой. Материковая состоит из кислорода, кремния, алюминия и других веществ.

Как определили, из каких элементов состоит Земля?

Изучение химического состава Земли можно разделить на две группы. В первую входят породы, химический состав которых уже известен. Определить, в каком процентном соотношении представлены те или иные вещества на всей планете, ученые могут на основании геологических исследований и данных.

Сейсмографы используют для обнаружения и регистрации сейсмических волн всех типов

С распространенными веществами все намного проще, но также существует такое понятие, как редкоземельные элементы. Это группа из 18 элементов, которые редко встречаются в земной коре. Все они являются металлами, например, скандий, тулий, лантан и др. Так как редкоземельные элементы рассеяны по всей планете, их долю в массе рассчитывают по средним данным.

Интересный факт: самым редким на Земле является радиоактивный элемент астат (At). Изначально его синтезировали искусственным путем и только после этого обнаружили в природе. Содержание астата в земной коре – не более 1 грамма.

Что касается состава глубоких слоев планеты, то современные технологии все еще не дают возможности изучить их напрямую. Для исследований ученым доступна лишь малая часть земной коры, толщиной около 10 км, не говоря уже о недосягаемости мантии.

Поэтому остается лишь строить гипотезы и определять внутреннее строение Земли по косвенным признакам. Для этого используются топографические, гравиметрические (связанные с силой притяжения) данные. Исследуется подводный рельеф Мирового океана в целом и отдельных его составляющих.

В геологии случаются обнажения горных пород, которые оказываются на поверхности в ходе различных процессов, природных и техногенных. В результате вулканической активности происходит подъем пород с больших глубин – они становятся доступными для изучения в первозданном виде.

Еще один метод – анализ сейсмических волн, проходящих сквозь Землю. Зачастую это делается искусственным путем при помощи мощного взрыва на поверхности. Специальные приборы и датчики отмечают, насколько быстро образовавшиеся колебания распространяются по земной коре.

Кольская сверхглубокая скважина до закрытия

Узнать внутреннее строение пытаются и путем бурения сверхглубоких скважин. Самой глубокой (среди имеющих научное значение) считается Кольская скважина в Мурманской области. Она занесена в Книгу рекордов Гиннеса. Бурение завершено в 1991 году на глубине 12 262 м. В настоящее время скважина закрыта, но власти намерены сделать ее туристическим объектом.

Если химический состав горных пород известен, то содержание тех или иных элементов устанавливается на основании геологических данных. Внутреннее строение Земли определено гипотетически за счет различных наблюдений, анализа горных пород, сейсмологических волн, сверхглубокого бурения и других методов.

Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Самый распространенный металл в земной коре. Металлы в природе

Металлы представляют собой группу элементов, которые обладают такими уникальными свойствами, как электропроводность, высокая теплопередача, положительный коэффициент сопротивления, характерный блеск и относительная пластичность. Данный вид веществ является простым по химическим соединениям.

Классификация по группам

Металлы относятся к самым распространенным материалам, которые используются человечеством на протяжении всей его истории. Большинство из них находится в средних слоях земной коры, но есть и те, что спрятаны глубоко в горных залежах.

На данный момент металлы занимают большую часть таблицы Менделеева (94 из 118 элементов). Из официально признанных стоит отметить следующие группы:

1. Щелочные (литий, калий, натрий, франций, цезий, рубидий). При контакте с водой они образуют гидроксиды.

2. Щелочноземельные (кальций, барий, стронций, радий). Отличаются плотностью и твердостью.

3. Легкие (алюминий, свинец, цинк, галлий, кадмий, олово, ртуть). Из-за незначительной плотности часто используются в сплавах.

4. Переходные (уран, золото, титан, медь, серебро, никель, железо, кобальт, платина, палладий и пр.). Обладают изменчивой степенью окисления.

5. Полуметаллы (германий, кремний, сурьма, бор, полоний и др.). В своей структуре имеют кристаллическую ковалентную решетку.

6. Актиноиды (америций, торий, актиний, берклий, кюрий, фермий и пр.).

