Shungit , anticuado. un sinónimo de " piedra pizarra ", " piedra de toque" , lidita o paragón [1] es una roca precámbrica , constituida principalmente por carbono y que ocupa una posición intermedia en composición y propiedades entre las antracitas y el grafito . Hay variedades de shungite negro, gris oscuro y marrón.
Shungite se formó a partir de sedimentos orgánicos del fondo: sapropel . Estos sedimentos orgánicos, cubiertos desde arriba por capas siempre nuevas, se condensaron, deshidrataron y hundieron gradualmente en las profundidades de la tierra. Bajo la influencia de la compresión y la alta temperatura, tuvo lugar un lento proceso de metamorfización . Como resultado de este proceso, el carbono amorfo disperso en la matriz mineral se formó en forma de glóbulos característicos de la piedra de Shungit.
Las primeras descripciones episódicas de las rocas de la "tierra negra de Olonets " fueron realizadas en 1792 por el académico Nikolai Ozeretskovsky y en 1848 por el capitán del cuerpo de ingenieros de minas N. K. Komarov.
En 1877, Alexander Inostrantsev , doctor en mineralogía y geología , definió la roca como un nuevo miembro extremo en una serie de carbonos naturales no cristalinos que no son carbón y le dio el nombre de shungite por el nombre del pueblo Zaonezhsky de Shunga , donde se encuentra el primero se descubrió roca y se operó un socavón .
En 1928-1937, sobre la base del fideicomiso estatal establecido "Shungit", se llevó a cabo el estudio de las rocas de Shungit como supuestos análogos del carbón combustible, se llevaron a cabo los primeros estudios estructurales.
La piedra de Shungit pura es bastante rara en la naturaleza, principalmente en forma de nervaduras finas de hasta 30 cm de ancho. Más a menudo está presente como una mezcla en esquistos de shungit y dolomitas , comunes en Karelia en el territorio de la península de Zaonezhsky y alrededor del extremo norte del lago Onega , desde Girvas en el oeste hasta Tolvui y Shunga en el este.
El valor industrial de las piedras de Shungit se ha determinado más completamente para los yacimientos de Shungskoye, Myagrozerskoye , Nigozerskoye, Maksovo y Zazhogino , así como para Turastamozerskoye ( distrito de Medvezhyegorsky ). Los recursos previstos para todos los campos son de alrededor de mil millones de toneladas.
Hasta la fecha se ha explorado el campo Koksuskoye en Kazajstán con una reserva probada de 49 millones de toneladas .
Color negro, gris oscuro, marrón. Dureza - 3.5 ... 4. La fractura es escalonada, concoide. Densidad - 1,80 ... 2,84 g / cm 3 , según la composición; porosidad - 0.5 ... 5%; resistencia a la compresión 100-276 MPa; módulo de elasticidad (E) - 0.31 10 5 MPa. Conductividad eléctrica, conductividad eléctrica - (1-3) × 10 3 Sm / m; conductividad térmica - 3,8 W / m K. El valor medio del coeficiente de expansión térmica en el rango de temperatura de +20 a +600 °C es 12·10 −6 K −1 . Poder calorífico 7500 kcal/kg [2] .
La roca tiene propiedades catalíticas y de sorción [3] .
La sustancia sólida de shungite es una mezcla de varios alótropos de carbono , cuyas redes cristalinas están conectadas por carbono amorfo [4] .
Hay dos variedades:
| No. | Elemento, Componente | fórmula componente | Contenido % masa |
|---|---|---|---|
| una | Óxido de aluminio | Al2O3 _ _ _ | 4.05 |
| 2 | Óxido de hierro (III) | Fe2O3 _ _ _ | 1.01 |
| 3 | Óxido de hierro (II) | Fe O | 0.32 |
| cuatro | óxido de potasio | K2O _ _ | 1.23 |
| 5 | óxido de calcio | CaO | 0.12 |
| 6 | óxido de silicio | SiO2 _ | 36.46 |
| 7 | Óxido de magnesio | MgO | 0,56 |
| ocho | óxido de manganeso | MNO | 0.12 |
| 9 | óxido de sodio | Na2O _ _ | 0.36 |
| diez | óxido de titanio | TiO2 _ | 0.24 |
| once | Óxido de fósforo | P2O3 _ _ _ | 0.03 |
| 12 | Bario | Licenciado en Letras | 0.32 |
| 13 | bor | B | 0.004 |
| catorce | Vanadio | V | 0.015 |
| quince | Cobalto | co | 0.00014 |
| dieciséis | Cobre | cobre | 0.0037 |
| 17 | Molibdeno | Mes | 0.0031 |
| Dieciocho | Arsénico | Como | 0.00035 |
| 19 | Níquel | Ni | 0.0085 |
| veinte | Guiar | Pb | 0.0225 |
| 21 | Azufre | S | 0.37 |
| 22 | Estroncio | señor | 0.001 |
| 23 | Carbón | C | 26.26 |
| 24 | Cromo | cr | 0.0072 |
| 25 | Zinc | zinc | 0.0067 |
| 26 | Agua | H2O _ _ | 2.18 |
| 27 | Pérdida por ignición | RFP | 32.78 |
La ceniza de shungita (como todos los carbones y betunes naturales que contienen impurezas) contiene vanadio , níquel , molibdeno , cobre , etc. de estudio en institutos de nanotecnología [5] [6] .
