Деньги не растут на деревьях, а вот золото может. Международная группа ученых нашла способ вырастить и собрать золото из сельскохозяйственных культур. Технология поиска золота под названием фитодобыча использует растения для получения частиц драгоценного металла из почвы.
Некоторые растения обладают природной способностью поглощать через корневую систему и накапливать в листьях и побегах такие металлы, как никель, кадмий и цинк. В течение многих лет ученые искали пути использования таких растений, называемых сверхнакопителями, для удаления загрязняющих веществ из окружающей среды.
Но о сверхнакопителях золота неизвестно ничего, так как этот металл практически не растворяется в воде, а потому у растений нет природного способа поглотить его частицы через корни.
«В некоторых химических условиях растворимость золота можно повысить искусственно», - отмечает Крис Андерсон, специалист по экологической геохимии и фитодобыче золота из Университета Мэсси в Новой Зеландии.
Получение золота
Пятнадцать лет назад Крис Андерсон впервые продемонстрировал общественности, что горчичное растение способно всасывать золото из химически подготовленной почвы, содержащей частицы этого металла.
Технология работает примерно так: найдите быстрорастущее растение с большим объемом надземной лиственной массы, такое как горчица, подсолнечник или табак. Посадите культуру в почву, содержащую золото. Хорошим местом могут оказаться кучи отходов или отвалы, окружающие старые золотоносные шахты. Обычные способы не могут обеспечить 100-процентную добычу золота из минералов, а потому некоторые объемы металла попадают в отходы. Когда растение достигнет максимальной высоты, обработайте почву химическим веществом, которое растворяет золото. Растение поглощает содержащую золото воду из почвы, в процессе «дыхания» из крошечных пор на поверхности листьев вода выступает, а драгоценный металл накапливается в биомассе. Осталось собрать урожай.
Однако поместить золото в сельскохозяйственную культуру – это самая легкая часть работы. Получение его из растения оказывается гораздо более сложной задачей, объясняет Андерсон.
«В растительном материале золото ведет себя иначе», - рассказывает ученый. Если растение сжечь, то какой-то объем металла останется в пепле, а некоторая его часть вообще исчезнет. Обработка пепла также составляет серьезную задачу и требует использования больших объемов концентрированных кислот , которые опасно транспортировать.
Золото, которое можно найти в растениях, представляет собой наночастицы, а потому оно является большой ценностью для химической промышленности, использующей наночастицы золота в качестве катализатора для химических реакций.
Золотой урожай
Фитодобыча золота никогда не заменит традиционные источники, говорит ученый. «Ценность этой технологии состоит в возможности возрождения загрязненных земель в районах золотодобычи», - добавляет Крис.
Химические вещества, использующиеся для растворения золота, заставляют растения впитывать и другие загрязнители из почвы, такие как ртуть, мышьяк и медь, а это распространенные элементы, присутствующие в отходах шахт и несущие опасность для людей и окружающей среды.
«Если нам удастся получить прибыль путем добычи золота из культур, восстанавливая в то же время почвы, то это окажется значительным достижением», - говорит Андерсон. В данное время он работает с исследователями из Индонезии над созданием экологически чистой технологии для малых фирм, использующих ручной труд при добыче золота, которая позволит снизить ртутное загрязнение в результате деятельности.
Однако некоторые ученые говорят, что экологические опасности, связанные с самим выращиванием золота, могут оказаться слишком серьезными. Ведь для растворения частиц золота в почве необходимо использовать цианид и тиоцинат – те же опасные химические вещества, использующиеся добывающими компаниями для получения золота из камней. Независимые агрономы уверены, что сам процесс может создать экологические проблемы.
Где нависли бронзовые скалы
Над зеленей горною рекою,
Встал геолог в клетчатой рубашке
И киркой на скалы замахнулся.
В. Солоухин
Велика и богата наша планета. В недрах ее замурованы несметные сокровища - нефть и каменный уголь, золото и алмазы, медь и редкие металлы. Ценой огромных затрат времени и труда человечество за тысячи лет своего существования сумело добыть из земли лишь малую толику подземных богатств. Во всех странах мира многочисленная армия геологов-разведчиков обследует, обстукивает, ощупывает Землю, стремясь найти новые залежи полезных ископаемых. Опыт многих поколений и первоклассная техника, эрудиция больших ученых и сложные приборы - все поставлено на службу поисков земных кладов. И тем не менее поиски эти нечасто увенчиваются успехом. Природа ревниво хранит свои тайны, уступая лишь самым пытливым и настойчивым.