7. Лантаноиды (гадолиний, самарий, церий, неодим, лютеций, лантан, эрбий и др.).

Стоит отметить, что есть металлы в земной коре и такие, которые не определены в группы. К ним относят магний и бериллий.

Самородные соединения

В природе существует отдельный класс кристаллохимической кодификации. К таким элементам относят самородные металлы. Это минералы по составу между собой не связанные. Чаще всего самородные металлы в природе образуются в результате геологических процессов.

В кристаллическом состоянии в земной коре известны 45 веществ. Большинство из них в природе встречается крайне редко, отсюда и их высокая стоимость. Доля таких элементов составляет всего 0,1 %. Стоит отметить, что нахождение этих металлов также является трудоемким и недешевым процессом. Он основывается на использовании атомов с устойчивыми оболочками и электронами.

Самородные металлы называются также благородными. Для них характерны химическая инерция и устойчивость соединений. К таковым относят золото, палладий, платину, иридий, серебро, рутений и пр. Чаще всего в природе встречается медь. Железо в самородном состоянии присутствует в основном в горных залежах в виде метеоритов. Самыми редкими элементами группы являются свинец, хром, цинк, индий и кадмий.

Основные свойства

Практически все металлы в нормальных условиях отличается твердостью и стойкостью. Исключение - франций и ртуть, щелочные металлы. Температура плавления для всех элементов группы разная. Ее диапазон колеблется от -39 до +3410 градусов по Цельсию. Самым устойчивым к плавлению считается вольфрам. Его соединения теряют стойкость только при температуре выше +3400 С. Из легкорасплавляемых металлов следует выделить свинец и олово.

Также элементы делятся относительно плотности (легкие и тяжелые) и пластичности (твердые и мягкие). Все металлические соединения отлично проводят ток. Данное свойство обуславливается наличием кристаллических решеток с активными электронами. Максимальную проводимость имеют медь, серебро и алюминий, чуть меньшую – натрий. Стоит отметить и высокие термические свойства металлов. Наилучшим теплопроводником считается серебро, наихудшим – ртуть.

Металлы в окружающей среде

Чаще всего такие элементы можно встретить в виде соединений и руд. Металлы в природе образуют сульфиты, оксиды, карбонаты. Для очищения соединений сперва необходимо выделить их из состава руды. Следующим шагом будет легирование и финальная обработка.

В промышленной металлургии различаются черные и цветные руды. Первые строятся на основе железных соединений, вторые – на прочих металлах. Драгоценными металлами считаются платина, золото и серебро. Большая их часть находится в земной коре. Тем не менее, малая доля приходится и на морскую воду.

Есть благородные элементы даже в живых организмах. В человеке содержится около 3 % металлических соединений. По большей степени в организме находятся натрий и кальций, которые выступают в роли межклеточного электролита. Магний необходим для нормальной работы ЦНС и мышечной массы, железо полезно для крови, медь – для печени.

Нахождение металлических соединений

Большинство элементов располагается под верхним слоем грунта повсеместно. Самый распространенный металл в земной коре – это алюминий. Его процентное содержание варьируется в пределах 8,2 %. Найти самый распространенный металл в земной коре несложно, так как он встречается в виде руд.

Железо и кальций в природе встречают чуть реже. Их процентное содержание равно 4,1 %. Далее идут магний и натрий – по 2,3 %, калий – 2,1 %. Остальные металлы в природе занимают не более 0,6 %. Примечательно, что магний и натрий в равной степени можно добывать как в земле, так и в морской воде.

Металлические элементы в природе встречаются в виде руд или в самородном состоянии, как медь или золото. Есть вещества, которые нужно получать из оксидов и сульфидов, например, гематит, каолин, магнетит, галенит и пр.

Производство металлов

Процедура добычи элементов сводится к извлечению полезных ископаемых. Нахождение металлов в природе в виде руд является самым простым и распространенным процессом в широкой промышленности. Для поиска кристаллических залежей используется специальное геологическое оборудование, анализирующее состав веществ на конкретном участке земли. Реже нахождение металлов в природе сводится к банальному открыто-подземному методу.

