Зерно - начало и основа

Начало жизни золотинки - возникновение центра кристаллизации, маленького зародыша будущего индивида. Он может вырасти в кристалл, дендрит или стать неправильным выделением. Несколько центров кристаллизации, возникших поблизости, дают начало ряду индивидов. Разрастаясь, они могут соприкоснуться друг с другом и образовать агрегат, имеющий общую поверхность, но разделенный внутренними границами на прилегающие друг к другу зерна (рис. 18).

Рис. 18. Зернистое внутреннее строение золотинки. По периферии зерен и их границам развита кайма, обедненная серебром (белое). Полированный срез, протравленный раствором хромового ангидрида в соляной кислоте. Увел. 200

Зародыши зерен самородного золота возникают в рудоносных растворах и в твердых минералах золота (например, теллуридах), и даже в самих золотинках внутри уже существующих зерен - при перекристаллизации. Золотинки могли расти и в магматических расплавах, например, при формировании медно-никелевых месторождений. Существуют предположения, что кристаллизация золота в некоторых месторождениях происходит из газообразного состояния. Но наиболее часто приходится наблюдать результат роста золотинки из раствора. При этом центры кристаллизации обычно появлялись на стенках трещин в рудных телах, сложенных кварцем и другими минералами. Индивиды росли в одном направлении перпендикулярно плоскости стенки, образуя однорядный сросток зерен. В более широких трещинках зерна росли от обеих стенок к центру и, смыкаясь, образовывали двухрядное выделение.

В благоприятных условиях, когда центров кристаллизации было мало и росшему индивиду не мешали ни зерна-соседи, ни вмещающие минералы, возникали кристаллы. В особых условиях роста, о которых мы упоминали, возникали скелетные кристаллы, появлялись дендриты. Эти золотинки, как и кристаллы, не расчленяются на зерна и не имеют межзерновых границ, исключая случаи срастания друг с другом дентритов, скелетов, кристаллов.

Если два индивида срастаются закономерно, например, по грани октаэдра, то образуется двойник. Плоскость срастания видна внутри зерна или кристалла в виде двойникового шва - линейной границы. Двойникование связывают с внутренними напряжениями кристаллической решетки минерала, вызванными наличием примесей. Но можно думать, что двойники появляются и в результате механических деформаций. Это подтверждается развитием двойников у золотинок, практически лишенных примесей и более чем на 99% состоящих из золота. Кроме того, широкое распространение двойников у тонких, легко сминающихся, проволочных, волосовидных и лентовидных золотин также убеждает в возможности образования двойников у кристаллов, деформирующихся еще в процессе роста.

Для золотинок типичны не только простые двойники, состоящие из двух половинок (субиндивидов). Часто срастаются три субиндивида, причем средний на срезе представлен полоской различной толщины у разных золотинок. Встречаются и полисинтетические двойники, образующие чередование нескольких полосок на срезе (рис. 19).

Рис. 19. Двойники в зернах золота. Полированный срез, протравленный царской водкой. Увел. 130

Для того, чтобы наблюдать эти простейшие элементы внутреннего строения (внутренней структуры) золотинок, их следует определенным образом подготовить.

Внутренняя структура выявляется с помощью травления полированных срезов золотинок химическими реактивами. Необходимый препарат получают двумя способами. Распиливают кусочек руды, содержащий золотинки, шлифуют, а затем полируют поверхность распила. Так получают аншлиф. Золотинки в нем могут быть видимыми простым глазом или при небольшом увеличении, а могут различаться только с помощью микроскопа.

Второй способ заключается в приготовлении монтированных аншлифов (брикетов). Для этого извлеченные из руды золотинки запрессовываются в цементирующую массу, чаще всего - в эпоксидную смолу, затем брикеты шлифуют и полируют.

Золотинки в аншлифах и брикетах протравливают реактивами. Самые распространенные реактивы - различной концентрации царская водка, раствор хромового ангидрида в соляной кислоте и азотная кислота или ее пары. Царская водка наилучшим образом выявляет зернистое строение и различные высокопробные прожилки и оболочки. Раствор хромового ангидрида позволяет проследить зональное расположение примеси серебра.

Наблюдения проводят с помощью рудного микроскопа, характеризующегося тем, что изображение рассматривается не в проходящем, а в отраженном свете.

Травление царской водкой приводит к тем более быстрому растворению золотинок, чем выше в них концентрация серебра. Протравленная поверхность буреет. Травление раствором хромового ангидрида в соляной кислоте способствует выщелачиванию серебра. Оно взаимодействует с реактивом, образуя осадок, имеющий тем более интенсивную окраску различного цвета, чем больше растворилось серебра. Более низкопробные участки золотинок покрываются более темной пленкой.

Различно ориентированные направления в золотинках также несколько отличаются по химической активности взаимодействия с реактивами. Это связано с разной плотностью расположения атомов Au и Ag в разных сечениях кристаллической структуры. Так как зерна в агрегатах ориентированы не совсем одинаково, они протравливаются с разной скоростью. Различается и окраска двойниковых субиндивидов. Дендриты и несдвойникованные кристаллы при равномерном распределении в них примеси серебра протравливаются одинаково, приобретая однотонную окраску по всей золотинке.

У низкопробного и высокосеребристого золота, начиная от пробы 780 и ниже, неоднородность в большинстве случаев имеет вид зон роста, повторяющих контуры кристаллографических направлений (рис. 20). Даже в неправильных зернах в их центральных частях наблюдаются мелкие, очерченные вписанными друг в друга разноцветными зонами роста, кристаллы. По периферии таких золотинок зоны становятся неправильными, обрезаются контурами полостей, вмещающих золотинку, и границами соседних зерен. У золота пробы 780-800 (иногда 820) также бывают зоны роста, но нечеткие, размытые.

Рис. 20. Зональное строение зерен низкопробного золота. Полированный срез, протравленный раствором хромового ангидрида в соляной кислоте. Увел. 130

Кроме неоднородностей на полированных срезах золотин бывают видны неравномерно расположенные пустотки, размещающиеся на стыках зерен в агрегатах и внутри зерен и кристаллов. Формы пустоток линзовидные, округлые, угловатые, полигональные, неправильные, извилистые. Они содержат газово-жидкие включения, захваченные из золотоносных растворов при кристаллизации золотинок. Химические компоненты во включениях несомненно те, которые были и в растворах, но концентрации их могли существенно измениться в процессе образования руды по сравнению с первоначальным составом рудоносных растворов.

Являются ли и такие особенности внутреннего строения золотинок как зернистость и зональность роста первичными, неизменившимися с момента образования золотинок в рудах?

Ведь с этого времени миновали в лучшем случае десятки, а чаще - сотни миллионов лет. Золотинка - не просто минерал, но и самородный металл, обладающий высокой пластичностью, отзывающийся на любое напряжение в земной коре, на изменения температуры, давления...

Наконец, за такой период могли проявиться процессы естественного старения металла.

Все это так. Но как мы увидим дальше, при всех механических и тепловых воздействиях зоны роста заметно изменяются. И если у золотинок проявлена зональность, подчеркивающая кристаллографические направления, мы вправе считать ее первичной.

С той же долей условности считают первичными одно- и двухрядные зернистые агрегаты (ведь не исключено, что золотинки однажды образованные, были растворены и отложены повторно). В дальнейшем мы убедимся, что комплекс признаков, присущих золотинкам, свидетельствует об условиях их образования. Следовательно, изначальные особенности самородного золота, несмотря на его многомиллионный возраст, сохраняются в достаточной степени, чтобы вести от них дальнейшую историю непростой жизни золотинок.