С давних времен из поколения в поколение передавались приметы, указывающие на выход к поверхности золотоносных жил и нефти, медных руд и каменного угля. Уже давно возникла мысль использовать для поисков полезных ископаемых растения. В старинных народных поверьях говорится о травах и деревьях, способных обнаруживать различные месторождения. Например, считалось, что рябина, крушина и лещина, растущие рядом, скрывают драгоценные камни, а переплетенные корни сосны, ели и пихты указывают на золотые россыпи под ними. Конечно, эти легенды оставались красивой мечтой, и только.
Геологи прибегли к помощи растений лишь в последние десятилетия, когда были найдены научно обоснованные связи между теми или иными растениями и месторождениями некоторых полезных ископаемых. Так, в Австралии и Китае при помощи растений, выбирающих для произрастания почвы с большим содержанием меди, были открыты залежи медной руды, а в Америке тем же способом нашли месторождения серебра.
За последние годы в нашей стране ученые провели тщательные исследования растительности, поселяющейся на участках, где находятся металлоносные руды. Выводы, к которым пришли ученые, были поистине удивительны. Связь между растением, почвой и подпочвенной породой оказалась настолько тесной, что по внешнему виду или химическому составу некоторых растений можно было судить, какие руды залегают в месте их произрастания. Ведь растению совсем небезразлично, какая порода находится под почвой, на которой оно выросло. Подземные воды постепенно в той или иной мере растворяют металлы и, просачиваясь наверх, в почву, поглощаются растениями. Поэтому травы и деревья, растущие над залежами меди, будут пить медную воду, а над залежами никеля - никелевую. Какие бы вещества ни были спрятаны в земле - бериллий или тантал, литий или ниобий, торий или молибден, воды растворят их мельчайшие частички и вынесут на поверхность земли; растения выпьют эти воды, и в каждой травинке, в каждом листочке отложатся микроскопические количества бериллия или тантала, лития или ниобия, тория или молибдена. Даже если металлы лежат глубоко под почвой, на глубине двадцати или тридцати метров, растения чутко откликнутся на их присутствие накоплением этих веществ в своих органах. Для того чтобы определить, сколько и каких металлов накопило растение, его сжигают, а золу изучают химическими методами. Бывает, что над большими залежами какой-нибудь руды этого металла накапливается в растении в сто раз больше, чем в таком же растении, произраставшем в другом районе. Большинство металлов в очень малых количествах накапливается растениями всегда. Они нужны живому организму растения, и без них растение заболевает. Однако крепкие растворы тех же металлов действуют на многие растения как яд. Поэтому в районах месторождений металлических руд почти вся растительность гибнет. Остаются только те деревья и травы, которые могут выдержать накопление в своем организме больших количеств какого-либо металла. Таким образом, в этих районах возникают заросли определенных растений, способных пить металлическую воду. Они указывают места, где нужно искать полезные ископаемые.
Например, большие количества молибдена способны накапливать в своем организме некоторые растения из семейства бобовых, такие, как софора и лядвенец. Иглы лиственницы и листья багульника легко переносят большое количество марганца у ниобия. Ни залежах стронция или бария листья ивы и березы накапливают этих металлов в тридцать-сорок раз больше нормы. Торий откладывается в листьях осины, черемухи и пихты.
В Алтайских горах, где издавна велись разработки медной руды, часто можно встретить многолетнее травянистое растение с узкими сизоватыми листьями, над которыми поднимается неясное облако многочисленных бледно-розовых цветков. Это качим Патрэна. Иногда качим образует большие заросли, которые тянутся широкими полосами на несколько десятков километров. Оказалось, что в большинстве случаев как раз под зарослями качима и залегает медная руда. Поэтому геологи, прежде чем начать подземные работы, составляют карты распространения качима и по картам определяют места предполагаемых медных месторождений. Мощный деревянистый перекрученный корень качима уходит глубоко в землю. Он насквозь пронизывает почву и по трещинам в подстилающей породе добирается до подземных вод, в которых растворена медь. Медная вода поднимается вверх, к сизым листьям и легким цветкам. С июня по август заросли качима кажутся с самолета розовым кружевом, накинутым природой на выжженные степные каменистые склоны. На аэрофотоснимках это кружево обозначится четкой полосой, указывающей места, где залегает медная руда.
На востоке нашей страны густые заросли над залежами редких металлов, в которых содержится бериллий, образует стеллера карликовая. Стеллера - весьма изящное растение с прямыми тонкими стеблями, густо одетыми прижатыми к стеблю ярко-зелеными овальными листьями. Стебель венчает яркая светло малиновая головка, состоящая из двух десятков мелких трубчатых цветков; трубка снаружи малиновая, а отгиб венчика белый. Так же как у качима, у этого чрезвычайно нарядного и нежного растения под землей развит мощный корень, проникающий своими разветвлениями глубоко в трещины твердой породы и всасывающий воду с растворенным в ней бериллием. 
