ЗОЛОТО - МЕТАЛЛ ЦАРСКИЙ СТРАННЫЙ И ВСЮДНЫЙ
ЗОЛОТО - МЕТАЛЛ ЦАРСКИЙ СТРАННЫЙ И ВСЮДНЫЙ
Эссе
ФЕДОР БАКШТ
Россия, Томский политехнический университет
Аннотация
Золото – один из самых древних металлов в обиходе человека. Оно рассматривается здесь как химический элемент, как вещество очень привлекательное, редкое и всюдное. Это категория экономическая, социальная, культурно-эстетическая и сакральная. Во многих отношениях оно уникально, очень необычно и недостаточно познано. Рассказ иллюстрируется филателистическим материалом из «золотой» коллекции.
Царь металлов
Напомним: золото – 79-ый элемент периодической системы Д. И. Менделеева. Rexmetallorum (царь металлов) – так называли золото алхимики (рис. 1).
"Самый металлический металл" по определению Карла Маркса и других исследователей XIX века. Уникальный по своим физическим, химическим, экологическим, эстетическим и экономическим свойствам, он волнует человечество многие тысячелетия. Сколько оно доставило радости его обладателям! А сколько их-за него пролито крови и совершено преступлений! И сколько о золоте сказано слов и написано книг!
Итак, этот металл:
Самый «узнаваемый» на природе.
Самый красивый и эстетически привлекательный.
Самый популярный в литературе и мыслях.
Самый устойчивый химически, почти не подвергающийся действию воды, воздуха, щелочей и кислот.
Самый странный, самый отменный, отличный от других химический элемент.
Самый, самый, самый…
Так можно повторять и повторять много раз…
Природа создала его таким, опередив в этом человеческое воображение, искусство и технологию(рис. 2 – 9).
Рис. 2.
Плита Холтермана. Крупнейший в мире самородок золота. Масса 283,0 кг, золота 93,5 кг. Муляж. Геолог Вениамин Чекалин (Россия) на 34 Международном геологическом конгрессе, Брисбен, Австралия. Фото В. Чекалина. 2012.
Самый древний металл человечества
Известно, что красавицы, жившие в Северной Африке, носили золотые самородки в виде украшений ещё в палеолите, в IX тысячелетии до н. э.! Во многих областях Азии разработка месторождений золота началась VIII – VI тысячелетиях до н. э.
Много позднее, в IV тысячелетии до н.э. этот металл добывали в Европе и на Ближнем Востоке (Фосс, 1963). Примечательно, что и тогда, и позднее, золото всегда находили на краю цивилизации. На смену золотоносной пустыне Нубии (nub – по древнеегипетскому золото–рис. 10).пришла мифическая библейская страна Офир, память о которой, как о копях царя Соломона, хранится в Торе и Ветхом Завете, а также в израильском заповеднике Тимна-парк близ курортного города Эйлат, в 26 км от Красного моря (рис. 11). Затем наступила очередь Балкан и Армении, Пиринеев, позднее Бактрии и Северной Индии, которыми завладел Александр Македонский. Трансильвания и Галлия поставляли золото европейским монархам до открытия Южной Америки. Потом прославились Урал и Алтай, Забайкалье и Колыма, Калифорния, Канада и Аляска, Австралия и Южная Африка, в меньшей степени Бразильская Амазония и остров Фиджи. Все эти Клондайки и Эльдорадо воспеты Джеком Лондоном, О,Генри, Маминым-Сибиряком, Обручевым и многими другими (рис.12 – 16).
Цивилизация не перестала ещё распространяться и расширяться по сей день. Процесс продолжается. Поэтому крупные месторождения драгоценного металла продолжают искать и находить вплоть до наших дней. Недавние примеры тому являют Север России и центрально-африканский Судан. И этому процессу нет конца…
Гордые родственники по таблице Менделеева
Из-за своей самостизолото зовут благородным металлом. Так же, как и некоторых его ближайших соседей по таблице Менделеева, показанной выше на рисунке 1.
Их зовут так потому, что все они очень не хотят вступать в соединения с другими “простыми” химическими элементами. Во всяком случае, эти элементы избегают таких связей, встречаясь в природе, почти всегда, только в чистом “самородном” виде. Но вместе друг с другом они все же образуют немногочисленные природные сплавы (твердые растворы или ауриды) и очень редкие минералы. Эти очень неправдоподобные природные соединения иногда даже называют «фантаститами».
Таких гордых и несколько брезгливых родственников-аристократов у золота немного: иридий, осмий, платина, палладий, родий, рутений и серебро. С ними оно состоит в особом – «геохимическом» родстве. Но в этом ряду лишь два самых близких родича золота – серебро и платина – выделяются своей сравнительно большой «коммуникабельностью». Они чаще, чем другие члены этого благородного семейства, вступают в тесные отношения с другими элементами. Поэтому-то до недавнего времени энергия, необходимая для сохранения их неизменности в окружающей среде (эксергия), считалась близкой к нулю.
Некоторые газы, совсем не вступающие в химические реакции (гелий, неон, радон и другие), иногда тоже называют благородными, но более строгим всё же считается название “инертные газы”.
Правда, золото иногда благосклонно относится и к своей “милой соседке” по системе элементов – меди. И оно вступает с ней в близкую связь, почему-то нисколько не чураясь ее сомнительного, отнюдь не благородного происхождения. В результате такого физического (но не химического!) союза рождаются прекрасные природные и искусственные сплавы.
Известны природные теллуриды золота калаверит AuTe2 и монтбрейит AuTe3, сложный минерал, называемый «горчичным золотом» (Au-Pb-Te-O) и единственный естественный сульфид золота и серебра утенбогардит Ag3AuS2..
Растворяется этот металл только в “царской водке” — смеси соляной и азотной кислот, а также в ртути, образуя амальгаму с содержанием золота до 60 %. Процесс амальгамации, при котором из вещества извлекается до 90 % нашего металла, известен уже более 2500 лет. Кроме того, растворителем золота могут служить селеновая кислота и ядовитый цианистый калий.
