Самородный металл – это любой металл , встречающийся в природе в чистом виде. [1] [2] Металлы, которые могут быть найдены в виде самородных месторождений по отдельности или в сплавах, включают сурьму , мышьяк , висмут , кадмий , хром , кобальт , индий , железо , марганец , молибден , никель , ниобий , рений , тантал , теллур , олово . , титан , вольфрам , ванадий и цинк , а также золотая группа ( золото , медь , свинец , алюминий , [3] ртуть , серебро ) и платиновая группа ( платина , иридий , осмий , палладий , родий , рутений ). Среди сплавов, найденных в самородном состоянии, были латунь , бронза , олово , немецкое серебро , осмиридий , электрум , белое золото , амальгама серебра и ртути и амальгама золота и ртути.
Только золото, серебро, медь и платиновая группа встречаются в самородных количествах. [ нужна цитата ] В геологических временных масштабах очень немногие металлы могут противостоять естественным процессам выветривания, таким как окисление , поэтому в основном менее реактивные металлы, такие как золото и платина, встречаются как самородные металлы. Остальные обычно возникают в виде изолированных карманов, где естественный химический процесс восстанавливает обычное соединение или руду металла, оставляя чистый металл в виде небольших хлопьев или включений.
Неметаллические элементы, встречающиеся в самородном состоянии, включают углерод , серу и селен . Кремний , полуметалл, редко встречается в самородном состоянии в виде небольших включений в золоте. [4]
Самородные металлы были единственным доступом к металлу для доисторического человека, поскольку считается, что процесс извлечения металлов из их руд ( выплавка ) был открыт около 6500 г. до н.э. Однако самородные металлы можно было найти только в непрактично небольших количествах, поэтому, хотя медь и железо были известны задолго до медного и железного веков , они не оказывали большого влияния, пока не появилась плавка.
Большая часть золота добывается в виде самородного металла и может быть найдена в виде самородков, жил или золотых проволок в матрице породы, а также в виде мелких зерен золота, смешанных с отложениями или связанных внутри породы. Знаковым образом добычи золота для многих является промывка золота , которая представляет собой метод отделения чешуек и самородков чистого золота из речных отложений из-за их большой плотности . Самородное золото является преобладающим золотым минералом на Земле. Иногда его находят в сплаве с серебром и/или другими металлами, но настоящие соединения золота встречаются редко, в основном это несколько селенидов и теллуридов.
Самородное серебро встречается в виде удлиненных дендритных покрытий или масс неправильной формы. Он также может встречаться в виде кубических, октаэдрических или додекаэдрических кристаллов. Он может быть сплавлен с золотом в виде электрума . Часто встречается с минералами сульфида серебра и сульфосолей . [5] [6] Различные амальгамы серебра и ртути или других металлов и ртути редко встречаются в природе в виде минералов. Примером может служить минерал эвгенит (Ag 11 Hg 2 ) и родственные ему формы. [7] Серебряные самородки, проволока и зерна относительно распространены, но существует также большое количество минералов, составляющих серебро, поскольку серебро более реакционноспособно, чем золото.
К природным сплавам металлов платиновой группы относятся: самородный осмий ( Os,Ir,Ru ), рутениридосмин ( Ir,Os,Ru ), рутений ( Ru,Ir ), палладий ( Pd,Pt ), платина Pt и родий ( Rh, Пт) . Кроме того, в сплавах этой группы могут встречаться золото, медь, железо, ртуть, олово и свинец. [8] Как и золото, соли и другие соединения металлов платиновой группы встречаются редко; самородная платина и родственные ей металлы и сплавы являются преобладающими минералами, содержащими эти металлы. Эти металлы встречаются в связи с ультраосновными интрузиями и россыпными месторождениями, образовавшимися в результате этих интрузий.
Самородная медь исторически добывалась как один из первых источников металла. Термин «Старый медный комплекс» используется для описания древней североамериканской цивилизации, которая использовала месторождения самородной меди для изготовления оружия, инструментов и декоративных предметов. Это общество существовало вокруг озера Верхнее , где находили источники самородной меди и добывали их между 6000 и 3000 годами до нашей эры. [9] Медь была бы особенно полезна для древних людей, поскольку она была намного прочнее золота, достаточно твердой, чтобы из нее можно было делать полезные предметы, такие как рыболовные крючки и инструменты для работы с деревом, но все же достаточно мягкой, чтобы ей можно было легко придавать форму, в отличие от метеоритного железа .
Те же самые месторождения самородной меди на полуострове Кивино и острове Рояль позже были добыты в коммерческих целях . С 1845 по 1887 год Мичиганская медная страна была ведущим производителем меди в Соединенных Штатах. В рудниках иногда находили массы самородной меди весом в сотни тонн.
Спектр минералов меди очень похож на спектр минералов серебра: от оксидов различных степеней окисления, сульфидов и силикатов до галогенидов и хлоратов, йодатов, нитратов и других. Встречаются также природные сплавы меди (особенно с серебром; оба металла встречаются и в отдельных, но смешанных массах).
Теллурическое железо (родившееся на Земле) встречается очень редко, в мире известно только одно крупное месторождение, расположенное на острове Диско в Гренландии или рядом с ним . Большая часть самородного железа на Земле на самом деле не является «родным» в традиционном смысле для Земли. В основном он происходит из железо-никелевых метеоритов , образовавшихся миллионы лет назад, но сохранившихся от химического воздействия космическим вакуумом и упавших на Землю сравнительно недавно. Металлические метеориты состоят в основном из железо-никелевых сплавов : тэнита (высокое содержание никеля) и камасита (низкое содержание никеля). Однако на земле есть несколько мест, где можно найти действительно самородное железо. [10] [11]
Самородный никель был описан в серпентините в результате гидротермальных изменений ультраосновных пород в Новой Каледонии и других местах. [12] [13]
Металлический кобальт обнаружен на канадском руднике Лотарингия в районе Кобальт-Говганда, округе Тимискаминг , Онтарио , Канада, а также на золоторудном месторождении Айдырля в Оренбургской области Южного Урала . [14]
Все остальные самородные металлы встречаются лишь в небольших количествах или встречаются в геологически особых регионах. Например, металлический кадмий был обнаружен только в двух местах, включая бассейн реки Вилюй в Сибири . [15] Самородный молибден обнаружен в лунном реголите и в Корякском вулкане в Камчатской области России. [16] В других местах этого региона были обнаружены самородные индий, алюминий, тантал, теллур и другие металлы. [ нужна ссылка ] Самородный свинец [17] довольно редок, но несколько более распространен, как и олово, [18] ртуть, [19] мышьяк, [20] сурьма, [21] и висмут. [22]
Самородный хром был обнаружен в мелких зернах в Сычуани, Китай [23] и других местах. [24]