Geologi

Guld: Historik för användning, gruvdrift, prospektering, analys och produktion

Posted on
Författare: Laura McKinney
Skapelsedatum: 8 April 2021
Uppdatera Datum: 16 Maj 2024
Anonim
Guld: Historik för användning, gruvdrift, prospektering, analys och produktion - Geologi
Guld: Historik för användning, gruvdrift, prospektering, analys och produktion - Geologi

Innehåll


Egyptiskt guld: Hantverkare av forntida civilisationer använde guld påkostade för att dekorera gravar och tempel, och guldföremål gjorda för mer än 5 000 år sedan har hittats i Egypten. Bild copyright / Akhilesh Sharma.

Användningar av guld i den antika världen

Guld var bland de första metallerna som bryts ut eftersom det vanligtvis förekommer i dess ursprungliga form, det vill säga inte kombinerat med andra element, eftersom det är vackert och omöjligt att göra, och eftersom utsökta föremål kan göras av det. Hantverkare av forntida civilisationer använde guld påkostade för att dekorera gravar och tempel, och guldföremål gjorda för mer än 5 000 år sedan har hittats i Egypten. Särskilt anmärkningsvärt är de guldföremål som upptäcktes av Howard Carter och Lord Carnarvon 1922 i Tutankhamuns grav. Denna unga farao styrde Egypten på 1300-talet f.Kr. En utställning av några av dessa artiklar, "Treasures of Tutankhamun", lockade mer än 6 miljoner besökare i sex städer under en turné i USA 1977-79.


Adelsgravarna vid den antika citadellen av Mycenae nära Nauplion, Grekland, upptäckt av Heinrich Schliemann 1876, gav en stor variation av guldfigurer, masker, koppar, diader och smycken, plus hundratals dekorerade pärlor och knappar. Dessa eleganta konstverk skapades av skickliga hantverkare för mer än 3 500 år sedan.




Forntida guldkällor

De antika civilisationerna verkar ha fått sina leveranser av guld från olika insättningar i Mellanöstern. Gruvor i regionen övre Nilen nära Röda havet och i Nubianöknen levererade mycket av det guld som de egyptiska faraoerna använde. När dessa gruvor inte längre kunde uppfylla sina krav utnyttjades insättningar på andra håll, eventuellt i Jemen och södra Afrika.

Hantverkare i Mesopotamia och Palestina erhöll troligen sina leveranser från Egypten och Arabien. Nya studier av gruvan Mahd adh Dhahab (som betyder "Cradle of Gold") i det nuvarande kungariket Saudiarabien avslöjar att guld, silver och koppar återvanns från denna region under kung Salomos regeringstid (961-922 f.Kr.).


Guldet i de aztekiska och inka skatkammarna i Mexiko och Peru tros ha kommit från Colombia, även om vissa utan tvekan erhölls från andra källor. Conquistadores plundrade skattkammarna för dessa civilisationer under deras utforskningar av den nya världen, och många guld- och silverföremål smältes och kastades i mynt och barer och förstörde de ovärderliga artefakterna i den indiska kulturen.

Guldmynt: Som en mycket värderad metall användes guld som finansiell standard och har använts i mynt i tusentals år. USA: s tio dollar guldmynt från 1850. Bild copyright / Brandon Laufenberg.

Guld som ett växlingsmedium

Världens nationer använder idag guld som ett utbytemedium i monetära transaktioner. En stor del av USA: s guldlager lagras i valvet i Fort Knox Bullion Depository. Depositionen, som ligger ungefär 30 mil sydväst om Louisville, Kentucky, är under övervakning av Mint-direktören.

Guld i förvaringsstationen består av stänger av storleken på vanliga byggstenar (7 x 3 5/8 x 1 3/4 tum) som väger cirka 27,5 pund vardera (cirka 400 troy uns; 1 troy ounce motsvarar cirka 1,1 avoirdupois ounces.) De förvaras utan omslag i valvfacken.

Bortsett från monetära användningar används guld, som silver, i smycken och allierade varor, elektrisk-elektroniska applikationer, tandvård, flyg- och rymdindustrin, konst och medicinska och kemiska områden.



Guldrush: Upptäckten av guld utlöste många guldrush i USA och runt om i världen. Bild copyright / Duncan Walker.