Группа самых близких родственников элемента номер 79, состоящих с ним в очень высокой (медь) или даже максимальной степени родства (благородные металлы), окружена целой свитой спутников (только окружена, но «кровно» не связана!). Это железо, мышьяк, сурьма, теллур, висмут, ртуть, цинк, свинец, иногда и никель с кобальтом, а также алюминий и олово. Примечательно, что в качестве энергичной организующей сводни выступает сера (по латыни – sulfur). Именно в связи с ней рождаются в природе многочисленные соединения металлов – сульфиды.
Нельзя не упомянуть о часто бытующем в природе соседстве золота с углеродом. Но не со всяким углеродом, а только с чистыми минералами этого «элемента жизни» – с графитом и графитоидом (шунгитом). Золото в больших количествах не сближается ни с чистым каменным углем, ни с драгоценным алмазом, не концентрируется около них. А вот о его пространственной и генетической связи с особым электропроводящим графитистым веществом типа шунгита говорится в тысячах научных сообщений (Азовская О.Б., Бакшт Ф.Б., Буряк В.А., Марченко Л.Г. и др.). Присутствует оно здесь в очень мелких частичках, размером в нанометры, то есть в миллионные доли миллиметра. И эта закономерность отмечается почти всегда, на любых глубинах земной коры, начиная от мантии и до близповерхностных жил.
По своим главным химическим свойствам золото находится на особом положении в таблице Менделеева, занимая крайние места в рядах близких к нему элементов. Эта особенность элемента и определяет его почти полную химическую инертность, крайне малую способность к окислению и неустойчивость его соединений. Отсюда его “самородность”, то есть очень большое преобладаниесамородного золота в качестве главного природного минерала этого химического элемента.
Несмотря на свое благородное стремление не вступать в низменные химические «связи», золото все же образует 28 минералов. Это очень немного: всего в природе пока уже известно 4058 минералов.
Но и тут золото остается верным себе, почти полностью избегая в соединениях тесных встреч с породообразующими элементами. Таких минералов известно пока всего два: это железистый богдановит и кислородсодержащий ауроантимонит. Как считает известный российский специалист-минералог Станислав Михайлович Николаев (2002), «в недалеком будущем следует ожидать прирост числа минералов, содержащих золото».
Золото почти всегда однородно, во всяком случае, в чистых искусственных сплавах. Поэтому оно обладает своеобразным и легко достигаемым свойством делимости: любая часть слитка по составу подобна другой. Иначе монеты были бы разные.
Золото и экология
Химическая инертность делает наш металл экологически почти безвредным. Токсичности его для животных (не считая бактерий) не установлено. “Однако, — как отмечает В.В. Иванов (1977), —продолжительные контакты с ним и его сплавами и соединениями вызывают специфические аллергические дерматиты и экземы кисти рук, предплечья и лица”. Возможно, что это его свойство связано с еще не совсем понятой каталитической способностью благородных металлов, в присутствии которых увеличивается скорость многих химических реакций. Об этом, в частности, свидетельствуют работы профессора Хатчингса из Кардиффского университета (Англия).
Золото, особенно его соли и коллоиды, бактерицидно, то есть способно убивать всевозможные микроорганизмы еще лучше, чем широко известное в этом отношении серебро. Об этом люди знаюточень давно.
С этой биологической особенностью нашего элемента связана его ингибиторность, то есть способность подавлять активность ферментов, регулирующих обмен веществ в организмах. И в этом вновь проявляется противоречивость свойств рассматриваемого нами элемента: с одной стороны, он угнетает функции головного мозга, а чрезмерное применение золотосодержащих препаратов приводит к расстройству желудка и к другим отклонениям. С другой же стороны, эти вещества оказывают общестимулирующее действие.
Иначе говоря, биологическое воздействие золота почти всегда благотворно. Лишь для растений предполагается его токсичность при очень высоких концентрациях. Ядовиты и все его растворимые соединения, но образовываются они очень редко. Но, в общем, медицинские свойства благородных металлов, как и их биологическая роль, изучены крайне мало.
Большая способность золота проникать в живые клетки организма и накапливаться там избирательно, неравномерно в разных биотканях используется медиками успешно для диагностики и лечения. Здесь ещё ожидаются многие открытия.
Противоречивость не мешает всюдности
Химия и физика золота, несмотря на его большую инертность, довольно сложны.
Атомный вес золота 196,97. Валентность 1 и 3. Предполагается существование ряда сравнительно устойчивых комплексных соединений ионов в морской воде типа [AuCl2] – и на суше [AuCl3(ОН)4] . Кроме хлоридов, существуют бромидные, фторидные и другие соединения. Поэтому золото может (как осторожно говорят некоторые химики – склонно) образовывать коллоидные растворы, перемещающиеся в слабокислой среде. А отдельные его атомы способны проникать в кристаллические решетки других минералов, даже в кварц, благодаря процессам диффузии. Это обстоятельство для нас, геологов, очень важно.
Почти все выделения золота состоят из множества мельчайших сросшихся кристаллов. Отдельные кристаллы встречаются очень редко. Они принадлежат к так называемой кубической сингонии (восьмигранники-октаэдры, двенадцатигранники-додекаэдры, кубы). Размеры отдельных кристаллов достигают в поперечнике 3 см, а их древовидные агрегаты-дендриты бывают длиной 10 сантиметров. В искусственных сплавах сросшиеся кристаллы образуют неправильные многогранники.
“Кристаллы золота издавна были возлюбленным объектом для изучения кристаллической решетки”– пишет американский ученый Джордж Дариус (1986). Он рассказал про уникальные исследования японских физиков Хацуширо Хасимото и его коллеги из университета в Осаке, повысили разрешающую способность электронного микроскопа до 0,5 Ангстрем, что позволило наблюдать движение отдельных атомов в кристаллах.
« – На фото, полученных ими(рис. 17), виден каждый атом золота, расположенный в кристаллографической плоскости (111). Все атомы золота похожи друг на друга, ничто не отличает один слой кристаллической решетки (А, В и С) от другого... Большинство атомов выстроены в непрерывные цепи (АВСАВС).
