Индикаторы месторождений полезных ископаемых. Использование растений в геологии

Растения указывают на близость полезных ископаемых

Например, самый обыкновенный прострел, замечательный тем, что цветы его меняют цвет, если под ним неглубоко залегает никель. У прострела цветы вместо обычных фиолетовых, становятся белые - значит неподалеку есть большие залежи никеля.

Прострел - не единственное растение, которое, помогает геологам разыскивать клады.

Как-то в самом центре дальневосточной тайги члены экспедиции обратили внимание на многокилометровую ольхово-березовую полосу. Это было удивительно. Кругом сосны, кедры, лиственницы и ни одной ольхи или березы , а здесь настоящий лиственный лес. "Копнули" геологи поглубже и нашли под этой полосой угленосные пласты.

В другой раз, на побережье Каспийского моря, внимание разведчиков недр привлекли буйно разросшиеся сорняки. В выжженной солнцем степи оказался настоящий оазис сорняков-гигантов, в пять-десять раз выше обычных растений. Вскоре нашлось в объяснение этому "чуду": под сорняками на небольшой глубине залегала нефть. Та самая нефть, которая, разлившись по земле, уничтожает всякую растительность, в микроскопических дозах стимулирует ее рост.

Среди растений есть прямо-таки "высококвалифицированные геологи". Вот, например, обитатель пустынь акантофиллум - самая заурядная колючка, на которую мало кто обращает внимание. Но стоит этой колючке попасть на землю, богатую серой, как вместо розоватых цветов у нее появляются белые. А там, где есть цинк и железо, листья акантофиллума приобретают желтоватый оттенок.

Даже обычные фиалки и анютины глазки помогают иногда открывать новые месторождения. Нужно только знать, что самые крупные цветы у этих растений встречаются на землях, богатых цинком. Ну, а если пышным цветом расцвел качим - растение из семейства гвоздик , - значит где-то поблизости есть медь.

Очень часто на близость полезных ископаемых указывает уродливое развитие растений. На почвах с обычным содержанием бора полынь, прутняк, солянка растут богатырями. Но стоит только им попасть в места, где концентрация этого элемента очень высока, как растения становятся карликами. А угнетенные низкорослые деревья однажды помогли геологам найти богатейшее месторождение железной руды.

В пустынях, где вода ценится на вес золота, растения-индикаторы помогают найти целые озера. У растений чия и песчаной вайды корни уходят глубоко в землю, до влажного грунта. Поэтому и стоят они среди желтой пустыни темно-зелеными островками. А вот солодка - крупное растение с темной зеленью и красно-фиолетовыми кистями цветов - не только поможет отыскать воду, но и подскажет, какая она: пресная или соленая. Если пресная - солодка цветет пышно, если соленая - слабо, и на листьях появляется светлый, белесоватый налет.

Сейчас у геоботаников накопилось немало сведений о растениях-кладоискателях и даже возникла целая наука "индикационная геоботаника". Она изучает растения, которые чутко, как барометр, реагируют на все изменения условий внешней среды и помогают людям раскрывать несметные богатства земных недр.

Золото (= Аурум) (Au)

Для растения – тургор.

Растения могут поглощать золото , находящееся в растворимых формах, и при попадании в сосудистую систему корней растений легко переносится в надземную часть и совместно с натрием, калием и хлором отвечает за поддержание тургора клеток растений. Имеются сведения, что золото в наноколичествах обязательно необходимо растению для поддержания напряженности клеточных оболочек растений. Однако, в восстановительной среде золото оседает на поверхности клеток и тем самым ингибирует проницаемость мембран.

Установлено, что концентрация золота во фруктах и овощах составляет 0,01–0,4 мкг/кг влажной массы. Для других сосудистых растений приводятся значения 1–40 мкг/кг сухой массы. В ячмене и льне золото выявляется только в корнях в количестве 14–22 мкг/кг сухой массы.

Впервые золото в растениях обнаружил в золе растений французский химик Клод Луи Бертольо. Хотя золото в растениях откладывается в виде наночастиц – гранул диаметром в миллионные части миллиметра, некоторые ученые утверждают, что вполне реально повысить содержание золота в растительных тканях до 20%.

На свойствах накапливаться в растениях (в частности, в растениях семейства бобовых, а именно – люцерне посевной Medicago sativa L., Fabaceae) базируется технология поиска золота в почвах.

Наличие определенного количества золота в золе растений может быть поисковым признаком для геологов (растения-индикаторы).

В Малой Азии растением-индикатором наличия в почвах золота является хвощ полевой Equisetum arvense L., Equisetaceae, а в Австралии – виды жимолости Lonicera L., Caprifoliaceae. В шишках ели и сосны, растущих на почвах с содержанием золота 0,00002%, его концентрация возрастает в 50 раз.

Растениями–сверхконцентраторами золота являются :
овсяница красная Festuca rubra L., Poaceae (особенно – семена, содержание – 95,05 мг на 1 т);
кукуруза обыкновенная Zea mays L., Poaceae: с 1 т золы кукурузных отходов можно получить до 60 г золота;
фацелия шелковая Phacelia sericea (Graham) A. Gray, Hydrophyllaceae.

Цианогенные растения и некоторые широколиственные деревья способны накапливать золото в количестве более 10 мг/кг сухой массы .

В бурых и красных водорослях, растущих на золотоносных мелкозернистых глинистых песках, содержится в 6–7 раз больше золота, чем в водорослях, которые растут на незолотоносных мелкозернистых глинистых песках. Благодаря этому морские водоросли могут быть использованы для картографирования площадей, перспективных на россыпное золото. Этот метод ценен тем, что сбор водорослей со дна не представляет особого труда.

Интересно, что концентрации золота в различных районах Мирового океана далеко не одинаковы. Если в среднем в 1 т морской воды содержится 0,02 мг золота, то в Карибском море его содержание достигает 15–18 мг.

В настоящее время исследуется возможность использования бактерий Bacillus cereus как индикатора золотоносности участков суши . В почве, богатой золотым песком, численность этих бактерий существенно увеличивается, а уровень спорообразования заметно снижается по сравнению с «бедными» участками.

Некоторые виды растений относительно устойчивы к избыточно высокому содержанию золота в тканях. Токсическое действие золота ведет к омертвению и увяданию вследствие потери тургора листьями.

Обычно золото в растворимой форме является токсичным для микроорганизмов и животных. Незначительная примесь золота в воде, недоступная для датчиков, вызывает у лягушек хорошо заметное расширение кровеносных сосудов.

Лекарственные растения, содержащие золото :
желтушник седеющий Erysimum canescens Roth., Brassicaceae (трава);
люцерна посевная Medicago sativa L., Fabaceae (трава);
виды полыни Artemisia L., Asteraceae (трава);
зайцегуб опьяняющий Lagochilus inebrians Bunge, Lamiaceae (трава);
хвощ полевой Equisetum arvense L., Equisetaceae (трава);
виды дуба Quercus L., Fagaceae (кора);
береза бородавчатая Betula pendula Roth, Betulaceae (почки, листья);
кукуруза обыкновенная Zea mays L., Poaceae (рыльца);
виды жимолости Lonicera L., Caprifoliaceae (плоды).

Поделиться с друзьями: Современная геология поставила себе на службу разнообразные методы разведки полезных ископаемых - ядерно-физические, акустические, химические, а в лоследнее время и космические. Но не менее успешно, чем искусственные спутники, способны обнаружить подземные сокровища растения.
В качестве указателей различных полезных ископаемых питомцев флоры использовали наряду с другими приметами - особой окраской горных пород, цветными следами (так называемыми примазками) на камнях - ещё древние рудознатцы.
Обобщая их многовековой опыт в знаменитом труде «О слоях земных», М. В. Ломоносов отмечал: «На горах, в которых руды или другие минералы родятся, растущие деревья бывают обыкновенно не здоровы, то есть листья их бледны, а сами они низки, кривлеваты, суковаты, гнилы и прежде совершенной старости своей. Травка, над рудными жилами растущая, бывает обыкновенно мельче и бледней».
ЗЕЛЁНЫЕ АГЕНТЫ НЕДР
Природу этого явления удалось выяснить лишь в XX веке благодаря идеям В. И. Вернадского и исследованиям его ученика Александра Виноградова. Как оказалось, своей изменчивостью всё живое на Земле во многом обязано химическим элементам. Растения в процессе питания извлекают из почвы и рыхлых горных пород и накапливают тех или иных представителей таблицы Менделеева, и такая деятельность не проходит бесследно для облика зелёных «скопидомов».
В свою очередь, месторождение посылает передовой отряд - наиболее подвижные химические элементы - узнать: а нельзя ли продвинуться вверх, на новые позиции?
Строго говоря, «дыхание» любой подземной кладовой - нефти, газа или руды - ощущается на поверхности.
В давние времена пастухи не любили пасти овец в одном из районов Днепровско-Донецкой впадины на Украине. Стоило отаре остаться в какой-нибудь низине на целый день, как непременно погибало несколько животных. А полвека назад здесь обнаружили крупное Шебелинское газоконденсатное месторождение, залегающее на глубине около двух тысяч метров.
Питомцы флоры, меняющие свой облик в аномальных зонах, выступают своеобразными ретрансляторами «голоса» недр. Поиск новых месторождений, основанный на показаниях «зелёных рудознатцев», и составляет суть биогеохимического, или, как его ещё называют, геоботанического метода.
На практике он включает в себя ряд последовательных операций, важнейшей из которых является, пожалуй, первая - отбор растений. Такие «букеты» просушивают и сжигают, а сырую золу прокаливают при высокой температуре. Конечный этап технологического процесса - спектральный и химический анализ золы на содержание металлов. Если разведчикам недр сопутствовала удача, мы получим от них чёткую информацию: на этом участке залегает медь, здесь - свинец, а там - никель.
Искать рудные ископаемые, используя биогеохимический метод, можно круглый год: летом и осенью - исследуя листья трав и деревьев, зимой и весной - по коре и древесине. Классические способы разведки вынуждают геологов довольствоваться полевым сезоном продолжительностью пять-шесть месяцев; остальное время они проводят в городе, занимаясь обработкой полученных данных.
Принятый на вооружение учёными «зелёный лист» блестяще справился с поставленными задачами. С помощью питомцев флоры были открыты, например, Шипилинское месторождение меди в Хакасии и Октябрьское месторождение железа в Восточной Сибири. В Узбекистане на основе данных, полученных от вишни, миндаля, жимолости, обнаружили медно-молибденовые залежи близ Сары-Чеку. Полынь, арча и зверобой «сообщили» казахским геохимикам о наличии подземной кладовой полиметаллов, а полынь и ковыль навели исследователей на медную жилу.
Отлично зарекомендовали себя «зелёные рудознатцы» и за рубежом. Так, в США они помогли открыть четыре урановых месторождения. В Канаде благодаря биохимическому анализу хвои удалось обнаружить месторождение Эндако - второе в мире по запасам молибдена. Зола вереска позволила найти в английской провинции Корнуэлл вольфрам и олово.
ФЛОРА В РАБОЧЕЙ СПЕЦОВКЕ
Но растения, обладающие свойством накапливать нужные им химические элементы, способны помочь не только в поиске, но и в добыче полезных ископаемых. Некоторые технологии такого рода имеют тысячелетние традиции.
Ещё в XIX веке во многих странах Европы действовали заводы по выпуску «растительного щёлока» - поташа (калиевой соли), получаемого из древесной золы. Правда, к началу прошлого столетия данный промысел полностью утратил своё значение в связи с открытием крупных залежей калиевых солей и развитием на их основе мощной калиевой индустрии.
Схожая судьба и у другого древнего производства - добычи йода из морских водорослей (чаще всего для этого используется ламинария, известная у нас под названием морской капусты). Ламинария содержит 0,3% йода (его концентрация в морской воде составляет 0,0001%), образуя на сравнительно небольшой глубине густые заросли, что облегчает её заготовку. В 1920-е годы только в одной Японии из золы водорослей ежегодно добывалось не менее ста тонн йода. Крупные заводы по его получению с использованием подводного сырья были построены в России в период Первой мировой войны, некоторые из них продолжали работать и в СССР в течение довольно длительного времени. Затем промысел йода от Нептуна сократился. Роковым для него стало, как и в случае с поташем, создание более выгодных в техническом отношении способов добычи на базе минеральных ресурсов.
