Зажогинские шунгитовые породы

Сегодня в окрестностях села Толвуй разрабатывается единственное в мире промышленное месторождение шунгита - Зажогинское (запасы его оцениваются в 35 млн. тонн). Производственная мощность предприятия по добыче и переработке шунгита составляет 200 тыс. тонн в год. Добыча шунгитовых пород ведется открытым способом (8,17).

Зажогинское промышленное месторождение шунгита

Зажогинские шунгитовые породы являются сложными нано-структурированными природными композитами. Шунгитовый углерод образует матрицу, в которой довольно равномерно распределены высокодисперсные силикаты. Уникальные особенности шунгитовых пород определяются в первую очередь структурой и свойствами шунгитового углерода, а также его взаимоотношениями с силикатными компонентами породы. В целом это определяет перспективы практического использования шунгитовых пород. Сейчас выявлено более 20 направлений их применения и здесь наиболее актуальным становится определение схем рационального использования шунгитовых пород и выявление наукоемких технологий, дающих наибольший экономический эффект при наименьших затратах этого уникального сырья (6,8,9).

Шунгитовый углерод - это новая аллотропная форма метастабильного углерода, отличающаяся от уже известных форм алмаза, графита, карбина. Он занимает промежуточное положение между аморфной сажей и кристаллическим графитом.

Восемь аллотропов углерода: 
а - алмаз, 
b - графит, 
c - лонсдейлит, 
d - фуллерен C 60, 
е - фуллерен C 540, 
f - фуллерен C 70, 
g - аморфный углерод, 
h - однослойная углеродная нанотрубка.

Для шунгитового углерода характерно наличие глобул - полых многослойных фуллереноподобных образований размерами 10-30 нанометров, содержащих пакеты плавно изогнутых углеродных слоев, охватывающих нанопоры. Углеродные глобулы могут содержать от нескольких десятков до нескольких сот атомов углерода и различаться по форме, размерам. Они могут иметь сферическую форму (луковичная структура). Открыты трубчатые разновидности углеродных кластеров - нанотрубки и пленочные формы (5,6,9,12,17).

Содержание шунгитового углерода в карельских породах колеблется от 1 до 98%. По содержанию углерода шунгитовые породы делятся на 5 классов. Наиболее значимыми для нас являются малозональные шунгиты 2-3 классов, содержание углерода в которых от 60 до 20% (12,17).

Надо при этом отметить, что на месторождении переслаивание шунгита с разным процентным содержанием углерода довольно частое. Но состав щебня, который входит в изделия нашей фирмы (набор для настаивания воды и серия «Тихие утехи»), достаточно однороден за счет перемешивания слоев с разным процентным содержанием углерода. Известно, чем больше содержание углерода, тем шунгит мягче. Пласты с содержанием более 90% углерода настолько мягкие, что рассыпаются в руках. В этом случае изделие может «пылить», что обычно и приводит к нареканиям покупателей. Но «пыление» является совершенно естественным и только усиливает воздействие изделия. С другой стороны, пирамидки и обереги делаются из камней специально отобранных, чтобы шунгит можно было подвергнуть обработке, придавая нужную форму. Это породы с содержанием углерода не более 50-60%.

В породе Зажогинского месторождения шунгитовый углерод составляет 30%. 45% в породе составляет кварц, 20% -сложные силикаты (слюды, хлориты), 3% - сульфиды. Породы в пределах Зажогинского месторождения достаточно стабильны по составу (8,13,17).

Помимо углерода, шунгитовые породы включают в свой состав большой спектр макро- и микроэлементов. Макроэлементы - кремний, железо, титан, алюминий, кальций, магний, марганец, калий, натрий входят, в основном, в породообразующие минералы такие, как кварц, слюда, хлорит, кальцит, доломит. Микроэлементы - медь, цинк, кобальт, никель, хром, ванадий, свинец, сера, селен и другие связаны с сульфидными минералами (пирит, халькопирит, виоларит и др.) и слоистыми силикатами (6).

Необычность шунгитовых пород определяются их особыми свойствами. Это - сорбционные, каталитические, дезинфицирующие свойства, а также наличие у шунгита биологической активности, способности поглощать и нейтрализовать электромагнитные излучения высоких и сверхвысоких частот, электропроводности (17).

Интерес к шунгитовым породам Карелии существенно возрос с обнаружением в них фуллеренов (1992 г.) (5).