Для физиков подобные фотографии – истинные золотые россыпи», – завершает Д. Дариус свой любопытный рассказ. Он как нельзя лучше подтверждает наш тезис: кристаллическая решетка золота почти идеальна, что мы видим на рисунке Дариуса.
Лишь вблизи центра рисунка видна локальная дислокация: часть одного слоя атомов сдвинута на 0,5-1,0 Ангстрема вбок относительно остальных. Но такое состояние длится недолго, менее 1/30 доли секунды. Потом дефект или рассасывается совсем, или перемещается в другие ряды.
По-видимому, перемещение этой неоднородности в кристалле золота как-то соответствует движению так называемых “фононов”, открытых в начале 30-х годов XX века Нобелевским лауреатом советским академиком Игорем Таммом. Эти виртуальные микрочастицы (“кванты звука”) передают в твердой среде упругие колебания, а кристаллическая решетка по тепловым свойствам аналогична фононному газу. Подобные звуковые частицы витают вокруг всех граней октаэдрического кристалла золота , изображенного на марке художника Алексея Федулова, выпущенной в 2000.
Кстати, в числе многих наград Игоря Тамма одна особенно почетна: в 1967 году он был удостоен Золотой медали имени М. В. Ломоносова Академии наук СССР «за выдающиеся достижения в теории элементарных частиц и других областях квантовой физики».
Основной стабильный изотоп золота имеет атомный вес 196,96654. Кроме него, существуют еще 26 радионуклидов золота с диапазоном изотопных масс от 176 до 204 (заметим, почти столько же, как у расщепляющихся элементов уранового ряда). Их период полураспада от нескольких секунд до 15,8 лет. Изотопы 190Аu, 196Аu и 199Аu относятся к средней группе радиационной опасности и их содержание в изделиях строго контролируется. По присутствию искусственных изотопов золота, полученных после облучения образцов любого состава в атомном реакторе, можно узнать о малейших концентрациях этого элемента в данном веществе. Этот метод анализа так и называется атомно-активационным.
Рис. 17.
Атомное строение кристалла золота. В центре рисунка виден сдвиг одного слоя
относительно других. Ув. 20 000 000. Фото Хацуширо Хасимото.
По Д. Дариус, 1986.
Золото – элемент очень противоречивый.
С одной стороны – сверхредкий. Его кларк (среднее содержание в земной коре) равен 0,0000003 %, по другим данным 0,00000043 % или чуть более. То есть, в среднем, в одном килограмме земного вещества содержится от 3 до 5 микрограммов нашего металла. Для сравнения — кларк серебра в 15-20 раз больше, а железа даже в 10 миллионов раз!
С другой стороны, по известному выражению академика Владимира Ивановича Вернадского, этот элемент “всюдный, присутствующий во всякой почве, во всякой горной породе, …находящийся в вечно подвижных равновесиях в водных растворах”. То есть он встречается почти везде, в любых веществах. Всюдности этого элемента в большой мере не мешает, или даже способствует его противоречивость: благодаря этому свойству золото может оказаться в любой природной нише.
Другими словами, этот элемент проявляет выраженные свойства и центростремительности, и центробежности: с одной стороны, оно накапливается и в природе (самородки), и в обществе (сейфы, клады и т.д.). С другой стороны, но оно рассеивается по всей планете и естественным путем (плавучее и коллоидное золото), и человечеством (например, тезаврация). Он почти самый рассеянный по планете. По степени рассеяния его превзошли только радиоактивные элементы – уран и радий. Эта вездесущность героя нашего повествования очень важна с точки зрения геохимии, экологии и других наук, даже социологии и психологии. Заметим, что если большая роль радиоактивных элементов в геологии и биологии более-менее ясна, то функции золота в геосфере и биосфере до конца еще далеко не изучены.
Уместно обратить внимание и на такой факт: золото является самым концентрируемым (собирающимся) элементом из всех, известных на планете. И в природе, и в обществе. В чистейших самородках его содержание превышают среднее для земной коры в сто миллионов раз, то есть на восемь порядков! В этом также отражается его очень большая противоречивость.
С малым кларком золота связано и еще одна его примечательная и, к тому же, количественная характеристика. Это качество называется технофильностью (“любовью к технике”). Оно измеряется отношением объема ежегодной добычи того или иного элемента к его содержанию в земной коре. Судя по этому показателю, золото является металлом, почти самым возлюбленным нашей технической цивилизацией. Пожалуй, превзошли его в этом отношении только железо и медь. Недаром некоторые «философы» любят порассуждать о том, что де без золота, если очень надо, можно как-то обойтись, а вот без железа вряд ли…
Безусловно, все эти сведения приложимы только к более или менее хорошо изученной верхней части земной коры. О том, что творится под ней, в мантии и в земном ядре, мы можем только предполагать...
Почти чемпион в физическом многоборье
Очень примечательны физические свойства золота.
Прежде всего, оно обладает почти самой большой в природе удельной плотностью: Pt - 21,5 г/см3, Au - 19,32 г/см3, Hg - 13,6 г/см3, Pb - 11,4 г/см3, Ag - 10,5 г/см3 . И при этом плотность “естественного” самородного минерала меняется от 15 до 19,2 г/см3, в зависимости от количества и состава примесей. Литр золотого песка имеет массу около 16 кг, стакан – около 3 кг. Так что, обладая некоторым опытом, золото трудно, почти невозможно перепутать с другим веществом даже в темноте. Такое оно тяжелое. В темноте трудно отличить тяжелый желтый металл от белого, то есть от платины. Но очень немногие имеют дело с платиной в столь ощутимых количествах
Золото – вещество легко узнаваемое и сравнительно легко проверяемое на подлинность. Не только по плотности, но и по цвету, почти всегда одинаковому.