Стеллера прекрасно выдерживает бериллиевое «меню». Широкие полосы ее сплошных зарослей указывают на аэрофотоснимках места нахождения под землей залежей редких металлов.
Всем известно, какое огромное тэомышлениое значение имеет уран. Поисками этого радиоактивного элемента заняты во многих странах мира. И здесь геологам помогают растения. Если в золе сожженных веток кустарников и деревьев содержание урана повышенное, значит, в этом районе можно надеяться найти уран. Особенно хорошо собирают уран можжевельники. Их мощные, длинные корни за две-три сотни лет жизни каждой особи успевают проникнуть на большую глубину. Даже если урановые залежи и небогаты, можжевельник накопит урана в своих ветках достаточно много. Еще лучше указывает на присутствие урана всем известный ягодный кустарник голубика. Если это растение пьет урановые воды, его продолговатые плоды приобретают самую разнообразную неправильную форму, а иногда даже из темно-синих становятся белыми или зеленоватыми. Розовый иван-чай, растущий на урановых отложениях, может дать вею гамму расцветок - от белой до ярко-пурпуровой. Например, близ урановых рудников на Аляске были собраны цветки иван-чая восьми разных оттенков.
Как правило, урану сопутствуют сера и селен. Поэтому растения, накапливающие эти вещества, тоже принимаются во внимание как указатель возможных урановых месторождений. Если геологи хорошо знают растения, они всегда отличат селеновые астрагалы от всех прочих. А где селен, там может быть и уран.
В некоторых районах пустыни Каракумы близко к поверхности выходят залежи серы. Почва настолько пропитана серой, что, кроме одного вида лишайника, там ничего не растет. Зато лишайники образуют крупные плешины, хорошо заметные с самолета.
На золотых месторождениях в пустынях не произрастает почти никакой растительности. Зато полынь и зайцегуб чувствуют себя здесь превосходно. В своем теле эти растения накапливают такие количества золота, что их по праву можно назвать золотыми.
Интересно, что некоторые растения, живущие над рудными месторождениями, так или иначе меняют свой облик. Поэтому геологи в поисках полезных ископаемых должны обращать внимание на уродливые формы деревьев и трав. К примеру, там, где было открыто большое никелевое месторождение, никелевые воды так повлияли на травянистые растения, что их «родная мама не узнает». Всем известный мохнатенький прострел с крупным цветком здесь совершенно изменился. Над залежами никеля можно собрать букет из прострелов с цветками самой разнообразной окраски - и белой, и голубой, и синей. Кроме того, можно найти здесь особи, у которых лепестки как бы разорваны на узкие ленточки или их нет совсем. Только голые, ничем не прикрытые тычинки торчат на вершине стебля.
Еще заметней преобразилась грудница мохнатая. Это многолетнее растение напоминает мелкую астру. Ее желтые некрупные корзиночки щитком поднимаются над шерстистым беловойлочным стеблем, обрамленным многочисленными продолговатыми листьями. Но никель, с начала жизни проникший во все ее органы, сделал свое черное дело - грудницу не узнать. Мельчайшие желтые цветки, которые должны были быть собраны в соцветие, разбросаны по всему стеблю и прячутся в пазухах листьев. Листья и стебли тоже потеряли свою форму и окраску. Что ни растение, то урод; одно другого необычней. Уродливые особи грудницы мохнатой настолько приурочены к залежам никелевых руд, что, встретив эти формы где-нибудь в большом количестве, геологи начинают тщательно обследовать этот район и почти всегда находят там никель.
Замечено также, что цветки шток-розы с ненормально рассеченными узкими лепестками могут указывать на месторождения меди или молибдена.
Каменистые склоны в Армении весной пламенеют огненными языками. Это цветет мак крупнокоробчатый, расцвечивая предгорья праздничным красным цветом. Лепестки мака с крупным черным пятном у основания широкие, почти почковидные. Однако мак, произрастающий в некоторых районах, не похож на своих сородичей. Его лепестки рассечены на лопасти так, что наблюдается у большинства растущих в этих районах особей. В чем же дело? Дело в том, что в земле здесь скрыты залежи свинца и цинка. Эти металлы, постоянно впитываемые растением, изменили весь ход его развития, а в результате изменилась и форма лепестков.
А лепестки мака, растущего на медно-молибденовых залежах, могут быть совсем черными, с красной узкой каймой - так у них разрастается черное пятно. У других особей пятна на лепестках становятся длинными и узкими, образуя своеобразный черный крест в центре цветка, или, наоборот, сдвигаются к внешнему краю лепестка. В общем, эти маки настолько необычно выглядят, что сразу бросаются в глаза даже ненаблюдательному человеку. А для геологов они - находка!