После добычи наступает этап обогащения, когда из исходного минерала выделяется рудный концентрат. Для отличия элементов используют смачивание, электрический ток, химические реакции, термообработку. Чаще всего выделение металлический руды происходит в результате плавления, то есть разогрева с восстановлением.

Добыча алюминия

Данным процессом занимается цветная металлургия. По масштабам потребления и производства она является лидером среди прочих отраслей тяжелой промышленности. Самый распространенный металл в земной коре очень востребован в современном мире. По объему производства алюминий уступает только стали.

Больше всего данный элемент используется в авиационной, автомобильной и электротехнической промышленности. Примечательно, что самый распространенный металл в земной коре можно получить и «искусственным» путем. Для такой химической реакции потребуются бокситы. Из них формируется глинозем. При соединении этого вещества с угольными электродами и фтористой солью под действием электрического тока можно получить чистейшую алюминиевую руду.

Страной-лидером среди производителей данного компонента является Китай. В год там выплавляется до 18,5 млн тонн металла. Компанией-лидером в аналогичном рейтинге по добыче алюминия является российско-швейцарское объединение UC RUSAL.

Применение металлов

Все элементы группы отличаются прочностью, непроницаемостью и относительной устойчивостью к температурному воздействию. Именно поэтому металлы столь распространены в повседневной жизни. Сегодня из них делают электрические провода, резисторы, технику, предметы обихода.

Металлы являются идеальным конструкционными и инструментальными материалами. В строительстве используют чистые и комбинированные сплавы. В машиностроении и авиации главными соединениями являются сталь и более твердые связи.

Самые распространённые элементы в земной коре

Кора — это самый внешний слой планеты. Земля состоит из ряда различных элементов, но кора составляет только 1% объема Земли в тонком внешнем слое, который охватывает другие части внутренней планеты, включая мантию, внешнее ядро и внутреннее ядро. Земная кора имеет глубину 40 км и состоит из твердых пород и минералов, которые охлаждались и затвердевали, когда Земля была молодой. В коре можно найти много разных элементов. 10 наиболее распространенных элементов в земной коре в процентах от содержания упомянуты ниже:

10 самых распространенных элементов в земной коре

Кислород — 46,1%
Кремний — 28,2%
Алюминий — 8,23%
Железо — 5,63%
Кальций — 4,15%
Натрий — 2,36%
Магний — 2,33%
Калий — 2,09%
Титан — 0,565%
Водород — 0,140%

1. Кислород (O)

Один из наиболее заметных и важных элементов, составляющих земную кору, — это кислород. Кислород — самый распространенный элемент в земной коре, 461 000 частей на миллион. Это означает, что он составляет примерно 46% земной коры. Во Вселенной в целом Кислород занимает третье место по распространенности. Кислород составляет 21% атмосферы Земли и 90% массы воды. Это, возможно, самый важный элемент для жизни на Земле, и действительно, он составляет примерно две трети компонентов человеческого тела. Кислород — это элемент с высокой реакционной способностью, который также легко соединяется с другими элементами. Из-за этого кислород содержится в большом количестве обычных соединений как на Земле, так и, в частности, в коре. В земной коре очень много силиката, который образован из кремния и кислорода. Кислород также соединяется с железом, образуя железную руду и различные соединения железа, которые составляют большую часть земной коры. Жидкий кислород легко воспламеняется и используется в качестве топлива, в то время как кислород и ацетилен создают пламя, достаточно горячее для сварки и плавления металла. Более того, большая часть органической жизни на Земле нуждается в кислороде для выживания. Это один из основных компонентов большинства живых существ.

2. Кремний (Si)

Как упоминалось в случае силиката, кремний также является важным элементом земной коры. Он составляет около 28% и может быть обнаружен в самых разных минералах и элементарных соединениях, обычно в сочетании с кислородом. Диоксид кремния — одно из наиболее распространенных соединений, состоящее из кремния и кислорода. Диоксид кремния является основным компонентом многих типов твердых кристаллических пород, таких как кварц, аметист, опал и горный хрусталь. Диоксид кремния — это также то, из чего состоит большая часть песка, и большая часть причины, по которой он так часто встречается в земной коре. Песок в основном состоит из минералов и горных пород на основе кремния. Кремний также используется в различных изделиях, созданных человеком, таких как большая часть электроники и микрочипов, а также стекло и кирпич.