Shungite contiene carbono sólido y cantidades significativas de óxido de silicio ; ambos componentes en él están representados por formas químicamente muy activas. En este sentido, se puede utilizar en metalurgia como agente reductor y, al mismo tiempo, como fundente que contiene SiO 2 y fuente de silicio (por ejemplo, en la producción de hierro fundido , ferrocromo , ferrosilicocromo o carburo de silicio) . ) [7] .
Otra área de aplicación es la construcción [8] . Losas pulidas de color negro azabache con raras vetas blancas que no se desvanecen con el tiempo adornan los interiores de las catedrales de San Isaac y Kazan en San Petersburgo y la estación de metro de Moscú . En la industria de la construcción moderna, la shungita también se utiliza para la producción de shungizita, un agregado de concreto liviano .
La piedra de Shungit triturada tiene suficiente resistencia mecánica para cargar filtros, es químicamente resistente, no contamina el agua filtrada a través de ella y, por lo tanto, es apta para cargar filtros. [9] [10] Actualmente, MP "Petrozavodskvodokanal" utiliza shungit triturado en plantas de tratamiento de agua como carga de filtros rápidos sobre la base de un permiso emitido por el Ministerio de Salud de la URSS para No. 121-5 / 873-6 de 30.10.81. [once]
Esta propiedad del shungite no es única: para fines similares (boquilla para la fijación de microorganismos que forman lodos activados ), también se utilizan arcilla expandida , plásticos , piedra triturada y otros materiales disponibles y baratos; incluso en esta región. Las características de sorción de shungit no son diferentes de otras cargas de carbón utilizadas para purificar el agua potable de los residuos de cloro .
A los productos, pastas y filtros a base de shungite se les atribuye un efecto terapéutico, que no ha sido científicamente probado. A pesar de que los fullerenos que contiene en pequeñas cantidades tienen propiedades antioxidantes [12] , el uso de shungite puede ser peligroso para la salud debido al pronunciado efecto cancerígeno de los hidrocarburos aromáticos policíclicos .
La shungizita es un material poroso artificial obtenido al cocer rocas que contienen shungita . La shungizita se utiliza como relleno para hormigón ligero (hormigón de shungizita) y como relleno de aislamiento térmico .
Las shungitas del yacimiento Turastamozerskoye son las más prometedoras para la producción de shungizita en términos de calidad de las materias primas. La densidad aparente aparente de la shungizita del esquisto del yacimiento Turastamozerskoe es en promedio inferior a 350 kg/m 3 , y para bloques individuales incluso inferior a 250 kg/m 3 (la categoría de calidad más alta).
La sustancia Shungite, Сtv , se considera materia orgánica en una etapa muy alta de metamorfismo. Su composición estándar es muy simple e incluye carbono elemental en la cantidad de C 98,6 ... 99,6 en peso. % con trazas de N, O, S y H. Contenido típico (N+O): 0,15…0,90%; H: 0,15…0,50%; S: 0,20…0,83%. La densidad de la sustancia de shungit suele estar entre 1,8 y 2,0 g/cm 3 . Dado que el contenido de carbono en la sustancia de shungite es cercano al 100 %, cuando se clasifican las rocas, a menudo no se distinguen C y C tv .
Es costumbre clasificar las rocas según el contenido másico de carbono, determinado por las características de la combustión (contenido de cenizas residuales, cantidad de CO 2 y otras sustancias volátiles liberadas). En este sentido, existen cinco variedades de shungite. Shungite-V contiene C < 10% de carbono, por lo que en realidad es una roca que contiene shungite; en shungite-IV C ~ 10…20%; shungite-III C ~ 20…35%; en shungite-II С ~ 35…80%; finalmente, shungit-I contiene C > 95...98%, es decir, se compone casi completamente de sustancia de shungite.