Иногда при повышенном содержании в почве металлов растения принимают несвойственную им карликовую форму. Если полынь холодная растет над месторождением лития, она кажется недоростком со своим искривленным стеблем и мелкими, ненормально сизыми листьями. Растения, поглощающие большие количества бора, тоже не растут вверх, а приобретают распластанную по земле форму, резко отличающуюся от обычного облика этого растения. Смолевка, пьющая свинцовую воду, тоже вырастает маленькой и коренастой, а ее листья и стебли становятся темно-красными, цветки же - мелкими и невзрачными.
Однако бывает и наоборот. Например, в некоторых районах нашей страны можно встретить гигантские осины. Листья у этих высоченных толстоствольных осин в несколько раз крупнее обычных. Можете себе представить осиновый листочек в тридцать сантиметров? Как флаги трепещут гигантские листья на таких же гигантских черешках. Может быть, эти необыкновенные деревья пьют «живую» воду? В некотором роде, да. Они пьют воду, насыщенную торием,- здесь под почвой залегает месторождение редких металлов.
По холодным землям Якутии, среди топких болот и лиственничных редколесий бегут неширокие речки, впадающие в полноводные реки.
Коротко и бурно лето в Заполярье. Еще льдины, сталкиваясь, плывут по весенним водам рек, а уже на их берегах покрываются фиолетово-розовой пеной мелких цветков низкие заросли рододендронов, распускает нежные листочки голубика, дурманяще пахнет багульник. Над всем этим весенним великолепием от зари до зари стоит нудный комариный звон. Где-то здесь, среди лиственниц, под плотным лишайниковым ковром, глубоко в земле залегают богатейшие месторождения алмазов. Алмазы мелкими изюминками вкраплены в породу, содержащую каменный уголь. Называется такая порода с алмазами кимберлитовой трубкой. Как искать ее, эту кимберлитовую трубку, если спрятана она природой под семью замками? Лишь только случайные выходы кимберлита на поверхность помогают геологам обнаруживать залежи алмазов. То ли мощный оползень обнажит древние слои земли, то ли давнее землетрясение или извержение вулкана. Правда, за последние годы на помощь геологам пришли новые умные приборы, позволяющие «видеть» под землей, но и они не могут безошибочно указывать места природных кладовых драгоценностей. А нельзя ли привлечь в помощники растительность, задумались ученые. Оказалось, можно. Было замечено, что непосредственно над кимберлитовыми трубками и деревья, и кустарники выглядят гораздо лучше, чем их собратья, растущие на известняках. Это и понятно. В породах, включающих алмазы, кроме каменного угля, найдены и апатиты, содержащие фосфор, и слюда, содержащая калий, и различные редкие металлы, необходимые организму растения. Все эти элементы в больших или меньших количествах растворяются подземными водами, затем проникающими в почву. Поэтому растения, которым посчастливилось вырасти над залежами алмазов, питаются гораздо лучше, чем деревья и кустарники, прозябающие на тощих известняках. Вот почему над залежами алмазов выше и толще лиственницы, кудрявей ольха, гуще заросли голубики. Там, где на известняках или болоте выросло сто хилых лиственниц, на кимберлитовых трубках - двести здоровых. Если подняться над этими местами на самолете, то можно видеть среди лиственничных лесов более густые и пышные заросли - как раз в тех местах, где залегают кимберлитовые трубки. Но в таком важном деле, как поиски алмазов, человеческому глазу не доверяют. Гораздо объективней глаз фотоаппарата, бесстрастно обращенный вниз, на землю. На пленке фотоаппарат аккуратно отмечает темными пятнами на сером фоне редколесий участки более густого и высокого леса, а значит, места, где нужно искать алмазы.
Нет, нелегкая это задача - поиски полезных ископаемых. И, конечно, одним только показаниям деревьев и трав совершенно довериться нельзя. Однако растения, как настоящие разведчики, не раз уже помогали геологам в поисках подземных кладов.
Самое настоящее золото, без обмана. Обнаружили это случайно. Химики поинтересовались, какие металлы останутся в золе, если сжечь стебли кукурузы. И, к своему удивлению, нашли там золото. Откуда? Естественно, из почвы. Бросились исследовать ее. Нашли золото и в почве, но совсем немного.
Выходит, кукуруза «неравнодушна» к благородному металлу? Да, так именно и оказалось. Питаясь различными веществами, а точнее говоря, растворами различных солей, находящимися в почве, растения, помимо самых необходимых для их жизни веществ - таких, как азот, калий, фосфор, кислород,- извлекают и многие другие элементы. Причем извлекают выборочно, можно сказать, каждое по своему вкусу.
Кукурузе, как уже сказано, нравится золото. Полынь предпочитает марганец, красный мухомор - ванадий. Фиалки обожают цинк. А растение, которое называют мохнатой грудницей, старается накопить в своем организме побольше никеля, но, что интересно, само при этом становится уродливым.