Какого же цвета чистое природное золото? Ответ может быть простым и быстрым: золотистого, цвета солнца. Называют этот цвет и золотисто-желтым, ярко-желтым и просто желтым. И каждый ответ будет правильным. Действительно, таким характерным, почти одинаковым цветом, в большинстве случаев, обладают и природные образования, и монеты, и другие изделия. Предметов схожего цвета, но другого состава, почти нет. Только очень тонкий порошок того же чистого золота может стать коричневатым, темно-фиолетовым и даже красным, А тончайшая золотая фольга, полупрозрачная при ярком свете, выглядит зеленоватой, синевато-зеленой.
Но если мы в Эрмитаже, в Оружейной палате или в Минералогическом музее внимательно вглядимся в сверкающее великолепие золотых вещей, то заметим, насколько разнообразна цветовая гамма всего того, что мы называем одним словом — золото. Многие золотые изделия отличаются друг от друга едва заметным оттенком желтого цвета, зависящим от содержания в них примесей (так называемой лигатуры). И даже тогда, когда примесей очень немного, когда чистоту металла можно определить только с помощью пробирного камня или используя современные лабораторные приборы, цвет его может немного, но все же заметно меняться.
Наглядным примером могут служить почтовые марки из золота, выпущенные многими странами мира. По цвету они почти не отличаются друг от друга. Золотая фольга, служившая для их изготовления, только чуть-чуть разнится по составу. Эти оригинальные почтовые миниатюры являютсясамыми блестящими, блистательными и привлекательными в любой коллекции. Всего же почтовых сувениров, так или иначе входящих в «золотую» коллекцию, насчитывается более 1000 штук (Бакшт, 2000, 2015).
Кстати, золото очень привлекательно и для многих животных: птиц, муравьев и термитов. Особенно для этих умных шестиногих насекомых, в гнёздах которых присутствие его описано еще Геродотом в V веке до н. э., а потом и другими. Между прочим, отметим, что купола гнёзд муравьёв и термитов в золотоносных районах нередко бывают намагничены благодаря присутствию железосодержащих минералов – спутников золота (Бакшт, 1990, 2000, 2006, 2011).
А вот как животные опознают золото? И зачем они это делают? Нам, людям, это по сей день непонятно.
Ещё о цвете и твёрдости металла
Изучая природные соединения золота и экспериментируя с различными примесями, химики и металлурги давно научились подбирать состав лигатуры для получения нужного цвета.
Например, если взять 75 частей чистейшего золота и добавить к нему 25 частей серебра, то получится сплав светло-желтого цвета, называемый электрумом. Этот минерал распространен и в природе, встречаясь в россыпях и в рудных жилах.
Если затем постепенно заменять серебро медью, не меняя содержания золота, то последовательно будут получаться сплавы бледно-зеленовато-желтого, бледно-желтого, ярко-желтого (как яичный желток), бледно-красно-желтого, оранжевого и красного (с желтым отливом) цветов. Красноватое медистое золото часто встречается в гробницах фараонов Древнего Египта, где высоко ценилось именно оно. Его почитали здесь как священный металл, ниспосланный с неба. По-видимому, цвет его был подобен цвету солнца, такого, какой оно приобретает при замутнении воздуха перед хамсином – пыльной бурей в пустыне.
Заметим, что золотой цвет (вместе с зеленым или самостоятельно) у многих народов издревле являлся символом возрождения, обновления мира. Например, весной яйца традиционно красят в золотистый цвет в разных странах. Такими же – золотыми – были многочисленные статуи божеств в Индии, доколумбовой Латинской Америке и др.
Если в золотом сплаве будет 20 % палладия и 5 % серебра, то получится “белое золото” чисто белого цвета, но не снежного, молочного, а бело-стального оттенка. Если в лигатуре присутствует хоть немного никеля, то белое золото будет чуть отливать желтизной. А двухкомпонентное палладистое золото, называемое порпецитом, имеет совсем некрасивый грязно-белый с бронзовым отливом цвет. Оно встречается только в Бразилии, где известно как “гнилое золото”.
В Калифорнии, Колумбии и Индонезии были обнаружены природные амальгамы золота серебристо-белого и светло-желтого цветов. Эти золото-ртутные соединения (растворы) встречаютсяочень редко. А были известны они с глубокой древности. В книгах алхимиков повторялось: «Амальгам есть средство, во многих странах употребляемое к извлечению золота и серебра из рудных глыб».
Еще древние римляне применяли при золотодобыче ртуть, добывавшуюся на испанском руднике Альмаден. Кстати, этот рудник очень успешно действует до сих пор.
Необыкновенный светлозеленый оттенок приобретает естественное золото, содержащее примесь теллура. Такими самородками редкого вида славится рудник Лидж-Майн в штате Невада (США).
И совсем нет естественных сплавов золота с алюминием. Правда, современные ювелиры научились их делать. При содержании 22 % алюминия сплав неожиданно приобрел рубиново-красный цвет.
Особенностью золота является его очень высокая способность отражать свет. Попросту говоря, золото обладает очень сильным, ярким металлическим блеском. В этом отношении оно почтидостигает галлия и ртути, то есть самых легкоплавких металлов. При этом характерно, что зернышки и кристаллики золота, будучи смоченными водой, свой блеск не меняют. Не изменяется и интенсивность светоотражения при рассматривании этих зернышек под разными углами, то есть во всех ракурсах. Как ни крути в руках образец, блеск остается неизменным. Этим отличается наш металл от некоторых минералов, похожих на него по цвету (сульфидов и слюд) – тех, которых иногда зовут «кошачьим золотом».
Нельзя не упомянуть об изделиях, не содержащих никакого золота, но очень на него похожих по цвету. Этим “желтым металлом” может быть оловянистая бронза (сплав меди с оловом). Похожи на золотые и сувениры из металла циркония. Таким же цветом обладает тонкая пленка нитрида титана, наносимая методом вакуумного напыления (в сильном электрическом поле) на металлические, стеклянные, пластмассовые и другие поверхности. Всем нам знакомы такие часы, посуда, зубные коронки и разные безделушки.
