Shungite , föråldrad. en synonym för " skiffersten ", " provsten" , lidit eller paragon [1] är en prekambrisk sten , som huvudsakligen består av kol och upptar en mellanposition i sammansättning och egenskaper mellan antracit och grafit . Det finns sorter av shungitsvart, mörkgrå och brun.
Shungit bildades från organiska bottensediment - sapropel . Dessa organiska sediment, täckta uppifrån av ständigt nya lager, kondenserade gradvis, uttorkade och sjönk ner i jordens djup. Under påverkan av kompression och hög temperatur ägde en långsam process av metamorfisering rum . Som ett resultat av denna process bildades amorft kol dispergerat i mineralmatrisen i form av kulor som är karakteristiska för shungit.
De första episodiska beskrivningarna av klipporna i "det svarta Olonets land" utfördes 1792 av akademikern Nikolai Ozeretskovsky och 1848 av personalkaptenen för Corps of Mining Engineers N. K. Komarov.
År 1877 definierade Alexander Inostrantsev , doktor i mineralogi och geologi , bergarten som en ny extrem medlem i en serie naturliga icke-kristallina kol som inte är kol och gav namnet shungit efter namnet på Zaonezhsky- byn Shunga , där sten upptäcktes först och en adit opererades .
1928-1937, på grundval av den etablerade statliga trusten "Shungit", genomfördes studien av shungitstenar som förmodade analoger av brännbart kol, de första strukturella studierna utfördes.
Ren shungit är ganska sällsynt i naturen, främst i form av tunna, upp till 30 cm breda, ådror. Oftare är det närvarande som en blandning i shungitskiffer och dolomiter , vanliga i Karelen på Zaonezhsky-halvön och runt den norra spetsen av sjön Onega - från Girvas i väster till Tolvui och Shungi i öster.
Det industriella värdet av shungiter har fastställts mest fullständigt för avsättningarna Shungskoye, Myagrozerskoye , Nigozerskoye, Maksovo och Zazhogino , såväl som för Turastamozerskoye ( Medvezhyegorsky-distriktet ). De förutspådda resurserna för alla fält är cirka 1 miljard ton.
Hittills har Koksuskoye-fältet i Kazakstan undersökts med en bevisad reserv på 49 miljoner ton .
Färg svart, mörkgrå, brun. Hårdhet - 3,5 ... 4. Frakturen är stegad, konkoidal. Densitet - 1,80 ... 2,84 g / cm 3 , beroende på kompositionen; porositet - 0,5 ... 5%; tryckhållfasthet 100-276 MPa; elasticitetsmodul (E) - 0,31 10 5 MPa. Elektriskt ledande, elektrisk ledningsförmåga - (1-3) × 10 3 Sm / m; värmeledningsförmåga - 3,8 W / m K. Medelvärdet för termisk expansionskoefficient i temperaturområdet från +20 till +600 °C är 12·10 −6 K −1 . Värmevärde 7500 kcal/kg [2] .
Bergarten har sorptions- och katalytiska egenskaper [3] .
Fast shungitämne är en blandning av olika kolallotroper , vars kristallgitter är förbundna med amorft kol [4] .
Det finns två varianter:
| Nej. | Element, komponent | Komponentformel | Innehåll % massa |
|---|---|---|---|
| ett | Aluminiumoxid | Al2O3 _ _ _ | 4.05 |
| 2 | Järn(III)oxid | Fe2O3 _ _ _ | 1.01 |
| 3 | Järn(II)oxid | FeO | 0,32 |
| fyra | kaliumoxid | K2O _ _ | 1.23 |
| 5 | kalciumoxid | CaO | 0,12 |
| 6 | kiseloxid | SiO2 _ | 36,46 |
| 7 | magnesiumoxid | MgO | 0,56 |
| åtta | manganoxid | MNO | 0,12 |
| 9 | natriumoxid | Na2O _ _ | 0,36 |
| tio | titanoxid | TiO2 _ | 0,24 |
| elva | Fosforoxid | P2O3 _ _ _ | 0,03 |
| 12 | Barium | Ba | 0,32 |
| 13 | Bor | B | 0,004 |
| fjorton | Vanadin | V | 0,015 |
| femton | Kobolt | co | 0,00014 |
| 16 | Koppar | Cu | 0,0037 |
| 17 | Molybden | Mo | 0,0031 |
| arton | Arsenik | Som | 0,00035 |
| 19 | Nickel | Ni | 0,0085 |
| tjugo | Leda | Pb | 0,0225 |
| 21 | Svavel | S | 0,37 |
| 22 | Strontium | Sr | 0,001 |
| 23 | Kol | C | 26.26 |
| 24 | Krom | Cr | 0,0072 |
| 25 | Zink | Zn | 0,0067 |
| 26 | Vatten | H2O _ _ | 2.18 |
| 27 | Förlust vid tändning | RFP | 32,78 |
Shungitaska (som alla naturliga kol och bitumen som innehåller föroreningar) innehåller vanadin , nickel , molybden , koppar , etc. På grund av den relativa lättheten att erhålla olika kolallotroper , kategoriseras shungit som ett lovande material för utvecklingen av nanoteknologi och är ett objekt studier vid nanotekniska institut [5] [6] .