Guldprisreglering och variation

Förändringarna i efterfrågan på guld och utbud från inhemska gruvor under de senaste två decennierna återspeglar prisförändringar. Efter att USA avreglerat guld 1971 ökade priset markant och uppgick till mer än $ 800 per troy ounce 1980. Sedan 1980 har priset förblivit i intervallet 320 till 460 $ per troy ounce. De snabbt stigande priserna på 1970-talet uppmuntrade både erfarna utforskare och amatörsökare att förnya sin sökning efter guld. Som ett resultat av deras ansträngningar öppnades många nya gruvor under 1980-talet, vilket står för mycket av utvidgningen av guldproduktionen. De kraftiga minskningarna i konsumtionen 1974 och 1980 berodde på minskade krav på smycken (den stora användningen av tillverkat guld) och investeringsprodukter, vilket i sin tur återspeglade snabba prisökningar under dessa år.

Guldklumpar: Små nuggets av guld erhållet genom panorering. Prospektorer strömmade sediment för att hitta små nuggar som de skulle sälja eller handla för förnödenheter.

Egenskaper av guld

Guld kallas en "ädel" metall (en alkemistisk benämning) eftersom det inte oxiderar under vanliga förhållanden. Dess kemiska symbol Au kommer från det latinska ordet "aurum." I ren form har guld ett metalliskt lyster och är solgult, men blandningar av andra metaller, såsom silver, koppar, nickel, platina, palladium, tellur och järn, med guld skapar olika färgtoner som sträcker sig från silvervit till grönt och orange röd.

Rent guld är relativt mjukt - det har ungefär hårdheten på ett öre. Det är den mest formbara och smidiga metallen. Specifik vikt eller täthet för rent guld är 19,3 jämfört med 14,0 för kvicksilver och 11,4 för bly.

Orent guld, som vanligtvis förekommer i avlagringar, har en täthet av 16 till 18, medan det tillhörande avfallsberg (gangue) har en densitet på cirka 2,5. Skillnaden i densitet gör det möjligt för guld att koncentreras genom tyngdkraften och gör det möjligt att separera guld från lera, slam, sand och grus med olika omrörnings- och uppsamlingsanordningar såsom guldpanna, vippa och slambox.

Nevada guldgruva: Fortitude Mine i Nevada producerade cirka 2 miljoner ounce guld från en lode-insättning mellan 1984 och 1993. USGS-bild.

Guldamalgam

Kviktsølv (kvicksilver) har en kemisk affinitet för guld. När kvicksilver läggs till guldbärande material bildar de två metallerna ett amalgam. Kvicksilver separeras senare från amalgam genom retorting. Extraktion av guld och andra ädelmetaller från malm genom behandling med kvicksilver kallas amalgamation. Guld upplöses i aqua regia, en blandning av saltsyra och salpetersyror och i natrium- eller kaliumcyanid. Det senare lösningsmedlet är basen för cyanidprocessen som används för att utvinna guld från malm med låg kvalitet.

Hydraulisk placer gruvdrift vid Lost Chicken Hill Mine, nära Chicken, Alaska. Eldslangen spränger sedimentutfallet, tvättar bort sand, lera, grus och guldpartiklar. Materialet bearbetas sedan för att ta bort guldet. USGS-bild.

Finhet, Karats och Troy Ounces

Graden av renhet av nativt guld, guld (stänger eller göt av orraffinerat guld) och raffinerat guld anges i termer av guldinnehåll. "Finhet" definierar guldinnehåll i delar per tusen. Till exempel kan en guldklump som innehåller 885 delar rent guld och 115 delar andra metaller, såsom silver och koppar, betraktas som 885-fin. "Karat" anger andelen fast guld i en legering baserat på totalt 24 delar. Således indikerar 14 karat (14K) guld en sammansättning av 14 delar guld och 10 delar av andra metaller. Förresten, 14K guld används ofta i smycken tillverkning. "Karat" bör inte förväxlas med "karat", en viktenhet som används för ädelstenar.

Den grundläggande viktenheten som används för att hantera guld är den troy ounce. En troy ounce motsvarar 20 troy pennyweights. I smyckesindustrin är den gemensamma måttenheten örevikten (dwt.), Vilket motsvarar 1,555 gram.