Опытные мастера золотых дел утверждают, что, по едва уловимым оттенкам, они могут не только оценить присутствие тех или иных примесей, но и узнать, на каком заводе выпущен этот слиток(рис. 18, 19).Более того, говорят они, разные слитки отличаются друг от друга даже на ощупь. Оказывается, золото может быть «жирным», «теплым», почти не уступая в этом тактильном тесте немногим сравнительно мягким минералам, в том числе гипсу, глинистому монтмориллониту, тальку. Кстати, так агрономы и полеводы, пощупав пальцами, определяют сорт зерна и его спелость.
Интересно, что почти мистической способностью распознавать золото на ощупь обладали еще древние индийские и другие маги, которые с завязанными глазами отличали драгоценности от подделок, золотые буквы в рукописях от других и т. д.
А вот знающий ювелир золото даже одной и той же 585-й пробы может назвать или турецким, или европейским (светлое, желтое, с серебром), а то и российским (красноватое, медистое). Изделие из очень мягкого высокопробного желтого металла с большой долей вероятности он определит как дальневосточное, то есть китайское или японское: там к сувенирам из сравнительно дешевых, хотя и прочных золотых сплавов относятся несколько пренебрежительно.
Такое чистое почти стопроцентное золото в России когда-то называли червонным: при слабом нагревании оно отсвечивало красным цветом.
Золото — очень мягкий металл, почти самый мягкий. Оно легко царапается железным ножом. Только свинец и олово намного мягче чистого золота. Его твердость по принятой в минералогии шкале Мооса равна 2,5-3,7, то есть находится между гипсом и кальцитом. Об этом прекрасно знают геологи и часто пользуются этим свойством: надо только чем-то поцарапать малюсенькие желтые зернышки, сияющие на поверхности образца. В качестве инструмента может быть использованы нож или иголка, а то и просто остроконечный обломок стекла или кварца. Если на желтой поверхности останется свежая и очень блестящая черта, то это значит, что перед нами вожделенное золото. Если же черточка не появилась, то мы, скорее всего, имеем дело, с пиритом.
Большинство известных минералов золота (17 из 28) относятся к мягким и даже кочень мягким веществам.
Из-за своей мягкости чистое золото очень легко истирается. Изделия из него быстро царапаются, утрачивая свою чистоту и блеск. Изнашиваются и “худеют”, теряя в весе, монеты, которые с древних времен изготавливаются из золота. Чтобы избежать этого, приходится добавлять лигатурные примеси, делающие изделия более крепкими. Обычно это серебро или медь. Но даже изготовленные из таких специальных сплавов монеты оставляют свой невидимый след на всём — на руках, бумаге и на специальных бархатных подстилках, используемых ювелирами и банковскими кассирами. Достаточно пропустить по листу бумаги несколько сотен золотых монеток, чтобы он стал по-настоящему драгоценным. Теперь его нельзя выбрасывать, а надо сжечь и потом извлечь из золы некогда прилипший к листику металл. Именно поэтому на монетных дворах и других золотоделательных предприятиях все работники пред выходом из цехов тщательно моют руки. Под мойкой стоит фильтр, собирающий невидимые глазу частицы драгоценных металлов.
Но, кроме полезной лигатуры, есть и вредные для золота примеси — это свинец, платина, кадмий, висмут, теллур, не говоря уже о мышьяке и сере. Они делают вещички из золота очень хрупкими.
Золото не просто мягкое, как глина, тесто или вата. Оно очень вязкое, тягучее, ковкое. Физики говорят — это самый пластичный из всех металлов. У него большая прочность на растяжение — до 3300 кг/см2, почти такая же, как у платины и палладия. Благодаря этому пластинку из чистого золота или сплава не ниже 970 пробы массой в 1 грамм можно расплющить в тончайший и прозрачный листок синевато-зеленого цвета площадью в 1 квадратный метр и толщиной до 5 микрон, иногда даже до 0,2 микрона. И делают это мастера-золотобои только вручную! Никакой машине это не под силу. А изготовление технической фольги толщиной 30 микрон для технических целей в конце 20-го века стало обычным делом.
В начале 21-го века речь пошла уже о проволочках из золота и других благородных металлов толщиной в единицы нанометров. Но их получают уже не механическим, а остроумным электрохимическим и биотехническим способом.
На Подольском заводе “Микропровод” уже в 50-х годах ХХ века капельку золота массой в 1 граммов могли вытянуть в проволоку длиною в 3420 метров! Даже вместе со стеклянной или пластмассовой изоляцией она в семь раз тоньше человеческого волоса. В порядке опыта на этом же заводе ухитрились получить золотую нить диаметром всего в 2,5 микрона. Такие проволочки незаменимы в компьютерной микроэлектронике.
Известны и изделия из золота размером в десятки микрон.
Итак, мы уже готовы сделать важный вывод: и чистое очень мягкое золото, и хрупкие его сплавы весьма податливы механическому воздействию и разрушению. Именно поэтому золотые самородки и крупные зерна, переносимые речными потоками вместе с песком и галькой, быстро истираются и превращаются в тончайшую пыль, в так называемое “плавучее золото”. Оно даже может переноситься ветром на оченьбольшие расстояния. Некоторые геологи полагают, что даже существуют россыпи эолового (ветрового) происхождения. При этом его мельчайшие пластинчатые пылинки несут на себе характерные царапины — следы ветровой эрозии.
Во время долгого путешествия по земной поверхности золотинки и самородки приобретают округлую форму, становятся, как говорят геологи, окатанными.
Температуры плавления и кипения, соответственно, 1064 0С и 2947 0С, то естьпочти самые низкие из благородных металлов (только у серебра несколько меньше). В жидком виде золото превращается в зеленую жидкость. При 1250 0С испаряется около 0,2 % золота, образуя “металлический туман” в виде мельчайших капелек. Различные вредные примеси (мышьяк, сурьма, ртуть и другие) повышают летучесть сплава до 10 раз.