Shungite innehåller både fast kol och betydande mängder kiseloxid ; båda dessa komponenter i den representeras av mycket kemiskt aktiva former. I detta avseende kan den användas inom metallurgi som ett reduktionsmedel och - samtidigt - som ett SiO 2 -innehållande flussmedel och en källa till kisel (till exempel vid framställning av gjutjärn , ferrokrom , ferrosilikokrom eller kiselkarbid ) [7] .
Ett annat användningsområde är konstruktion [8] . Polerade becksvarta plattor med sällsynta vita ådror som inte bleknar med tiden pryder interiörerna i St. Isaacs och Kazans katedraler i St. Petersburg och Moskvas tunnelbanestation . Inom den moderna byggindustrin används shungit även för tillverkning av shungizit, ett lättbetongaggregat .
Krossad shungit har tillräcklig mekanisk styrka för att ladda filter, är kemiskt resistent, förorenar inte vattnet som filtreras genom den och är därför lämplig för att ladda filter. [9] [10] För närvarande använder MP "Petrozavodskvodokanal" krossad shungit vid vattenreningsverk som en last av snabbfilter på grundval av ett tillstånd utfärdat av USSR:s hälsoministerium för nr 121-5 / 873-6 av 10.30.81. [elva]
Denna egenskap hos shungit är inte unik: för liknande ändamål (munstycke för fixering av mikroorganismer som bildar aktivt slam ), expanderad lera , plast , krossad sten och andra tillgängliga och billiga material används också; inklusive i denna region. Sorptionsegenskaper hos shungit skiljer sig inte från andra kolladdningar som används för att rena dricksvatten från klorrester .
Produkter, pastor och filter baserade på shungit tillskrivs en terapeutisk effekt, som inte har bevisats vetenskapligt. Trots det faktum att fullerenerna som finns i den i små mängder verkligen har antioxidantegenskaper [12] kan användningen av shungit vara hälsofarlig på grund av den uttalade cancerogena effekten av polycykliska aromatiska kolväten .
Shungizit är ett konstgjort poröst material som erhålls genom att bränna stenar som innehåller shungit. Shungizite används som fyllmedel för lättbetong (shungizitbetong) och som värmeisolerande återfyllning.
Shungiter från Turastamozerskoye-fyndigheten är de mest lovande för produktion av shungizit när det gäller kvaliteten på råvaror. Bulkdensiteten av shungizit från skiffern från Turastamozerskoe-fyndigheten är i genomsnitt mindre än 350 kg/m 3 och för enskilda block till och med mindre än 250 kg/m 3 (den högsta kvalitetskategorin).
Shungitsubstans, Сtv , anses vara organiskt material i ett mycket högt stadium av metamorfism. Dess standardsammansättning är mycket enkel och inkluderar elementärt kol i mängden C 98,6 ... 99,6 vikt. % med spår av N, O, S och H. Typiskt innehåll (N+O): 0,15…0,90%; H: 0,15…0,50%; S: 0,20…0,83%. Densiteten av shungitsubstans ligger vanligtvis inom 1,8…2,0 g/cm 3 . Eftersom kolhalten i shungitämnet är nära 100 %, vid klassificering av bergarter, särskiljs ofta inte C och C tv .
Det är vanligt att klassificera bergarter efter kolets massainnehåll, bestämt av förbränningens egenskaper (resterande askhalt, mängden CO 2 och andra flyktiga ämnen som frigörs). I detta avseende finns det fem sorter av shungit. Shungit-V innehåller C < 10 % kol, så det är faktiskt en sten som innehåller shungit; i shungit-IV C ~ 10...20%; shungit-III C ~ 20...35%; i shungit-II С ~ 35…80%; slutligen innehåller shungit-I C > 95...98 %, dvs den består nästan helt av shungitsubstans.