Однажды в Новой Зеландии произошла любопытная история. На одном из пастбищ для скота были посеяны кормовые травы. Урожай обещал быть неважным, растения стояли чахлые, низкорослые. И вдруг на поле произошло необычайное: среди желтеющей травы появились островки буйной ярко-зеленой растительности. Странно было то, что островки пересекали все пастбище так, словно по нему прошло какое-то неведомое существо, оставив на месте своих следов густую, высокую растительность.
Кое-кому из местных жителей это казалось настоящим чудом. Но когда разобрались, все объяснилось вполне естественным образом. Богатый фермер, хозяин соседнего пастбища, решил подкормить травы раствором солей молибдена. Работник, который проводил подкормку, обычно ходил домой через первое пастбище. В этот день он шел по траве в сапогах, забрызганных раствором молибдена. И там, где он ступал, вскоре поднялась буйная яркая зелень.
Дело в том, что добавки химического элемента молибдена в почву значительно ускоряют развитие растений, придают им новые силы для роста.
Какую роль в жизни растений играют различные элементы, наука еще доскоиальпо не знает. Правда, многое уже и выяснено. Хлопчатнику, например, очень полезен кобальт. Соли этого металла, внесенные на поля хлопчатника, увеличивают урожай на 4-6 центнеров с гектара. А некоторые лекарственные травы, получая кобальтовую пищу, растут прямо как на дрожжах - урожайность их возрастает в 4-5 раз!
Малокровие у людей известно всем. А у растений? Есть оно и у них. Это когда растению не хватает химического элемента магния. Летом, в самую пору расцвета природы, иной раз даже весной листья начинают терять свою зеленую окраску, желтеют и умирают. А причина в том, что корни растения перестали получать в необходимом количестве магний, который входит в состав хлорофилла.
Многим растениям для нормальной жизнедеятельности необходимы медь и бор, цинк и марганец...
Мы уже говорили о молибдене. Выяснилось, что без этого элемента нарушается азотный обмен растений. Небольшие количества молибдата аммония, всего лишь 100 граммов на гектар, внесенные с семенами пли путем внекорневой подкормки, дают поразительный эффект: урожай клеверного сена повышается на 8-10 центнеров с гектара, а урожай зерна, гороха, бобов и вики - на 4-5 центнеров с гектара. В урожае резко возрастает содержание белков.
Бесспорно, что и все другие химические элементы, извлекаемые растениями из почвы, в какой-то мере необходимы этим живым организмам, помогают им в борьбе за существование. Но сейчас нас интересует еще один вопрос, очень важный для народного хозяйства: а нельзя ли, пользуясь «привязанностью» некоторых растений к определенным химическим элементам, скажем, к тому же золоту, искать месторождения ценных металлов?
В самом деле, корни многих растений уходят на десятки сантиметров, на метры и даже десятки метров вглубь. Словно насосы, они оттягивают из земли растворы различных веществ. Ну, а если тут, совсем недалеко от поверхности, окажутся залежи цинка или марганца? Понятно, что произойдет. Стоит появиться тут фиалке, и она постарается насытиться любимым цинком до предела. А полынь, в свою очередь, не преминет вволю попитаться марганцем. И если сравнить содержание цинка и марганца в эчгих растениях, то оно окажется куда больше обычного.
Определить содержание металлов в растениях не так уж сложно. Для этого ветки и листья сжигают в особых электрических печах, а оставшуюся золу подвергают химическому анализу. Выяснилось, что в ней содержится, скажем, много марганца - ищите залежи этого элемента там, где были взяты для анализа цветы полыни.
Конечно, для таких поисков надо хорошо знать «вкус» различных растений. Геологи и ботаники теперь уже составили обширный список, заглядывая в который можно вести разведку многих полезных ископаемых. Так, помимо кукурузы, к золоту «питает слабость» жимолость. И если искать месторождение золота с помощью кукурузы вряд ли целесообразно - это растение сажает человек - то жимолость, выросшая в дикой природе, может навести на след золотых россыпей, пригодных для промышленной эксплуатации. Рассказывают, что по этому признаку золотоискатели Квинсленда, в Австралии, искали места, богатые золотом.
Замечено и такое: болотный хвощ способен накопить золота до 600 граммов и более в каждой тонне золы, тогда как в почве, где он произрастает, содержится всего 0,1 грамма на тонну.
Теперь уже сформировалась новая отрасль научного поиска - индикационная геоботаника, которая помогает геологам в поисках природных богатств. В Казахстане растения помогли обнаружить крупное месторождение меди. Сообщил об этом «качин патрена» - многолетнее растение с мелкими розовыми цветами, родственное всем известной гвоздике. С помощью наших зеленых друзей открыты залежи молибдена в Армении, никеля и кобальта па Южном Уралб и в Тувинской автономной республике.
