На фото образцы карельского шунгита. Можно сказать, визитная карточка этого региона.
Немного истории. Камень получил своё официальное название в честь деревни Шуньга, где был впервые исследован учёными и идентифицирован как некристаллический углерод. Местные жители называли его по-разному: «аспидный», «пробирный» камень, лидит, «черная Олонецкая земля». Эту интересную породу начали изучать более двух столетий назад и изучают до сих пор. Последние 60 лет - в лаборатории геологии и технологии шунгитов в институте геологии КарНЦ РАН. Какие тайны загадочного шунгита ученым удалось разгадать за эти двести лет, а какие - остаются неразгаданными?
Первое научное описание относится к концу 18 века. Но тогда «черную Олонецкую землю» ошибочно приняли за каменный уголь. Многочисленные эксперименты показали, что порода эта не горит. Посмотрите на фото ниже: уголь и шунгит, и правда, нетрудно спутать.
Погружаясь в глубь времён, история так тесно переплетается с легендами, что уже непонятно что тут факт, а что вымысел. Тем не менее, по утверждениям некоторых источников, мать первого русского царя династии Романовых, Ксения Ивановна, прожив какое-то время в ссылке в Карельском монастыре, исцелилась от всех женских недугов и смогла родить долгожданного наследника – Михаила Романова. Причиной исцеления послужила чудесная вода из источника, бьющего сквозь толщи «аспидного камня». Назвали его «Царевен источник». А находился он недалеко от разрабатываемого в наше время Зажогинского месторождения шунгита.
В последствии Пётр I поручил придворным врачам изучить целительные карельские воды. Светила медицины полезность воды подтвердили и рекомендовали к употреблению. Более того, своим императорским указом Петр I велел каждому своему солдату носить с собой кусочек «аспидного камня». В походных условиях камешек надлежало опускать в воду для её очищения. Такую воду можно было безопасно пить без неприятных, а зачастую летальных, последствий. Считалось, что камень обладал уникальными антисептическими свойства и позволял бороться с дизентерией. В Карелии Петр I основал курорт Марциальные воды, где проходили лечение в том числе и военнослужащие после ранений. Целебные свойства марциальных вод были подтверждены исследованиями советских учёных в 30-е годы ХХ века.
Продолжая дело Петра, в Военно-медицинской академии в Санкт-Петербурге в 1996 году оборудовали «шунгитовую палату». Медики установили, далее цитата: «в ней снижается уровень электромагнитного излучения, она ускоряет лечение от разных заболеваний и способствует быстрому восстановлению психофизиологического состояния человека после стрессов и физических нагрузок».
Разберёмся с терминами и разновидностями. Шунгитом называют минералоид, почти нацело состоящий из углерода. Минералоидом является природное неорганическое твердое вещество, которое не обладает кристаллической решёткой. Графит или алмаз тоже углеродистые вещества, только кристаллические, а шунгит – некристаллическое. По составу и свойствам занимает промежуточное положение между антрацитами и графитом.
Породу, содержащую шунгит в разных количествах, тоже в обиходе называют шунгитом. А правильно и по-научному надо говорить: шунгитсодержащие породы. Породы эти классифицируют по содержанию углерода и называют шунгит-1, шунгит-2, …-3, …-4, …-5 по убыванию процента углерода в них.
- шунгит I (>90 мас. % С),
– шунгит II (35–75 мас. % С),
– шунгит III (20–35 мас. % С),
– шунгит IV (10–20 мас. % С),
– шунгит V (менее 10 мас. % С).
Содержание углерода в породах варьируется от 97% до 2-3%. Кроме углерода, в шунгитовых породах содержится оксид кремния (кварц) в разных количествах. Он является вторым основным компонентом этой породы. В минеральный состав входят также силикаты, сульфиды и другие соединения.
Более общая классификация шунгитовых пород делит их на блестящую и матово-серую разновидность. Блестящий шунгит содержит максимальное количество углерода - 90% и более, он и легче из-за этого. Такая разновидность имеет торговое название элитный шунгит. Матово-серая порода с содержанием углерода 60-65% называется в коммерческой среде классический шунгит.
Мой образец относится к высокоуглеродистым «блестящим, элитным» шунгитам и по сути является предельно изменённым твёрдым природным битумом. По-научному их называют антраксолиты.
Как и когда образовался шунгит? На этот счёт высказывались разные предположения. Базовая общепринятая теория сводится к тому, что шунгит образовался из органических осадков примерно два миллиарда лет назад. В то время атмосфера Земли уже насытилась кислородом. Примитивные формы жизни— сине-зеленые водоросли, бактерии — жили в верхнем слое водного бассейна. Отмирая, фитопланктон опускался на дно водоёмов и перемешивался с глинистыми осадками, образовывал что-то вроде сапропеля. Чтобы представить сапропель вспомните лечебные грязи. Органические осадки на дне перекрывались новыми отложениями и уплотнялись. В период осадконакопления в результате вулканической активности извергались базальтовые магмы. Эти раскалённые интрузии способствовали перераспределению углерода.