Den andra huvudkomponenten av shungit är huvudkomponenten i stenar, det vill säga SiO 2 , vanligtvis presenterad i form av kvarts eller som en del av olika silikatformationer. I allmänhet har shungitbergarter en varierad mineralsammansättning, som inkluderar karbonater , aluminiumsilikater , etc., och homogeniteten i blandningen av de ämnen som utgör shungit lockar uppmärksamhet.
Det har på ett tillförlitligt sätt fastställts att det fasta kolet från shungiter är uppbyggt av sammankopplade kulor, det vill säga partiklar med sfärisk form i allmänhet. Diametern på shungitkulor är cirka 10 nm. En sådan struktur är unik, eftersom den inte observeras i några andra föremål av naturligt fast kol. Samtidigt har shungitforskare ännu inte utvecklat allmänt accepterade synpunkter på naturen hos kolkulor, deras struktur och metoden för att kombinera. Anledningen är avsaknaden av en enhetlig syn på typen av initialt organiskt material och proto-shungitmaterial, på processen för dess karbonisering, på transformationsmediets termodynamiska egenskaper, på egenskaperna hos uppkomsten och utvecklingen av stora schungit geologiska strukturer etc. Det finns med andra ord ingen klar uppfattning om vad som är shungit i allmänhet och vad de bildades av. Allt detta tillåter inte, till skillnad från andra representanter för naturligt fast kol, att med tillförsikt bedöma de möjliga källorna och mekanismerna för förekomsten av denna typ av fast kol i den naturliga miljön och tillåter inte att helt bedöma potentialen hos shungiter för praktiska tillämpningar. Därför anser många experter fortfarande shungiter som ett vetenskapligt mysterium. Som ett resultat uppstår ofta ogrundade fantasier och spekulationer om ämnet shungiter i en ovetenskaplig miljö.
Monografin [13] innehåller och analyserar nästan alla kända grundläggande fakta och modellidéer om shungiter. Den verkliga situationen med den praktiska tillämpningen av stenar beaktas.
Det har visat sig att den vanligaste sapropelic synpunkten på ursprunget av shungiter är mycket svår (praktiskt taget omöjlig) att förena med deras struktur, sammansättning, fysikalisk-kemiska egenskaper, avsättningars geologi, ålder av stenar (2 miljarder år) med historien. om uppkomsten och utvecklingen av liv på jorden, med många andra data.
Skälet presenteras att grunden för strukturen av shungitkol, det vill säga shungitkulor, är identiska med sotpartiklar. Denna omständighet och ett antal andra fakta gör det möjligt för oss att dra slutsatsen att shungitkol uppstod som ett resultat av bildandet av enorma sotmassiv i naturliga processer av lossning och termisk omvandling (pyrolys, ofullständig förbränning) av gigantiska ansamlingar av primära kolväteråvaror främst i formen av naturgas, det vill säga metan . Utsläppet av djupa kolväten berodde på eller kombinerat med aktiv vulkanisk aktivitet, som, som bekant, ägde rum i Karelen under tiden för bildning av bergarter. Eftersom sotbildning från metan kännetecknas av intensiv syntes av tunga hartsartade kolväten, var proto-shungit-kolmaterial en trögflytande sammansättning av sotmassor med kolvätebindemedel, som förstenades med tiden.
Den mineraliska (icke-kol) delen av bergarterna bildades som ett resultat av det faktum att utsläpp av metan och andra kolväten oundvikligen åtföljdes av tillhörande flöden av vulkanisk aska (och andra suspensioner), vulkaniska gaser och hydrotermiska vätskor i ångan fas. En sådan process säkerställde den observerade höga graden av homogenitet av blandning av alla komponenter som utgör shungitbergarter, och bestämde nivån av utspädning av metan och det slutliga förhållandet mellan Csolid och andra komponenter i shungitbergarter, inklusive den maximala koncentrationen av kol, dvs. 80 % i shungit-II. Förutsättningar för bildning av extremt sällsynt shungit-I skulle kunna skapas av slumpmässiga luckor av heteroämnen i metanflöden eller som ett resultat av dålig lokal blandning av den bildade protoshungitsubstansen med åtföljande icke-kolhaltiga beståndsdelar.
Den dominerande representationen av kisel i bergarter jämfört med andra grundämnen (förutom kol) förklaras av det faktum att i prekambriska bergarter med hög kiseldioxidhalt är ursprunget till kiseldioxid i områden med grundläggande vulkanism vanligtvis förknippat med djupt transformerad vulkanisk aska (med asksedimentation) ).
2016 dök en gata som heter Shungite Proezd [14] upp i Petrozavodsk .
Shungite blev allmänt känt i väst i maj 2020 tack vare en före detta amerikansk Twitch-streamer under pseudonymen Dr DisRespect. [femton]