Золото –почти “рекордсмен” среди металлов по электропроводности. Его электрическое сопротивление равно всего 0,207 Ом.мм2. Сравните: у алюминия — 0,285 Ом.мм2 и у железа — около 0,1 Ом.мм2. Но все же золото уступает в этом чистым палладию (0,108), серебру (0,150) и меди (0,175). Это его свойство, как и другие, играет немалую роль в распределении металла по поверхности планеты. Широко используется это свойство и в современной электронике.
Чистые золотые материалы почти идеально совместимы с живой тканью. Во многом это определяется очень малой электрохимической активностью их взаимодействия со средой организма. Исследования показали, что только углерод, золото и платина имеют близкие значения электрохимического потенциала по отношению к биотканям, соответственно +0,330, + 0,332 и +0,334 мВ. Поверхностная энергия этих элементов составляет 20-30 эрг/см2, что также соответствует свойствам ткани организма. Следовательно, при их имплантации в организме человека почтиисключаются гальвано-электрические и другие процессы, которые приводят к разрушению живой ткани или имплантанта.
По теплопроводности, то есть способности передавать тепло другим предметам, золото также почти чемпион. Однако и здесь оно уступает первенство, но всего только трём металлам — кобальту, серебру и меди. Так, может быть, об этом стоит подумать: а не изготавливать ли из этих металлов радиаторы отопительных систем?
И по удельной теплоемкости, характеризующей количество тепловой энергии, поглощаемой веществом при нагревании, золото тоже почти рекордсмен: оно стоит на втором месте после висмута, значительно обогнав ртуть, серебро и медь.
Золото почти не магнитное, его способность намагничиваться в сотни тысяч раз меньше, чем у железа. Но стоит к нему примешать очень немного железа, какие-то десятые или даже сотые доли процента, и оно приобретает способность сильно намагничиваться, действуя на приборы, почти как магнетитовая руда.
На Урале был однажды найден сравнительно небольшой, но весьма экстравагантный кусочек природного сплава золота и серебра, содержащего лишь десятые доли процента железа. Но и такой небольшой примеси оказалось вполне достаточной, чтобы этот образец сильно намагнитился, подобно железной руде. Описали этот необыкновенный образец академик В. А. Обручев и уральский геолог Д. П. Григорьев в середине прошлого века (1945).
Золото пахнет?
Золото не обладает запахом. Во всяком случае, это утверждение почти верно: “деньги не пахнут” – гласит древнее латинское изречение, приписываемое императору Веспасиану, который ввел в Риме плату за пользование общественными туалетами. Но это утверждение не относится к современным бумажным деньгам: хорошо обученная собака может быстро обнаружить по запаху свежеотпечатанные купюры, собранные в достаточно большую пачку. А совсем недавно во Франции удалось получить золотосодержащее вещество, которое, как уверяют французские парфюмеры, обладает приятным и специфическим запахом. Получается, что деньги не пахнут, а золото пахнет?
Во всяком случае, сказанное справедливо для нас с вами, для людей. Не исключено, что другие существа обладают другими, более чувствительными органами обоняния. Возможно, что запах золота, как и других металлов, чувствуют некоторые насекомые, в частности, муравьи и термиты. Почему бы и нет? Если они обладают способностью различать цвета и радиоактивность, то ощущать малейшие химические изменения в концентрации веществ им вполне доступно (Бакшт, 2011).
Универсальная формула расчета цены
Интересны рыночные свойства элемента-79.
Во-первых, оно почти всегда устойчиво дорожает относительно других товаров, что отмечал еще Карл Маркс в середине XIX века. Писали об этом еще Страбон и многие его последователи, вплоть до современных экономистов (Аникин А.В., 1984 и др.).
Исторически цена нашего драгоценного металла P может быть определена общей эмпирической формулой:
P = f {(x, y, z, h), T, К},
где
x, y, z – прямоугольные координаты центров золотодобычи (по широте, долготе и высоте н. у. м.) относительно центров потребления;
h– глубина горных выработок, из которых извлекается золото;
Т– реальное или историческое время, отражающее расширение областей применения драгоценного металла, то есть повышение спроса на него.
К – эмпирический (но системный!) коэффициент пропорциональности, зависящий от принятых конкретных условий подсчета и учитывающий технологию добычи и обработки, социально-экономическую ситуацию и др.
Приведенная выше формула универсальна, она справедлива для любых значений входящих в нее переменных. Сказанное справедливо почти для всех народов и культур. Например, известный русский путешественник и этнограф середины XIX века Николай Николаевич Миклухо-Маклай отмечал, что папуасы, жившие на острове Новая Гвинея еще в условиях каменного века, чрезвычайно высоко ценили изделия из золота.
Заметим, что коэффициент Т обычно не может быть меньше какой-то минимальной величины, то есть в пределах небольших временных отрезков (дней, месяцев и, иногда, даже лет) цена на золото может временно (но только временно!) падать или не изменяться. Поэтому золото, при всей его оригинальности, не всегда, а только почти всегда остается ликвидным товаром. Исключение – периоды голода и т.п., когда жизнь или здоровье оказываются дороже золота. В связи с этим вспоминается история о мифическом царе Мидасе или реальные концлагеря XX века…
Коэффициент K всегда положителен и отличен от единицы, то есть золото как товар всегда чего-то стоит, так как для его приобретения всегда нужно затратить какое-то количество минимально необходимого труда, о чем некогда писал Карл Маркс. Даже для того, чтобы просто поднять самородок, необходимо нагнуться и поднять камень, то есть затратить какое-то определённое усилие, выполнить какую-то минимальную работу.
Другими словами, золото тем дороже, чем дальше от центров потребления находятся залежи руд, чем глубже надо копать шахты, чем дольше и лучше человечество оценивает это полезное ископаемое, постоянно нуждаясь в нем. Кстати,самая глубокая шахта на Земле (5000 метров) служит именно для добычи желтого металла. Она находится в ЮАР близ Йоханнесбурга и называется Тау-Тона («Великий лев»). Она строилась пять лет и с 1982 года дала владельцам 1200 тонн золота. В той же ЮАР есть и другие, не очень уступающие Тау-Тоне шахты: «Витватерсранд» (4,5 километра глубиной), а также «Западная шахта глубокого залегания» (WesternDeepLevelsMine) – 3,9 километра. Последняя находится на руднике "Мпоненг". Компания «AngloGoldAshanti» производит там «всего» около 17 тонн золота в год1.