Очень ценным веществом в наши дни является селен. Месторождений этого элемента немного. Селен очень дорог. И здесь помогло растение, правда совсем неожиданным образом. В один из засушливых годов фермеры Соединенных Штатов Америки перегоняли скот на новые пастбища. По пути внезапно начался падеж животных. Позднее был обнаружен виновник - им оказалась трава астрагал, которую ели животные в пути. А в ней обнаружили селен, который и отравил скот.
В золе свеклы и табака химики находят иногда другой очень ценный металл современности - литий. В некоторых морских растениях накапливается в сотню раз больше радия, чем содержится в окружающей воде. Даже обыкновенная сосна, если ее как следует «расспросить», может подсказать, где искать бериллиевые руды. Если она растет где-то в районе таких залежей, в ее коре вы обнаружите в 300 раз больше бериллия, чем на любом участке вокруг.
А есть и такие растения, которые уже своим внешним видом говорят специалисту о подземных кладах. Скажем, эмольция калифорнийская. Сизые цветы этого растения сигнализируют: «Здесь ищите медь». Посмотришь на них в другом месте, а они лимонного цвета,- значит, тут прячется цинк.
Помогают растения и при поисках подземных вод. Они могут даже подсказать, какая вода - обычная питьевая или минеральная - находится под ногами. Трава вейник и тростник - верный признак воды, залегающей не глубже метра под землей. Верблюжья колючка вместе с кустами тамариска указывает на присутствие минерализованной воды.
Даже отсутствие растительности может иной раз оказать геологу добрую услугу. Голая земля - признак того, что в этом районе может находиться месторождение платины...
Вот сколько «чудес» могут продемонстрировать нам обычные, всем знакомые растения, если проникнуть в их «химическую кладовую»!
Коренные месторождения золота связаны с интрузивными горными породами: диоритами, кварцевыми диоритами и гранитами . Интрузивными, или внедрившимися они названы потому, что образовались в результате застывания магмы, проникшей из глубины в верхние слои земной коры, но не достигшей поверхности. Интрузивные тела, образовавшиеся при застывании магмы, заполнявшей вертикальные или слегка наклонные трещины в земной коре, называются дайками.
Значение интрузивных пород огромно потому, что они образовались из той же магмы, которая одновременно являлась источником горячих расплавов и растворов, при застывании которых возникли месторождения золота. В этом смысле наличие интрузивных пород служит указателем на возможное нахождение возле них промышленных рудных тел.
Золото обычно тесно связано с сернистыми соединениями цветных металлов и родственными им минералами или с продуктами их окисления. Эти спутники золота представлены халькопиритом, пиритом, сфалеритом, галенитом, арсенопиритом, антимонитом, бурым железняком и др.
Широко распространенный спутник - халькопирит (медный колчедан) имеет золотистую окраску с металлическим блеском и внешне в породе очень похож на золото. Но даже неопытный разведчик, не прибегая к опробованию кислотой, легко узнает халькопирит по его более высокой твердости. Еще тверже халькопирита, также похожий на золото, другой его спутник - п и р и т (серный колчедан). Они являются ценными полезными ископаемыми: халькопирит -главнейшая руда на медь, а пирит используется для получения серной кислоты.
Сфалерит (цинковая обманка) имеет черный, бурый или коричневый цвет, блеск алмазный. В кварцевых жилах встречается большей частью в виде кристаллов, ограненных системой правильных плоскостей. Царапается ножом.
Галенит (свинцовый блеск) серебристо-белый или серый минерал с ярким металлическим блеском, мягкий, тяжелый, почти в два раза тяжелее сфалерита. Спайность отчетливо выражена, а при ударе молотком минерал рассыпается по трещинам спайности на правильные кубики.
Арсенопирит (мышьяковый колчедан) минерал серебряно-белого цвета с металлическим блеском, твердый к хрупкий. При ударе молотком издаст запах чеснока.
Антимонит (сурьмяный блеск) обычно образует столбчатые и игольчатые кристаллы или радиально-лучистые, нередко спутанные скопления в кварце. Цист свинцово-серый, блеск металлический. Мягкий и хрупкий.
Лимонит (бурый железняк) - желто-бурого и темно-бурого цвета. Представлен рыхлой охристой массой или комковатой натечной разностью, нередко образует кубики по пириту. Наиболее широко распространенный минерал. Почти все кварцевые жилы, выходящие на поверхность, имеют пятнистый цвет за счет лимонита. Часто охристая масса заполняет пустотки в кварце, образованные на месте разложившихся пирита и халькопирита. Большие «массы бурых железняков наблюдаются на выходах кварцевых жил, богатых пиритом, халькопиритам и другими сульфидами или на рудных сульфидных телах.