Termen "guldfylld" används för att beskriva smycken av oädel metall som är täckta på en eller flera ytor med ett lager guldlegering. Ett kvalitetsmärke kan användas för att visa guldlegeringens kvantitet och finhet. I USA får ingen artikel med en guldlegeringsbeläggning med mindre än 10 karat finhet ha något kvalitetsmärke anbringat. Lägre gränser är tillåtna i vissa länder.

Ingen artikel med en guldlegeringsdel på mindre än en tjugonde vikt kan märkas som "guldfylld", men artiklar kan vara märkta "valsad guldplatta" förutsatt att proportionella fraktion och finhetsbeteckningar också visas. Elektropläterade smyckevaror med minst 7 miljoner tum (0,18 mikrometer) guld på betydande ytor kan betecknas "elektroplatta." Pläterade tjocklekar mindre än detta kan märkas "guld blinkat" eller "guldtvättat."

Guldslam: Bärbar guldslam. Gruvarbetare placerar slussen i strömmen och dumpar sediment i uppströmsidan. Strömmen transporterar sedimenten genom slussen och de tunga guldpartiklarna placeras i slusen. En gruvarbetare kan bearbeta mycket mer sediment genom en slus än genom en guldpanna. Bild copyright / LeeAnn Townsend.

Bildande av primära guldinsättningar - Lode Gold

Guld är relativt knappt i jorden, men det förekommer i många olika slags bergarter och i många olika geologiska miljöer. Även om det är knappt koncentreras guld genom geologiska processer för att bilda kommersiella avlagringar av två huvudtyper: lode (primära) avlagringar och placerade (sekundära) avlagringar.

Lode-insättningar är målen för "hardrock" -sökaren som söker guld på platsen för dess avsättning från mineraliseringslösningar. Geologer har föreslagit olika hypoteser för att förklara källan till lösningar från vilka mineralbeståndsdelar fälls ut i lodavlagringar.

En allmänt accepterad hypotes föreslår att många guldavlagringar, speciellt de som finns i mag- och sedimentära bergarter, bildade av cirkulerande grundvatten som drivs av värme från kroppar av magma (smält sten) som tränger in i jordskorpan inom cirka 2 till 5 mil från ytan. Aktiva geotermiska system, som utnyttjas i delar av USA för naturligt varmt vatten och ånga, ger en modern analog för dessa guldavsättningssystem. Det mesta av vattnet i geotermiska system har sitt ursprung som regn, som rör sig nedåt genom sprickor och permeabla bäddar i kallare delar av jordskorpan och dras i sidled till områden som värms upp av magma, där det drivs uppåt genom sprickor. När vattnet upphettas löser det upp metaller från de omgivande stenarna. När det uppvärmda vattnet når kallare stenar på grundare djup, faller metalliska mineraler ut för att bilda vener eller filtliknande malmkroppar.

En annan hypotes antyder att guldbärande lösningar kan utvisas från magma när det svalnar, utfäller malmmaterial när de rör sig in i svalare omgivande bergarter. Den här hypotesen tillämpas särskilt på guldavlagringar belägna i eller nära massor av granitisk sten, som representerar stelnad magma.

En tredje hypotesen tillämpas huvudsakligen på guldbärande vener i metamorfa bergarter som förekommer i bergbälten vid kontinentala marginaler. I bergbyggnadsprocessen kan sedimentära och vulkaniska bergarter djupt begravas eller pressas under kontinentens kant, där de utsätts för höga temperaturer och tryck som resulterar i kemiska reaktioner som förändrar bergarterna till nya mineralsammansättningar (metamorfism). Denna hypotes antyder att vatten släpps ut från klipporna och vandrar uppåt, utfällar malmmaterial när trycket och temperaturen minskar. Malmmetallerna tros komma från klipporna som genomgår aktiv metamorfism.

Den främsta frågan för prospektören eller gruvarbetaren som är intresserad av en loddeposition av guld är att bestämma det genomsnittliga guldinnehållet (tenor) per ton mineraliserat berg och storleken på insättningen. Från dessa data kan uppskattningar göras av insättningsvärdet. En av de mest använda metoderna för att bestämma guld- och silverinnehållet i mineraliserade stenar är brandanalysen. Resultaten rapporteras som troy ounces av guld eller silver eller båda per korta avoirdupois ton malm eller som gram per ton malm.