El segundo componente principal de la shungita es el componente principal de las rocas, es decir, el SiO 2 , que suele presentarse en forma de cuarzo o como parte de diversas formaciones de silicatos. En general, las rocas de shungita tienen una composición mineral diversa, que incluye carbonatos , aluminosilicatos , etc., y llama la atención la homogeneidad de la mezcla de las sustancias que componen la shungita.
Se ha establecido fehacientemente que el carbono sólido de las piedras de Shungit está formado por glóbulos interconectados, es decir, partículas de forma esférica en general. El diámetro de los glóbulos de shungite es de unos 10 nm. Tal estructura es única, ya que no se observa en ningún otro objeto de carbono sólido natural. Al mismo tiempo, los investigadores de shungite aún no han desarrollado puntos de vista generalmente aceptados sobre la naturaleza de los glóbulos de carbono, su estructura y el método de combinación. La razón es la falta de un punto de vista unificado sobre el tipo de materia orgánica inicial y material de proto-shungite, sobre el proceso de su carbonización, sobre las características termodinámicas del medio de transformación, sobre las características de la aparición y evolución de grandes estructuras geológicas de schungita, etc. En otras palabras, no hay una idea clara de qué es la shungita en general y de qué se formó. Todo esto no permite, a diferencia de otros representantes del carbono sólido natural, juzgar con confianza las posibles fuentes y mecanismos de aparición de este tipo de carbono sólido en el entorno natural y no permite evaluar completamente el potencial de Shungit para aplicaciones prácticas. Por lo tanto, muchos expertos todavía consideran a las piedras de Shungit como un misterio científico. Como resultado, a menudo surgen fantasías y especulaciones infundadas sobre el tema de las piedras de Shungit en un entorno poco científico.
La monografía [13] contiene y analiza casi todos los hechos básicos conocidos e ideas modelo sobre Shungit. Se considera la situación real con la aplicación práctica de las rocas.
Se muestra que el punto de vista sapropélico más común sobre el origen de las shungitas es muy difícil (prácticamente imposible) de conciliar con su estructura, composición, propiedades fisicoquímicas, geología de los depósitos, edad de las rocas (2 mil millones de años), con la historia del surgimiento y desarrollo de la vida en la Tierra, con muchos otros datos.
Se presenta la justificación de que la base de la estructura del carbono de shungit, es decir, los glóbulos de shungite, son idénticas a las partículas de hollín. Esta circunstancia y una serie de hechos más nos permiten concluir que el carbono de shungite surgió como resultado de la formación de enormes macizos de hollín en procesos naturales de descarga y transformación térmica (pirólisis, combustión incompleta) de gigantes acumulaciones de materias primas de hidrocarburos primarios principalmente en la forma de gas natural, es decir, metano. La liberación de hidrocarburos profundos se debió o se combinó con la actividad volcánica activa que, como se sabe, tuvo lugar en Karelia durante el período de formación de rocas. Dado que la formación de hollín a partir del metano se caracteriza por la síntesis intensiva de hidrocarburos resinosos pesados, la materia de carbono de proto-shungit era una composición de flujo viscoso de masas de hollín con aglutinantes de hidrocarburos, que se petrificaban con el tiempo.
La parte mineral (sin carbono) de las rocas se formó como resultado del hecho de que las emisiones de metano y otros hidrocarburos estuvieron inevitablemente acompañadas por flujos asociados de cenizas volcánicas (y otras suspensiones), gases volcánicos y fluidos hidrotermales en el vapor. fase. Este proceso aseguró el alto grado de homogeneidad observado en la mezcla de todos los componentes que forman las rocas de Shungit y determinó el nivel de dilución del metano y la proporción final de Csólido y otros componentes de las rocas de Shungit, incluida la concentración máxima de carbono, es decir, 80% en shungite-II. Los requisitos previos para la formación de shungite-I extremadamente raros podrían crearse por lagunas aleatorias de heterosustancias en los flujos de metano o como resultado de una mezcla local deficiente de la sustancia de protoshungita formada con los constituyentes que no son de carbono que la acompañan.
La representación predominante del silicio en las rocas en comparación con otros elementos (excepto el carbono) se explica por el hecho de que en rocas precámbricas con alto contenido de sílice, el origen del sílice en áreas de vulcanismo básico suele estar asociado con cenizas volcánicas profundamente transformadas (con sedimentación de cenizas). ).
En 2016, apareció una calle llamada Shungite Proezd [14] en Petrozavodsk .
Shungite se hizo ampliamente conocido en Occidente en mayo de 2020 gracias a un extransmisor estadounidense de Twitch bajo el seudónimo Dr DisRespect. [quince]