В результате тектонической активности осадочные слои уплотнённых сапропелей опускались в глубины земли. Там под воздействием давления (кстати, не очень высокого из-за небольшой глубины) и высоких температур происходили метаморфические процессы и образовывался аморфный углерод. Температуры формирования шунгитового углерода варьируются от 330 °С до 600–650 °С. Это биогенная гипотеза, которой придерживается большинство учёных.
Есть ещё абиогенная гипотеза, приверженцы которой утверждают, что исходным материалом являлись не водоросли и бактерии, а мантийные углеводороды. Ну и некоторые экзотические гипотезы предполагают внеземное, космическое и метеоритного происхождение. Но предполагают, надо сказать, не то, чтобы на пустом месте…
Дело в том, что в углероде шунгита впервые среди природных образований была обнаружена новая аллотропная форма углерода – фуллерен.
Молекула фуллерена состоит из атомов углерода, соединенных между собой в кристаллическую решетку, напоминающую по форме футбольный мяч. Такую форму углерода сначала получили искусственно в лабораторных условиях при термическом воздействии на графит. А уже потом обнаружили в карельском шунгите. Кроме того, фуллерены есть в метеоритах и в космосе, что и породило те самые экзотические гипотезы генезиса шунгита.
В процессе изучения фуллеренов учёные обнаружили ряд уникальных и очень полезных свойств, открывающих широкие возможности практического применения этой формы углерода во многих сферах, начиная от присадок для ракетного топлива, заканчивая лекарствами для долголетия.
Где еще встречается шунгит? Промышленная добыча шунгита на сегодняшний день осуществляется только в Карелии на нескольких месторождениях, самое крупное - Зажогинское, недалеко от Шуньги. Некоторые источники утверждают, что шунгит обнаружили в вулканических породах на Камчатке. Также есть проявления похожих шунгитоносных пород в Казахстане, США, Республике Габон.
Сферы применения. Как уже было сказано выше, шунгитовые породы очень разные. И свойства их тоже различны. Отсюда и множество направлений их использования.
Основная отрасль – это металлургия. Поскольку шунгитовые породы содержат как твёрдый углерод, так и значительные количества оксида кремния, то их используют и в качестве защитного флюса, и в качестве углеродистого восстановителя вместо кокса при производстве, например, литейного чугуна.
Некоторые породы с содержанием углерода 3-5% при нагревании резко увеличиваются в объеме. Такую породу добывают и подвергают обжигу. Полученный материал назвали шунгизит. Чем-то напоминает керамзит.
Это пористое вещество, обладающее хорошими тепло- и звукоизоляционными свойствами, используется при изготовлении строительных панелей.
Тонкодисперсный шунгитовый порошок применяют в полимерной промышленности, в сельском хозяйстве, животноводстве и птицеводстве.
Некоторые разновидности шунгитовых пород адсорбируют те или иные вещества, угнетают патогенную микрофлору. В экологии они нашли применение при очистке промышленных и бытовых стоков.
В наши дни маркетологами активно эксплуатируется тема целительной силы шунгита. Надо же как-то продавать шунгитовые пирамидки, спасающие от «вредного излучения бытовых приборов»? А украшения и амулеты с магическими свойствами не хотите? Для тех, кто настроен более скептично, есть линейка лечебно-косметических средств с шунгитом (или шунгитовой водой). Тут каждый решает сам, но современные учёные предупреждают, что о многих приписываемых камню целебных свойствах достоверных научных сведений не имеется.
А местные жители издавна использовали шунгит, как черную краску, она была незаменима в типографском деле.
В 18-19 веке шунгитовые породы служили облицовкой при строительстве, в том числе и некоторых зданий в Санкт-Петербурге.
Шунгит и пробы золота. И еще одно интересное применение есть у шунгита. Оно связано с устаревшим его названием «пробирный камень» или лидит. Таким термином называют темную породу чаще всего углистых, кремнистых сланцев, которая используется для определения пробы золота. Пробирный камень имеет тонкозернистую поверхность, на которой золото оставляет видимый след. Благородный металл разных проб имеет разные цвета. Так по цвету определяют пробу неизвестного образца золота.
Для более точного анализа используют кислоты: след будет реагировать по-разному на определённые концентрации азотной кислоты или царской водки, тем самым определяя качество золота.
Пробирный камень это не любая тёмная или черная порода. Там целый список обязательных требований: иметь твёрдость 4,6-6,5; химический состав: оксид кремния 75-90 %, углерод 8-23 %, и не более 2% примесей. Кандидат в пробирный камень не может иметь трещин и не должен вступать в реакции с неорганическими кислотами и их смесями. Определенные виды шунгитовых пород отвечают этим условиям. Но не все, потому что препятствует трещинноватость. Пробирные камни были известны еще до нашей эры в Древней Греции и Малой Азии. Их месторождения в то время были обнаружены на территории древнего государства Лидия. Отсюда еще одно его название – лидит.
Поделочный камень - шунгит. И, конечно, шунгитовые породы используются как материал для различных поделок, сувениров, украшений. Выбрала несколько наиболее симпатичных примеров с просторов интернета. Но я надеюсь всё же лично побывать на прекрасной родине шунгита и пополнить свой блог собственными впечатлениями об этой уникальной породе.