3. Алюминий (Al)

Алюминий, третий в списке самых распространенных элементов, составляет примерно 8% земной коры и на самом деле является самым распространенным металлом в коре. Хотя это наиболее часто встречающийся металл, он всегда находится в сложной форме. Наиболее часто встречающиеся соединения — это сульфат алюминия, калия и оксид алюминия.

4. Железо (Fe)

Примерно 5% земной коры состоит из железа. Железо — очень важный элемент на Земле, и на самом деле оно составляет большую часть ядра Земли. Кроме того, из-за своего изобилия оно использовалось людьми в течение тысяч лет, что даже позволяет назвать эпоху железного века. Хотя человечество сильно развилось со времен железного века, железо по-прежнему широко используется в наше время. Из железа и углерода получается сталь — один из наиболее часто используемых металлов во всем, от небольших предметов домашнего обихода до мостов и зданий. Железо также важно для органической жизни. Это ключевая часть человеческой крови и компонент хлорофилла растений.

5. Кальций (Ca)

Кальций составляет около 4% земной коры. Хотя кальций обычно связан с ростом человека в отношении костей и развития, кальций также легко обнаруживается на Земле в различных сложных формах и часто встречается в сочетании с кислородом или водой. Карбонат кальция также является обычным соединением, и его можно найти в различных типах горных пород, таких как мрамор, мел и известняк, а также в ракушках и жемчуге.

6. Натрий (Na)

Натрий, составляющий примерно 2,3% земной коры, занимает 6-е место в списке самых распространенных элементов. Как и многие другие элементы в этом списке, он никогда не бывает свободным в природе, а находится в сложной форме. В изолированной форме он также является высокореактивным элементом. Для человека натрий чаще всего ассоциируется с каменной солью — хлоридом натрия. Поскольку натрий очень хорошо растворим в воде, он является одним из наиболее распространенных растворенных элементов, обнаруживаемых в океане, и действительно, в соленых водоемах часто образуются хлорид натрия или отложения соли, особенно там, где водоем высох. Натрий также является важным элементом для животных и людей и помогает органической жизни поддерживать адекватный баланс жидкости, который, в свою очередь, влияет на нервы и мышечные волокна.

7. Магний (Mg)

Магний является седьмым по распространенности элементом земной коры с содержанием около 2%. Металл встречается не как свободный элемент, а в сочетании с другими элементами, такими как кислород, кальций и углерод. Доломит — пример минерала, содержащего магний.

8. Калий (К)

Примерно 2% земной коры составляет калий. Это не элемент, который встречается в природе в своей одиночной форме, а входит в состав ряда соединений, свободно обнаруживаемых на Земле. Его чистая форма очень реактивна как по отношению к кислороду, так и к водороду, что означает, что он может воспламеняться в воде или на открытом воздухе. Наиболее распространенным соединением калия является хлорид калия, который используется в удобрениях и т.п., и карбонат калия, который используется для мыла и некоторых типов стекла.

9. Титан (Ti)

Титан содержится в таких минералах, как рутил, ильменит и сфен, которые содержатся в земной коре. При 0,6% состава земной коры он гораздо менее распространен, чем элементы, которые занимают места с первого по восьмое в списке. Тем не менее, это важный элемент, который известен как чрезвычайно прочный и очень легкий. Из-за этого люди по-разному используют его, от самолетов до искусственных суставов человека.

10. Водород (H)

Водород на самом деле является самым распространенным элементом в известной вселенной, но он занимает только десятое место по отношению к элементам в земной коре, поскольку чаще всего встречается в виде газа. Водород содержит множество соединений, которые легко найти на Земле как в природе, так и в антропогенных целях. Водород, конечно, является ключевым компонентом воды, H2O, но также входит в общие соединения аммиака, метана, перекиси водорода и даже сахара, которые легко используются людьми.

Содержание золота и серебра в земной коре и в море

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.

Читайте также: