Способ добычи жильного золота практически не менялся в течение нескольких десятков столетий. Он был подробно описан греческим автором Агатархидом, посещавшим египетские золотые рудники во II в. до н.э. Оригинал рукописи Агатархида не дошел до наших дней, однако, он почти полностью был процитирован в произведениях известного римского историка Диодора Сицилийского.
Для раздробления горной породы применялись огонь, вода и деревянные клинья. Около разрабатываемого участка породы разводили костер, породу накаливали, а затем быстро охлаждали, обильно поливая водой. В образовавшиеся трещины вбивали деревянные клинья, которые также поливались водой. Разбухая, они раскалывали горную породу. Обломки рудной породы снова нагревали в пламени костра, резко охлаждали и дробили молотами и кирками непосредственно в шахтах.
Раздробленную руду извлекали из шахт, глубина которых достигала 90 м, в плетеных корзинах или кожаных мешках. Затем ее толкли в больших каменных ступах до величины гороха, после чего мололи в ручных мельницах до мелкого порошка. Из такого материала золото можно было извлечь с помощью уже хорошо известной технологии отмывки, которую к этому времени стали осуществлять на специальных устройствах – промывочных столах.
Вот как описывается этот процесс Диодором Сицилийским: «Сперва на широкой и слегка наклонной каменной доске раскладывается этот растертый в порошок камень, а затем поливается водой и размешивается. Затем его часть, содержащая землю, размытая посредством влаги, течет по наклонной доске вниз, а золото вследствие тяжести остается на доске. Рабочие повторяют эту операцию несколько раз, причем слегка растирают вещество руками до тех пор, пока на доске не остаются только крупинки золота».
Отмытое золото сплавляли в небольшие слитки.

В середине XX в. на местах, где находились древние золотые рудники, археологами были обнаружены мельницы, дробилки и остатки каменных столов для обработки измельченной золотой породы. Наибольшую известность получили рудники в египетских районах Вади Аббаса и Икита, а также эфиопском – Бени-Шагул.
О том, что Эфиопия очень богата золотом, писал еще Геродот, сообщавший, что два эфиопских племени на севере страны «доставляют в дар царю каждые три года два хеника (литра) самородного золота».
В III тыс. до н.э. жильное золото добывалось на территории Европы и Азии практически из всех известных его месторождений. Многие из них были выработаны уже к началу латенского периода железного века. Значительные запасы золота находились на Балканском полуострове и островах Эгейского моря.
Геродот особо отмечает месторождение на острове Сифнос: «Сифнос процветал и был самым богатым из всех островов. На нем были золотые и серебряные рудники, такие богатые, что на десятину доходов с них сифнийцы воздвигли в Дельфах одну из самых пышных сокровищниц. Ежегодно граждане острова делили доходы между собой».
О месторождениях золота во Фракии в античных источниках имеется множество свидетельств, подтверждающих их особое значение. Существует версия о том, что добыча золота на горе Пангее была начата еще финикийцами, и с этим связано легендарное богатство их царя Кадма.
Самым знаменитым из фракийских рудников был Скаптегила (Скаптесула), он продолжал разрабатываться в эпоху Римской Империи, и был неоднократно упомянут в произведениях римского поэта Лукреция. В начале IV в. до н.э. Фракийскими месторождениями завладела Македония.
Как отмечал В.И. Вернадский: «Золотые рудники Пангеи явились основой ее (Македонии) могущества. Эти древние рудники были захвачены Филиппом II. Разработка их была проведена им очень энергично, дала сразу много золота и довольно быстро привела к их значительному истощению».
Кроме Балкан, крупные запасы золота в Европе находились на территории современных Испании, Франции, Венгрии, Румынии, Австрии, их разработка была начата древними иберами, кельтами, франками и даками. Главной золотоносной провинцией древней Европы была Иберия, которая стала затем называться карфагено-финикийским словом «Испания», перешедшим впоследствии и в латинский язык.
Первым из золоторудных регионов Иберии стал разрабатываться юго-восточный (там находятся Андалусские горы). Здесь впервые в Европе, и практически одновременно с Древним Египтом, Месопотамией и Индией, появились украшения из холоднокованого самородного золота.
Вторым, по времени освоения, золоторудным регионом Иберии стал юг полуострова. В конце II тыс. до н.э. здесь возникло, основанное этрусками, государство Тартесс. 700–500 г. до н.э. – эпоха расцвета Тартесса и южных золотых промыслов провинции Сьерра-Морена. Но около 500 г. до н.э. столичный город Тартесс был завоеван карфагенянами и, видимо, разрушен, так как местонахождение его до сих пор не установлено.
Третий рудный район Иберии – северо-запад полуострова. Его расцвет пришелся на период Римской Империи. Именно здесь римляне впервые создали свое самое грандиозное горнодобывающее предприятие – знаменитые римские арругии (техногенные золотые россыпи). Дело в том, что золото в этом районе находилось не в отдельных кварцевых жилах, а в толще нижнепалеозойских песчаников и сланцев. Огромные по площади и по мощности рудные участки, гористый рельеф, рыхлость пород – все это подсказало изобретение нового способа золотодобычи.
Сначала обрушивали всю рудовмещающую породу. Для этого в ней делали параллельные штольни длиной до 450 м с постепенно вынимаемыми перемычками и подпорками. В результате происходило обрушение и раздробление породы. Затем эта горная масса размывалась водами из водохранилищ, специально устраиваемых на уровне 50–100 м выше горных разработок. Из созданных таким образом россыпей извлекалось золото. Именно по такой технологии и добывалась большая его часть для Римской империи.

В древнеегипетских и шумерских текстах часто можно найти упоминания о разновидностях употреблявшегося в древности золота. Усматривалось различие в его происхождении: «речное», «горное», «скалистое», «золото в камне», а также по цвету.
Цвет нерафинированного золота зависит от его природных примесей: меди, серебра, мышьяка, олова, железа и пр. Древние металлурги принимали все эти сплавы золота за разновидности самого золота. Археологами найдены древние золотые изделия, охватывающие большую гамму цветов: от тускло-желтого и серого до различных оттенков красного цвета. Золото различных желтых оттенков по своему составу приближается к чистому золоту и содержит лишь небольшие примеси серебра или меди. В сером золоте высока доля серебра, которое на поверхности изделия со временем превращается в хлорид, разлагающийся на свету с выделением микрокристаллов серебра, придающих поверхности сероватую окраску. Розовые и пурпурные оттенки золота обусловлены присутствием в нем примесей меди. Золото красно-коричневых цветов содержит в значительных количествах и медь и железо.
Технология очистки (рафинирования) золота от примесей была изобретена шумерами в начале III тыс. до н.э. Ее описание содержится в рукописях библиотеки ассирийского царя Ашшурбанипала, а также приводится вышеупомянутым Агатархидом. Согласно этой технологии золото плавили вместе со свинцом, оловом, солью и ячменными отрубями в специальных горшках, изготовленных из глины, смешанной с костной золой. Образующийся шлак впитывался пористыми стенками горшка, а на его дне оставался очищенный сплав золота с серебром. Таким образом, из золота удалялись все примеси, кроме серебра. В одной из рукописей библиотеки Ашшурбанипала содержится гимн богу огня Гибилю: «О, Гибиль, ты расплавляешь медь и свинец, ты очищаешь золото и серебро…»

Именно на золоте человеком впервые были освоены металлургические приемы холодной ковки и литья металлов. Отдельные этапы работы золотых дел мастеров изображены в стенных росписях некоторых гробниц фараонов IV–VI династий. Известность получило изображение процесса изготовления золотой отливки, найденное в гробнице фараона Мереруба (рис. 1.6), на котором можно видеть чиновника, отвешивающего необходимую порцию золота, и писца, записывающего его количество. Далее следует изображение шести человек, раздувающих горн специальными дутьевыми трубками. Затем мы видим мастера, разливающего расплавленный металл из тигля в форму, стоящую на земле, и его помощника, задерживающего шлак. На завершающей стадии операции двое кузнецов отбивают слиток камнями, придавая ему товарный вид.

Фараон под таким именем в династическом списке отсутствует. На некоторых сайтах с этой цитатой Мереруб относится к IV династии, но тогда «гробниц» не строили (согласно египтологии), а лишь мастабы и пирамиды. В самой книге указана уже VI династия, в которой есть близкое имя – Меренра (два фараона). У Меренра (скорее у I) не гробница, а пирамида в Южной Сакаре.

На Ближнем Востоке и в Египте широко применялось листовое золото – фольга. Фольгой покрывали самые различные предметы: как металлические, так и деревянные. Например, с помощью ковки или органического клея золотая фольга прикреплялась к изделиям из бронзы, меди и серебра. При этом золотое покрытие спасало медь и бронзу от коррозии. Золотой фольгой часто покрывали деревянную мебель, прикрепляя ее при помощи маленьких золотых заклепок. Более тонкие золотые листы приклеивались к дереву, предварительно покрытому слоем специальной штукатурки.
Золото стало первым металлом, из которого стали выковывать проволоку, который научились паять и полировать.

На новую ступень добыча и металлургия золота поднялись в эпоху Римской империи, когда в горно-металлургических технологиях стала широко применяться ртуть. Метод извлечения золота из руды с помощью ртути был изобретен на Ближнем Востоке и стал основным в Риме в начале Новой эры. Согласно описанию Плиния Старшего (I в. до н.э.) руду, содержащую золото, дробили и смешивали с ртутью, затем породу отделяли от ртути фильтрацией через кожаный (замшевый) фильтр, а золото получали из амальгамы путем выпаривания ртути.
Технология золочения металлических изделий методом ртутного амальгамирования также получила распространение во времена римского владычества. В результате римляне сумели поднять организацию, технику и технологию разработки золотоносных районов на качественно новый уровень, что позволило достичь максимально возможных для того времени масштабов золотодобычи.

Следует отметить, что сами римляне не обнаружили ни одного нового месторождения золота, они лишь захватывали рудники, обустроенные другими народами, и обращали территории, на которых они находились, в свои провинции. Золото в Римской Империи превратилось в основу экономики и финансовой системы государства. Торговля Рима с провинциями была внутренней, и золото в ней принимало незначительное участие. Золотом римляне торговали со странами Востока: Индией и Китаем. Драгоценным металлом оплачивались восточные украшения и пряности. Так, например, при императоре Августе фунт шелка из Китая стоил фунт золота.

Славянское слово «золото», английское и немецкое «gold» родственны санскритскому корню «гол» или «зол», что означает «яркий, блестящий». К этому же корню восходят корни «жел» и «зел» в словах «желтый» и «зеленый», а также древнегерманский«геолу» (современный английский «yellow» – желтый). В языках романской группы слова, обозначающие золото восходят к латинскому «aurum», которое, в свою очередь, происходит от этрусского корня, означающего «металл».

Итак, золото сыграло выдающуюся роль в создании и развитии горнометаллургического производства цивилизации. При добыче жильного золота были созданы технологии, применявшиеся затем при разработке месторождений других древних металлов: серебра, меди, свинца, олова, ртути и железа. Золото стало первым металлом, который научились обрабатывать холодной ковкой, из которого стали получать проволоку и отливать изделия. Золото впервые подвергли рафинированию, к нему впервые были применены технологии гидрометаллургии и металлотермической обработки. Это перечисление можно продолжить – по существу все металлургические технологи, применявшиеся в эпоху Древнего мира к серебру, меди, свинцу, олову и ртути были первоначально отработаны на золоте. В ряду древних металлов есть только одно исключение из правил – железо, технологии извлечения которого из руды и термомеханической обработки стали новой ступенью в развитии металлургии.

Электрум (электрон)

В странах Древнего мира, особенно в Египте и Вавилоне, широко применялись изделия из природного сплава золота с серебром, который египтяне называли «зам» (азем), греки – «электрон», а римляне – «электрум». Полагают, что греческое название происходит от янтаря, который Гомер и Гесиод также называли электроном. Египетское название золота – «нуб» дало имя Нубии – «страна золота», а название «электрум» – Замбези – «река золота».
Грань между золотом и электроном весьма условна. Когда в сплаве высока доля золота, электрон выглядит как обычное золото, если же в сплаве много серебра, он имеет серебристо-белый цвет. В древнеегипетских изделиях из электрона, хранящихся в Каирском музее, содержание серебра составляет от 20 до 40% (масс.).
Электрон тверже золота и гораздо лучше противостоит трению и износу, которым обычно подвергаются ювелирные изделия. Весьма вероятно, что электрон стал первым сплавом в истории цивилизации, который стали производить сознательно методом одновременного плавления двух металлов.

Метеоритное железо

Метеориты – это железные или каменные тела, падающие на Землю из межпланетного пространства. Они представляют собой остатки метеорных тел, не разрушившихся полностью при движении в атмосфере.
Характерными признаками метеоритов являются: угловатая форма со сглаженными выступами, кора плавления, покрывающая в виде тонкой оболочки метеорит, и своеобразные ямки, называемые регмаглиптами. В изломе каменных метеоритов обычно видны многочисленные мелкие включения никелистого железа белого цвета и минерала троилита бронзово-желтого цвета; нередко бывают видны тонкие темно-серые жилки. Железокаменные метеориты содержат значительно более крупные включения никелистого железа.
После полировки поверхность железных метеоритов приобретает зеркальный металлический блеск. Иногда падают метеориты, имеющие более или менее правильную конусообразную, так называемую ориентированную, форму или многогранную – напоминающую форму кристалла. Такие формы возникают в результате атмосферной обработки (дробления и абляции) метеорного тела во время движения в атмосфере.
Метеориты имеют размеры от долей миллиметра до нескольких метров и весят, соответственно, от долей грамма до десятков тонн. Самый крупный из уцелевших от раскола – железный метеорит Гоба, найденный в Юго-западной Африке в 1920 г., весит около 60 т. Известно около 35 метеоритов, масса каждого из которых превосходит тонну.
Иногда, вследствие дробления метеорных тел одновременно падает группа метеоритов, в которой число отдельных метеоритов достигает десятков, сотен и даже тысяч. Такие групповые падения называются метеоритными дождями, причем каждый метеоритный дождь считается за один метеорит. В Приморском крае 12 февраля 1947 г. выпал Сихотэ-Алинский железный метеоритный дождь общей массой более 37 т.
Метеориты подразделяются на три главных класса: железные, железокаменные и каменные. Однако можно проследить непрерывный переход от одного класса к другому. В среднем из шестнадцати упавших метеоритов один железный. Каждый железный метеорит содержит по массе до 91% железа, до 8,5% никеля и другие элементы. Метеориты двух других классов содержат от 1% до 50% железа.

Наиболее распространенными химическими элементами в метеоритах являются: алюминий, железо, кальций, кислород, магний, кремний, никель, сера. Химический состав отдельных метеоритов может значительно отклоняться от среднего. Так, например, массовое содержание никеля в железных метеоритах колеблется от 5 до 30% и даже более.
Среднее содержание в метеоритах драгоценных металлов и редких элементов (в граммах на тонну вещества метеорита): рутений – 10, родий – 5, палладий – 10, серебро – 5, осмий – 3, иридий – 5, платина – 20, золото – 5. Установлено, что содержание некоторых химических элементов тесно связано с содержанием других элементов. Так оказалось, что чем выше содержание никеля в метеорите, тем больше в нем галлия.

Минеральный состав метеоритов своеобразен: в метеоритах обнаружен ряд неизвестных или очень редко встречающихся на Земле минералов. Таковы: шрейберзит (рабдит) ((Fe,Ni,Co)₃P), добреелит (FeCr₂S₄), ольдгамит (CaS), лавренсит (FeCl₂), меррилит (Na₂O·3CaO·P₂O₅) и другие, которые присутствуют в метеоритах в незначительных количествах. В метеоритах открыто несколько десятков новых, ранее неизвестных, минералов, многие из которых названы по имени метеоритологов, например: фаррингтонит, юриид, найинджерит, криновит и др. Наличие этих минералов указывает на своеобразие условий образования метеоритов, отличающихся от условий, при которых образовывались земные горные породы.
Наиболее распространенными в метеоритах минералами являются: соединения никеля и железа (камасит (93,1% (масс.) Fe; 6,7% Ni; 0,2% Co) и тэнит (75,3% (масс.) Fe; 24,4% Ni; 0,3% Co)), оливин ((Mg,Fe)₂SiO₄), пироксены – безводные силикаты (энстатит (MgSiO₃), бронзит (Mg,Fe)SiO₃, гиперстен ((Fe,Mg)SiO₃ с 12–25% (масс.) FeO), диопсид (Ca(Mg,Fe)Si₂O₆), авгит и плагиоклаз (mCaAl₂Si₂O₈·nNa₂Al₂Si₆O₁₆).
Некоторые специфические метеоритные минералы, например, лавренсит, очень нестойки в условиях Земли и быстро вступают во взаимодействие с кислородом воздуха. В результате на метеоритах появляются обильные продукты окисления в виде ржавых пятен, что приводит к разрушениям метеоритов. В некоторых редких типах метеоритов присутствует космическая кристаллическая вода, а в других, столь же редких метеоритах встречаются мелкие зерна алмаза. Последние представляют собой результат ударного метаморфизма, которому подвергся метеорит.

Отполированные и протравленные раствором азотной или какой-либо другой кислоты поверхности большинства железных метеоритов показывают сложный рисунок, называемый видманштеттеновыми (видманштеттовыми) фигурами (рис. 1.7). Эти фигуры впервые были обнаружены и изучены австрийским ученым Акоисом Видманштеттеном (Widmannstatten) в 1808 г.
Рисунок состоит из пересекающихся полосок – «балок», окаймленных узкими блестящими лентами. В отдельных промежуточных участках наблюдаются многоугольные площадки – поля. Видманштеттеновы фигуры появляются в результате неодинакового действия травящего раствора на поверхность метеорита. Дело в том, что «балки», состоящие из камасита с малым содержанием никеля, травятся сильнее, чем поля, заполненные тонкой механической смесью зерен камасита и тэнита с высоким содержанием никеля. Узкие ленты, окаймляющие балки и состоящие из тэнита, совсем не поддаются травлению.
Реже встречаются железные метеориты, состоящие целиком из камасита и показывающие при травлении тонкие параллельные линии, называемые неймановыми (рис. 1.8). Столь же редко встречаются железные метеориты (атакситы), которые не показывают никакого рисунка; они содержат наибольшее количество никеля.
Железокаменные метеориты (палласиты) представляют собой как бы железную губку, пустоты которой заполнены прозрачным минералом оливином. Другой тип железокаменных метеоритов, называемых мезосидеритами, в изломе показывает обильные включения никелистого железа в основной каменистой массе.