Скопления бурых железняков на сульфидных телах, называют железными шляпам и. Они представляют интерес, так как сами могут содержать золото в больших количествах.
Кварц является главнейшим минералом, с которым связано золото. Поэтому наиболее часто золото можно встретить в кварцевых жилах.
Кварц по цвету бывает самый разнообразный: белый, серый, молочно-белый, дымчатый, желтоватый и др. По строению он также неодинаков: мелкозернистый, крупнозернистый, сливной, полосчатый, концентрически-слоистый (характерно для халцедона), иногда с пустотами, на стенках которых можно наблюдать кристаллы (друзы) прозрачного горного хрусталя. В желто-буром кварце с охристыми включениями часто можно встретить видимое золото.
Коренные (рудные) месторождения золота являются первоисточниками многочисленных золотоносных россыпей. Состав золотоносных россыпей определяется составом тех коренных месторождений, в результате разрушения которых они образовались.
Нередко в россыпях золота в виде примесей встречаются платина, осмистый иридий, оловянный камень - касситерит, вольфрамит, титановая руда - ильменит, алмаз, рубнин . Эти минералы также обладают большим удельным весом (кроме двух последних), хорошо сопротивляются истиранию и другим видам разрушения при переносе их в струе водного потока.
Большая часть золотоносных россыпей относится к аллювиальным , т. е. к речным, образованным путем переноса и отложения обломочного материала русловыми потоками и приуроченным к долинам малых и средних горных рек.
Существуют россыпи, где коренные рудные тела после разрушения не подвергались размыву и остались в виде щебня, песка и глины на месте их образования. Такие россыпи называются элювиальными : они обычно залегают на широких плоских водоразделах современных рек.
Встречаются россыпи и на склонах гор, где накапливались содержащие золото разрушенные породы, сползавшие по склону от расположенного выше коренного месторождения. Такие россыпи называются делювиальными : по своему промышленному значению они намного уступают аллювиальным и даже элювиальным. Следует еще отметить прибрежно-морские и озерные россыпи, распространенные на побережьях морей и крупных озер.
В природе известны и другие типы россыпей, но они имеют второстепенное значение.
Наибольшую ценность для промышленности имеют аллювиальные золотоносные россыпи. В зависимости от условии и места залегания россыпей они подразделяются на русловые, косовые, долинные, террасовые и ложковые.
Русловые россыпи залегают в руслах современных рек. Для этих россыпей характерна относительно небольшая мощность гравийно-галечных песков и часто полное отсутствие торфов -отложений, в которых золото почти не встречается.
Косовые россыпи залегают на косах, островах и отмелях современных крупных рек. На большинстве кос торфа отсутствуют. На косах значительная доля золота представлена очень тонкими «плавучими» частицами. Некоторое увеличение золота наблюдается в головной части косы.
Долинные россыпи характеризуются более значительной по сравнению с русловыми россыпями мощностью песков и наличием торфов. Общая мощность составляет 5-10, а иногда и более метров. Россыпи этого типа залегают в пойме и большей частью на первой террасе речной долины.
Террасовые россыпи залегают на продольных террасовидных уступах коренных пород, слагающих склоны речных долин. Эти россыпи обычно расположены выше уровня реки. При этом «высокие террасы сохраняются плохо и представлены узкими обрывками на склонах долин.
Ложковые россыпи залегают в долинах логов и мелких ключей и речек с непостоянным водотоком. В составе ложковых отложений наряду с гравием и галькой присутствует щебень и глыбы. Многие ложковые россыпи начинаются непосредственно от коренных месторождений. Россыпи этого типа характеризуются высокой концентрацией металла, что необходимо иметь в виду при поисках.
Размеры россыпей различны. Наибольшее их количество (около 60%) имеет длину не более 3 км; россыпи длиной 3-10 км составляют 20-30%, а свыше 10 км - не более 10%. Таким образом, основная масса россыпей обычно располагается в пределах развития коренных, месторождений золота или неподалеку от них в логах, долинах или на террасах.
Возраст россыпей бывает самый различный - от древнейшего до-современного. Наиболее древние россыпи, как правило, сложены крепкими, прочно сцемеитиро-ванными горными породами; отложения молодых россыпей, возраст которых не превышает 60-70 млн. лег, обычно представлены рыхлыми породами.
Для россыпей всех возрастов отмечается максимальная концентрация золота в самых нижних слоях обломочных (песчано-галечннковых, часто с валунами) oтложений, залегающих непосредственно на коренных породах. В практике поверхность коренных пород, подстилающих россыпи, называется плотиком , а золотосодержащий пласт-песками . Выше песков расположен практически незолотоносный слой, называемый «торфами»
Наибольшая концентрация золота наблюдается у самой границы песков с плотиком. Особенно благоприятными местами для накопления золота являются неровности плотика; выступы коренных пород, трещины, углубления- карманы, воронки и т. д. Вместе с золотом здесь накапливаются его спутники и другие тяжелые минералы, такие как магнетит, ильменит и др.