Guld muddra: En dykare vakuumsediment som ska bearbetas av en bärbar guldmudder. Dykutrustning gör det möjligt för prospektören att noggrant få tillgång till sprickor och sprickor på bäckbädden där guldklumpar kan placeras. Bild copyright / Gary Ferguson.

Koncentration av guld i placer-insättningar

Placeravlagringar representerar koncentrationer av guld härrörande från lodavlagringar genom erosion, sönderdelning eller sönderdelning av det inneslutande berget och efterföljande koncentration genom tyngdkraften.

Guld är extremt motståndskraftigt mot väderbildning och, när det frigörs från inneslutna bergarter, transporteras det nedströms som metalliska partiklar som består av "damm", flingor, korn eller nuggets. Guldpartiklar i strömavlagringar är ofta koncentrerade på eller nära berggrunden, eftersom de rör sig nedåt under högvattenperioder när hela bäddbelastningen med sand, grus och stenblock är upprörd och rör sig nedströms. Fina guldpartiklar samlas i fördjupningar eller i fickor i sand och grusstänger där strömmen strömmar. Koncentrationer av guld i grus kallas "lönestreck."

Guldtorkmaskin: En bärbar torrbricka som används för att sila guldklumpar från jord där vatten inte finns tillgängligt. Marken släpps ned i den övre panelen och skakas genom bottenpannan. Tunga guldklumpar separeras mekaniskt från lättare material. Bild copyright iStockphoto / Arturo M. Enriquez.

Prospektering för Placer-insättningar

I guldbärande land letar prospektorerna efter guld där grova sand och grus har samlats och där "svarta sand" har koncentrerat sig och gett sig med guldet. Magnetit är det vanligaste mineralet i svart sand, men andra tunga mineraler som kassiterit, monazit, ilmenit, kromit, platinagruppsmetaller och vissa ädelstenar kan vara närvarande.

Placeravlagringar har bildats på samma sätt genom hela jordens historia. Processerna med förvittring och erosion skapar ytbeläggningar som kan begravas under bergskräp. Även om dessa "fossila" placeringar sedan cementeras i hårda stenar, är formen och egenskaperna hos gamla flodkanaler fortfarande igenkännliga.

Guldböcker och panoreringstillbehör



Letar du efter guld? Vi har över 50 olika guldböcker och guldkartor som visar var guld hittats tidigare och ger instruktioner om guldprospekteringsmetoder. Det finns också guldpannor i en mängd olika storlekar och guldpaneler som innehåller allt du behöver.

Gratis guldanalys

Innehållet i återvinningsbart fritt guld i placeravsättningar bestäms med den fria guldanalysmetoden, som involverar sammanslagning av guldbärande koncentrat uppsamlat genom muddring, hydraulisk gruvdrift eller annan placering av gruvdrift. Under den tid då priset på guld fastställdes var den vanliga praxisen att rapportera analysresultat som värdet på guld (i cent eller dollar) som finns i en kubikgård med material. Nu rapporteras resultaten som gram per kubikgård eller gram per kubikmeter.

Genom laboratorieforskning har U.S. Geological Survey utvecklat nya metoder för att bestämma guldinnehållet i stenar och jordar i jordskorpan. Dessa metoder, som detekterar och mäter mängderna av andra element såväl som guld, inkluderar atomabsorptionsspektrometri, neutronaktivering och induktiv kopplad plasma-atom-emissionspektrometri. Dessa metoder möjliggör snabba och extremt känsliga analyser av ett stort antal prover.

Tidiga guldfynd och produktion

Guld producerades i södra Appalachian-regionen redan 1792 och kanske redan 1775 i södra Kalifornien. Upptäckten av guld vid Sutters Mill i Kalifornien ledde till guldruschen 1849-50, och hundratals gruvläger spratt till liv när nya insättningar upptäcktes. Guldproduktionen ökade snabbt. Insättningar i Mother Lode- och Grass Valley-distrikten i Kalifornien och Comstock Lode i Nevada upptäcktes under 1860-talet, och Cripple Creek-insättningarna i Colorado började producera guld 1892. 1905 deponerades Tonopah och Goldfield i Nevada och Alaskan placerar insättningar hade upptäckts, och USA: s guldproduktion överskred för första gången 4 miljoner ounce per år - en nivå som bibehålls fram till 1917.