Во-вторых, золото, наряду с очень немногими другими металлами, является уникальным товаром: цена на него может расти, а темпы роста его производства иногда годами почти не меняются. Поэтому вдумчивые исследователи называют золото своеобразной экономической аномалией, или внеконьюнктурным полезным ископаемым. Но общая тенденция увеличения объемов добычи золота и, особенно, перерабатываемой золотоносной руды (горной массы), вне зависимости от рыночных цен, сохраняется. Например, только с 1969 по 1982 год отношение содержания золота в руде к его среднему содержанию в земной коре упало с 4000 до 1600, то есть в два с половиной раза (Скиннер, 1989). В 1950 году среднее по миру содержание этого металла в руде составляло примерно 12 г/т, а в 2010 году упало примерно до 3-х г/т. Эта тенденция не меняется достаточно долго – и в мире, и в России.
Примечательно, что в благоприятные периоды бескризисного развития мирового сообщества увеличение золотодобычи (4,0 % в год) происходит намного быстрее, чем прирост населения (1,7 % в год).
Объясняется это очень просто: человечество, в общем и целом, несмотря ни на что, все богатеет и богатеет. Если, конечно, за меру богатства принимать то количество золота, которое хранится в банковских сейфах и в наших шкатулках с драгоценностями.
Но богатеет мир очень и очень неравномерно. Богатые люди и страны становятся еще богаче, а бедные (относительно) беднеют и беднеют. То есть золото прилипчиво. Оправдывается пословица: «Деньги к деньгам идут». Поэтому можно даже сказать, что в обществе протекают похожие, или почти те же процессы концентрации нашего элемента, что и в природе. То есть со временем растут и увеличиваются как запасы – в сейфах, так и – в недрах – в самородках и в золоторудных месторождениях. Но эти изменения происходят у людей за годы и века, а в природе – за многие тысячи и миллионы лет.
Металл мистический и наркотический
И, наконец, есть у золота еще одно какое-то почти мистическое свойство — оно, как огонь, притягивает к себе взгляды, мысли и, иногда, даже руки людей. Оно может согреть руки и души, но оно может опалить и даже напрочь сжечь их. Благодаря своим чудесным свойствам оно обладает некоторой зловещей, но в то же время неотвратимо притягательной силой. Не случайно его даже зовут “наркотическим” металлом, способным гипнотизировать людей, доводить многих до полного безумия, заставляя их совершать и преступления, и подвиги...
Только что было сказано: предмет нашего разговора «притягивает к себе взгляды и мысли людей…». Блеск золота особо приятен человеку. Этот цвет самыйпритягательный для восприятия, и не только для человеческих, но и многих других глаз. Причём установлен, что золотые игрушки первыми выделяют среди других даже младенцы. На это давно обратили внимание художники. Таким светом сияют полотна великих и просто известных светских художников прошлого – Х. Рембрандта, В. Тициана, И. Айвазовского, И. Левитана, С. Дали, Б. Нахшонаи наших современников Л. Афренова, Т. Кинкейда, Е. Лупшина, Р. Маклейна, Ч. Уайта и др. Вспомним хотя бы только божественный свет «Данаи» Вечеллио Тициана или картины Ивана Айвазовского, который гениально подчеркнул исключительную фактуру золотистого оттенка неземного солнечного света, озаряющего море и просто белые облака.
Знают об этом дизайнеры, психологи и даже торговцы! Они учитывают, что взгляд покупателя невольно останавливается на упаковках, мерцающих золотом. И, заметив на полке упаковку, украшенную сверкающей золотоцветной (но отнюдь не золотой!) фольгой, покупатель тянется к ней, даже если рядом будет стоять более высококачественный товар, но не блеснувший желтым металлом. Об этом хорошо известно маркетологам и продавцам.
Таким приемом часто пользовались и православные иконописцы. И не только они, но и архитекторы: вспомните церкви и храмы, у которых «купола всегда кроют золотом» (Владимир Высоцкий). Несведущие люди, часто даже считающиеся искусствоведами, рассматривают богатую отделку икон и храмов лишь с меркантильной точки зрения: сколько тут драгоценного золота! Но перед древним иконописцем такая задача и не стояла — он изображал «другой» мир, другое измерение. И золото, как граничный солнечный слой, разделяющий земной и верхний «горний» миры, отлично подходит для этого.
Металл космический, политический и божественный
Золото гармонично сочетается с любой цветовой гаммой, не подавляя другой цвет, а даже усиливая его. Почему это так?
Дело в оптико-физических закономерностях. Например, израильские ученые показали, что особые цвета Золотого Иерусалима — это не устойчивый миф, а результат уникальных условий отражения солнечных лучей от поверхности иерусалимского «золотого камня»— особого плотного кристаллического (мраморизованного) известняка. Это мы можем увидеть на множестве картин, фотографий и почтовых марок (рис. 20, 21). По мнению современного израильского художника Йонатана Кис-Лева, золотой цвет – самый интерактивный (взаимодействующий с наблюдателем): ведь только он реагирует на движение зрителя — танцует, прыгает и ликует вместе с ним. Поэтому автор пишет золотом не только купола, но и другие элементы города (Кис-Лев, 2009).
Замечено, что золотые зерна в камне, изделии или сооружении не меняют свой натуральный цвет в любом ракурсе. В этом их отличии от прочих желтых выделений может убедиться каждый пытливый наблюдатель, сравнивая мелкие вкрапленники подлинного металла с так называемым «кошачьим золотом» – сульфидами (пирит, халькопирит) или слюдами (мусковит).