Еще в 1763 г. М. В. Ломоносов писал о том, что растения над рудными жилами отличаются от окружающих: «На горах, в которых руды или другие минералы родятся, растущие дерева бывают обыкновенно не здоровы, то есть листья их бледны, а сами низки, кривлеваты, сувороваты, суковаты, гнилы и прежде совершенной старости своей...
Трава, над жилами растущая, бывает обыкновенно мельче и бледней» (Ломоносов М. В. О рудных местах и жилах и прииске их).
Теперь известно, какие отклонения или уродства вызывает у растений избыток того или иного микроэлемента.
Так, никель обесцвечивает цветы, марганец придает им красноватую, а медь - голубоватую окраску (имеется в виду один и тот же вид растения).
Округлые лепестки мака становятся изрезанными и уменьшенными в размере при повышенном содержании свинца и цинка. Желтые листья с зелеными прожилками - признак избытка хрома, а при избытке кобальта или никеля на листьях появляются белые пятна.
При высоком содержании в почве молибдена и меди лепестки мака становятся крупнее и на них необычно разрастаются черные полосы.
Они выходят к краям лепестков, чего никогда не бывает при фоновых концентрациях (). Карликовые формы указывают на возможное присутствие цинка и урана.
Известны растения-индикаторы
Галмейная фиалка встречается, как правило, на почвах с повышенным содержанием цинка (это ее свойство было известно рудокопам еще в средние века), а некоторые виды мхов совершенно определенно указывают на избыток меди в почве - в Швеции они помогли открыть три месторождения.
Советский геохимик Д. П. Малюга при описании одного из районов Центральной Тувинской котловины обращает внимание на то, что там древние выработки медных месторождений «всегда окружены красноватой каймой, создаваемой окраской приуроченной растительности - лишайников, качима (Gypsophia patrinii) и др.».
"Приуроченность качима к древним медным выработкам, - пишет он далее, - объясняется толерантностью по отношению к повышенным содержаниям меди в почвах, достигающим 1 %. Об этом свидетельствуют и значительное содержание меди в золе качима, растущего над рудой (до 0,1%)".
Рис. 3.А - нормальный цветок; Б - цветок растения, выросшего на почве с высоким содержанием меди и молибдена. (Из книги Д. П. Малюги «Биогеохимический метод поисков рудных месторождений». М м 1963)
Рис. 4. Содержание молибдена в золе растений (10 -4 %) в связи с геологическим профилем на примере одного из месторождений в Армении: 1 - коренные породы; 2 - рыхлые отложения; 3 - рудная зона (Из книги Д. П. Малюги «Биогео-химическнй метод поисков рудных месторождений». М., 1963, с упрощениями) к повышенным содержаниям меди в почвах, достигающим I %. Об этом свидетельствует и значительное содержание меди в золе качима, растущего над рудой (до 0,1 %)»
В Австралии, в Квинсленде, золотоискатели при поисках месторождений прослеживали кусты жимолости. Этот кустарник предпочитает расти на почвах, характеризуемых повышенным содержанием золота и серебра. Белые цветы жимолости видны издалека, поэтому весна - наиболее благоприятное время для разведки.
Другой метод поиска - биогеохимический - основан на исследовании химизма растений. Возможна такая ситуация: внешне растения ничем не отличаются от обычных, но их зола имеет ненормально высокое содержание того или иного металла. Это может быть связано с залеганием рудных тел близко к поверхности ().
Особенно перспективно опробование золы растений в отношении пцисков никеля, меди, цинка, свинца, урана. Содержание цинка и никеля в золе растений-индикаторов может доходить до 10 %.
Эффективность биогеохимического метода поиска металлов возрастает при движении с севера на юг, при переходе от тундры к пустыням, потому что в этом направлении значительно увеличивается глубина проникновения корней. В зоне вечной мерзлоты они редко доходят до 1 - 1,5 м. В умеренном поясе наибольшая глубина отмечена для дуба - до 5 - 6 м в полувековом возрасте.
В пустыне же корни скромной верблюжьей колючки проникают на 15 м. При строительстве Суэцкого канала были найдены корни тамариска длиной 30 м; на такую же глубину и даже глубже проникают корни черного саксаула. Благодаря циркуляции подземных вод, растения могут «чувствовать» руду на более значительных глубинах - до 60 м и больше.
Толерантность - устойчивость, сопротивляемость; Мегапиа по-латыни - значит терпение.