Under första världskriget och under några år därefter minskade den årliga produktionen till cirka 2 miljoner uns. När guldpriset höjdes från 20,67 dollar till 35 dollar per uns 1934 ökade produktionen snabbt och överskred igen 4 miljoner ouncenivån 1937. Kort efter början av andra världskriget stängdes guldgruvor av War Production Board och får inte öppna igen förrän 1945.

Från slutet av andra världskriget till och med 1983 överskred den inhemska gruvproduktionen av guld inte 2 miljoner uns årligen. Sedan 1985 har årsproduktionen ökat med 1 miljon till 1,5 miljoner uns varje år. I slutet av 1989 nådde den kumulativa produktionen från insättningar i USA sedan 1792 363 miljoner uns.

Förbrukning av guld

Förbrukningen av guld i USA varierade från cirka 6 miljoner till mer än 7 miljoner troy uns per år från 1969 till 1973, och från cirka 4 miljoner till 5 miljoner troy ounces per år 1974 till 1979, medan under 1970-talet årlig guldproduktion från inhemska gruvor varierade från cirka 1 miljon till 1,75 miljoner troy uns. Sedan 1980 har konsumtionen av guld varit nästan konstant på mellan 3 och 3,5 miljoner troy ounces per år. Gruvproduktionen har ökat i snabbare takt sedan 1980 och nådde cirka 9 miljoner troy ounces per år 1990 och översteg konsumtionen sedan 1986. Före 1986 erhölls försörjningsbalansen från sekundära (skrot) källor och import. Den totala världsproduktionen av guld uppskattas till cirka 3,4 miljarder troy uns, varav mer än två tredjedelar bryts ut under de senaste 50 åren. Cirka 45 procent av världens totala guldproduktion har kommit från Witwatersrand-distriktet i Sydafrika.

Den största guldgruvan i USA är Homestake-gruvan i Lead, South Dakota. Denna gruva, som är 8 000 fot djup, står för nästan 10 procent av USA: s totala guldproduktion sedan den öppnade 1876. Den har kombinerat produktion och reserver på cirka 40 miljoner troy uns.

Distribuerade insättningar och biproduktguld

Under de senaste två decennierna har lågklassiga spridda guldfyndigheter blivit allt viktigare. Mer än 75 sådana insättningar har hittats i de västra staterna, mestadels i Nevada. Den första stora tillverkaren av denna typ var Carlin-insättningen, som upptäcktes 1962 och startade produktionen 1965. Sedan dess har många fler fyndigheter upptäckts i närheten av Carlin, och Carlin-området utgör nu ett stort gruvdistrikt med sju verksamheter öppna gropar som producerar mer än 1 500 000 troy uns av guld per år.

Cirka 15 procent av guldet som produceras i USA kommer från gruvdrift av andra metallmalmer.Där basmetaller - såsom koppar, bly och zink - deponeras, antingen i vener eller som spridda mineralkorn, deponeras vanligtvis mindre mängder guld med dem. Insättningar av denna typ bryts ut för de dominerande metallerna, men guldet återvinns också som en biprodukt under bearbetningen av malmen. De flesta biprodukter guld kommer från porfyr avsättningar, som är så stora att även om de bara innehåller en liten mängd guld per ton malm, så bryts så mycket sten att en betydande mängd guld återvinns. Den största enskilda källan till biproduktguld i USA är porfyruppsättningen i Bingham Canyon, Utah, som har producerat cirka 18 miljoner troy uns av guld sedan 1906.

Geologens roll vid guldprospektering

Geologer undersöker alla faktorer som styr ursprung och placering av mineralavlagringar, inklusive de som innehåller guld. Igneösa och metamorfa bergarter studeras i fältet och i laboratoriet för att få en förståelse för hur de kom till sin nuvarande plats, hur de kristalliserade till fast berg och hur mineralbärande lösningar bildades i dem. Studier av bergstrukturer, såsom veck, fel, sprickor och leder, och effekterna av värme och tryck på stenar tyder på varför och var sprickor inträffade och var vener kan hittas. Studier av väderprocesser och transport av bergskräp med vatten gör det möjligt för geologer att förutsäga de mest troliga platserna för placeringsuppsättningar. Förekomsten av guld är inte skämt. dess närvaro i olika bergarter och dess förekomst under olika miljöförhållanden följer naturlagar. När geologer ökar sin kunskap om mineraliseringsprocesserna förbättrar de deras förmåga att hitta guld.