И всё же «производственная хватка» питомцев флоры вызывает растущий интерес исследователей. Хорошие перспективы имеет, например, метод получения селена из золы растений - селенонакопителей. По своим химическим свойствам этот элемент близок к сере и обычно сопутствует ей в виде примеси в серосодержащих минералах, однако его выделение связано со значительными трудностями. В то же время обитатель прерий - астрагал поглощает селен из почвы куда более интенсивно, чем серные соединения (в сухой массе степняка его содержится 0,4%). Недавно в США возобновились эксперименты, призванные наладить промышленное производство минерального сырья по «растительной» технологии.
И это не единственный пример использования представителей зелёного царства в обогатительных процессах. Биологический метод уже применяется для обработки месторождений кобальта, никеля, хрома. В тех же Соединённых Штатах предполагают взять в рудокопы полынь, произрастающую в Арканзасе, вблизи цинковых рудников.
ЦАРЬ МЕТАЛЛОВ ОТ ЦАРИЦЫ ПОЛЕЙ
Всё сказанное выше навело некоторых исследователей на мысль: а нельзя ли с помощью питомцев флоры добывать... золото?
Человечество знало на своём веку не одну «золотую лихорадку». Стоило где-нибудь обнаружить залежи драгоценного металла, как тысячи людей, жаждущих быстрой наживы, устремлялись на прииски. Немногим из них улыбалась удача, к большинству доморощенных старателей эта ветреная особа поворачивалась спиной. Но и счастливчики, сумевшие отыскать несколько самородков, намыть какое-то количество золотого песка, снимали лишь пенки. Основная масса золота оставалась в переработанных отвалах.
Даже современные драги вкупе с промышленной технологией рентабельны далеко не на всех месторождениях. Ведь многие природные кладовые содержат столь небольшие крупицы металла, что их приходится вымывать.
Разумеется, не так, как это делают обычно старатели, наполняющие лотки водой. Теперь золото растворяют цианидами, а затем уже из растворов извлекают химическим путём. Способ эффективный, но затратный, поскольку через раствор приходится пропускать значительное количество породы. Вот если бы удалось каким-то образом повысить концентрацию сырья...
Такое «чудо», по мнению международной группы исследователей, способна совершить... кукуруза. Это растение может стать своеобразным насосом, выкачивающим золото из почвы. Чтобы сделать нерастворимый в воде минерал удобоваримым для питомцев флоры, подросшие всходы опрыскивают слабым раствором синильной кислоты.
Проникая в землю, эта жидкость переводит золото в цианиды калия и натрия, которые и впитываются корневой системой, повышая концентрацию металла в тканях растения в десятки, а то и в сотни раз. Уже через неделю после такого полива старатели-биологи собирают урожай. Кукурузу скашивают и сжигают в специальных печах. Полученная зола, то бишь обогащённое сырьё, поступает на производство для дальнейшей переработки.
Сегодня опыты по получению золота с помощью «царицы полей» ведутся на одном из приисков Бразилии. Одновременно учёные разрабатывают проект соответствующей промышленной установки.
Конечно, биометод не заменит полностью традиционных способов добычи золота, скорее он станет их дополнением. Кукурузные плантации будут устраивать на отвалах бывших приисков, чтобы извлечь из почвы последние остатки драгоценного металла.
Кроме того, энтузиастам нового дела придётся, вероятно, поискать подходящую замену одному из главных действующих лиц - синильной кислоте и её «подручным» - цианидам, крайне ядовитым веществам, представляющим серьёзную опасность для людей и животных.
ТРАВЫ - ЛЮБИТЕЛИ... ОТРАВЫ
Неистребимая страсть питомцев флоры к накопительству, как выяснилось, может успешно «работать» и на экологию. «Если посадить на полях вокруг Чернобыля определённые виды растений, к примеру, лебеду, - предлагает исследователь Илья Раскин, - то они за пять-десять лет выберут из почвы все радиоактивные соединения».
Согласитесь, что убрать с поля ботву, сжечь её, а потом захоронить заражённую золу всё же легче, чем снимать весь пахотный слой земли, как это пытались сделать некоторые горе-рекультиваторы.
За ценную идею Раскину выдали в США, куда переехал учёный, научную премию, обещали обсудить его предложение в рамках ООН; время идёт, а воз и ныне там...
Но зелёные санитары могут успешно трудиться не только на суше. Ещё недавно у себя на родине, в Южной Америке, водный гиацинт подвергался гонениям как сорняк, засоряющий водоёмы. Ныне к научному названию растения - эйхорния всё чаще добавляют слово «прекрасная».
Такой перемене обитатель Амазонки обязан удивительной способностью поглощать большое количество всевозможных промышленных отходов. Как установили специалисты, заокеанский поборник чистоты без видимого вреда для себя потребляет соли тяжёлых металлов, фенолы, сульфаты, фосфаты, остатки нефтепродуктов и даже такое ядовитое вещество, как ракетное топливо гептил.