Таким образом, высочайшие художественные эстетические свойства предмета нашего разговора немало способствуют тому, что золото очень долго, почти на всем протяжении истории, остается признанным символом богатства и является самымполитическим металлом: ни один металл, ни один товар так не влияет на политику, как это «презренное» вещество! Можно, конечно, поставить в один ряд с ним нефть и наркотики, рабов и пресную воду, еще что-нибудь. Но все эти движущие силы мировой политики оказываются преходящими, временными. А погоня за золотом продолжает оставаться мотивом бесконечного числа поступков (в том числе и преступлений!) людей, начиная от «обыкновенного» воровства и кончая кровопролитными войнами.
Свойства золота обеспечивают и его необыкновенную способность рассеиваться по всему миру. Поэтому оно и присутствует почти везде и почти всюду. В Космосе, в земном кварце, в угле и глине, в сульфидах и, конечно, в живых биотканях. В одном только околоземном астероиде Эрос металла содержится больше, чем на нашей планете.
И даже на страницах очень многих книг его много – и буквально, и в переносном смысле. Например, в Библии оно упоминается "всего" 593 раза, в том числе в Ветхом завете 552 раза, у Гомера 229 раз, у Нострадамуса 28 раз. О золоте писали Плиний и Шекспир, Гёте и Пушкин, Джек Лондон и многие, очень многие другие…
А вспомним, что многие старинные издания Торы и Библии, в которых золоту уделено много внимания (как самому часто встречающемуся в этой книге названию вещества), украшены настоящим натуральным золотом (рис. 22, 23). С этим, связано особое свойство золота, как самого святого, сакрального вещества, содержащего в себе элементы божественной сущности. И эти свойства надо беречь даже при изготовлении из драгоценного металла священных предметов: ковчега, посуды или меноры (светильника-семисвечника). На их сотворение их может быть употреблено только золото, причём золото самое чистое (рис. 24-26). Менору предписывалось изготавливать (обязательно!) только из одного куска: «И вот устройство меноры: из цельного слитка золота выкована она, до самого основания её, до цветков её, из цельного слитка выкована она»(Тора, Книга чисел, 8:1 – 4). Другими словами, золото не совместимо с фальшью и подделкой, с примесями и неоднородностями.
В заключение отметим, что о популярности золота (и как вещества, и как одной из единиц речи) свидетельствует то, что это слово и производные от него понятия и термины очень часто употребляются носителями многих древних и современных языков. В том числе и древних индийских, семитских, славянских, тюркских и других (О.В. Борхвальд, 1998, 2000. Словарь коммерческий, 1792 и др.). И не только для простой фиксации цвета какого-либо предмета, но и как возвышенного эпитета, характеризующего его особую, выдающуюся сущность (Золотой город, Золотой Иордан, Золотой Рог, и т.д.) (рис. 27 – 33). Заметим, что золотой цвет (вместе с зеленым илисамостоятельно) у многих народов издревле являлся символом возрождения, обновления мира. Например, весной яйца традиционно красят в золотистый цвет в разных странах. Такими же – золотыми – были многочисленные статуи божеств в Индии, у народов доколумбовой Латинской Америке и др. (рис. 34 – 36).
Автор искренне благодарит оказавших ему большую помощь в подготовке статьи геологов Тамару Бакшт, Надежду Ермолаеву, Любовь Козедубову, Владимира Пергамента.
Литература
1. Аникин А.В. Золото. Международный экономический аспект. Изд.2-е. – М.: Международные отношения, 1984. – 336 с.
2. Бакшт Ф. Б. Магнитные муравейники// Природа, 1990, № 7. – С. 60-63.
3. Бакшт Ф. Б. Земля – наш дом. Экология и филателия. Марки рассказывают о планете. – Красноярск: Изд-во Витал, 2000. – 324 с. + 999 илл.
4 Бакшт Ф. Б. Тайна «муравьиного золота»// Филателия. № 4, 2006. – С. 16-18.
5. Бакшт Ф. Б. Куча чудес: Муравейник глазами геолога. Изд. 2-ое, испр. и дополн. – Томск: Печатная мануфактура, 2011. – 168 с.
6. Бакшт Ф.Б. Золотые купола// Филателия. – 2015. № 3, – С. 24-26; № 4.– С. 24-28.
7. Борхвальд О. В. Словарь золотого промысла Российской империи. – М. Русский путь, 1998. – 240 с.
8. Борхвальд О. В. Исторический идеографический словарь наименований золота и золотых сплавов/ Лексика русской золотопромышленности в историческом освещении. – М.: Московский лицей, 2000. – 442 с. Прил. 3.
9. Геродот. История в девяти томах. – Л.: Наука. 1972. –С. !70-171.
10. Длусский Г.М. Муравьи рода Formika. – М.: Наука. 1967. – 236 с.
11. Дариус Дж. Недоступное глазу: Пер. с англ. – М.: Мир, 1986. – С. 189-190.
12. Ефремов И.А. На краю Ойкумены/ Сочинения: В 3 томах/ Сост. С. Г. Жемайтис; Худ. В. Максин. – М.: Молодая гвардия, 1975. Т. 2. – С. 105-356.
13. Иванов В. В. Золото/ Экологическая геохимия элементов. Справочник в 6 кн. Кн. 5, Редкие d-элементы. – М.: Экология, 1997. – С. 407-457.
14. Йонатан Кис-Лев: видение художника, ШиранШафирБучвальд, Галерея Шорашим, – Тель-Авив, Израиль, 2009
15. Николаев С. М. Статистика современной минералогической информации. – Новосибирск: Издательство СО РАН. Филиал «Гео», 2000, – 70 с.
16. Обручев В. А., Григорьев Д.П. Самородное магнитное золото// ДАН СССР, 1945, т. XLVI, 7, – С. 318-320.
17. Скиннер Б. Хватит ли человечеству земных ресурсов? Пер. с англ. – М.: Мир, 1989. – С. 147.
18. Словарь коммерческий/ Пер. с франц. Василия Оевшина. Части 1 - 7. 1787 – 1792. – М.: Тип. Комп. Типографич. – С. 61.
19. Тора. Бемидбар (Книга чисел), 8:1 – 4.
20. Фосс Г. В. Золото (типы месторождений, история добычи, сырьевые базы). – М.: Госгеолтехиздат, 1963. – 174 с.