Водный гиацинт успешно усвоил профессию санитара

Правда, уроженец тропиков не переносит наших холодов, полностью вымерзая за зиму. По весне его приходится разводить в водоёмах заново. Но такая операция, пусть и повторяемая ежегодно, всё равно обходится намного дешевле, чем строительство дорогостоящих водоочистных сооружений.
Отечественные учёные столкнулись и с ещё одной проблемой. Эйхорния не может опыляться собственной пыльцой. Для оплодотворения ей нужна пыльца другого, не родственного экземпляра растения. На родине пыльцу гиацинта переносят пчёлы особого вида, у нас этим пока вынуждены заниматься биологи.
Однако исследователи надеются со временем вывести сорт растений, оптимально приспособленный к условиям России. Ведь помимо практической пользы уроженец Амазонки в пору цветения необычайно красив.

Не редко человек поднимает камень и вроде как видит в нем золото. Как же узнать золото это или нет. Если в камне есть желтые крупинки видимые глазом то это легко проверить. Иголкой надо поцарапать желтые крупинки. Если это золото, то оно будет царапаться как металл. Свинец можно поцарапать для наглядности и точно так же будет царапаться золото. Пирит будет крошиться. А вот слюда рассыпаться на чешуйки. Если такую чешуйку придавить ногтем на чем то твердом то она просто раздавится в пыль. Пирит при ударе по нему раскрошится. Крупинка золота поведет себя как металл и будет просто плющиться. Но это видимое золото. Если его не видно, но ваше шестое чувство подсказывает - В этом камне есть золото.

Тогда начинаем рыть интернет и читаем много про царскую водку и прочие всякие там сложные химические процессы. Однако все значительно проще и менее опасно для вашего здоровья и здоровья окружающих. Прежде чем брать в руки кислоту и ртуть вспомните о том, что вы будете делать после того как кислота съест ваши легкие, а ртуть скопится в вашей конечности и вы не сможете ее поднять более никогда. Для того что бы проверить есть золото в камне или нет достаточно иметь у себя под рукой обычную настойку йода. Неприятный запах. Это терпимо. Кухонная вытяжка вам в помощь. С чего начать? Надо растолочь камень в ступке. Просто в порошок истолочь. Насыпать порошок в баночку с крышкой. Очень удобны для этих целей баночки для анализов. Заливаем порошок настойкой йода из аптечки. Не кислотой и ртутью, а обыкновенной йодной настойкой. Тщательно размешиваем. Закрываем крышкой, а то запах по комнатам, как в больнице. После того как осадок осядет опускаем полоску фильтровальной бумаги (просто отрезаем от бумажного полотенца полоску) в раствор не касаясь осадка. Вынули и просушили. Затем опять макнули и высушили. Так несколько раз. Высушиваем полоску и поджигаем. Естественно с соблюдением правил противопожарной безопасности. Если золото присутствует в камне, то пепел оставшийся после сжигания полоски бумаги окрашивается в пурпурный цвет. Как выглядит пурпурный цвет можно посмотреть в Яндексе где есть хорошая шкала цветов.
Так что рекомендую именно данный метод определения наличия золота в камнях. Абсолютно безопасный за исключением сжигания полоски.
Естественно более интересен способ промывки истолченной руды, но это только при условии что в ней есть видимое золото. Руда толчется в ступе изготовленной из обычного газового баллона. Баллон с определенными мерами безопасности обрезается до половины и с помощью стального кругляка в нем толкут руду. Затем делают промывку полученного порошка.
Если в руде присутствует мелкое золота для его сбора используем тот же йод, но только в твердом состоянии. Твердый (кристаллический) йод приобрести проще, чем кислоты. Работать с ним намного проще и не загрязняется окружающая среда. И это уже вопрос извлечения, т.е. добычи. Не тема сегодняшней статьи.

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.