Месторождение шунгита.
В Медвежьегорском районе Республики Карелия на Заонежском полуострове расположено Зажогинское месторождение шунгита. От данного месторождения шунгита всего пять километров до судоходной губы Онежского озера. Именно здесь добывается тот самый шунгит , который наши мастера позже превращают в высококачественные художественные изделия. Зажогинскому месторождению шунгита принадлежит ведущая роль среди аналогичных месторождений в Республике Карелия как по объему добычи так и по качеству камня, по набору особых характеристик материала, которые важны в производстве изделий из шунгита.
История происхождения шунгита («Аспидного камня»)
Как горная порода шунгит образовался около 2 миллиардов лет назад. Это был период в истории нашей планеты, когда на её поверхности (ну если верить ученым) существовали только протобактерии, которые комфортно себя чувствовали в бескислородной атмосфере планеты. Не было растительности, которая могла бы послужить сырьем для образования каких-либо углеродистых соединений. Угля, например. Поэтому достаточно трудно себе представить как в те времена мог образоваться шунгит.
Существуют три основные теории, которые пытаются объяснить механизм образования шунгита в те давние времена:
предполагается, что на мелководьях древних морей проживали мириады микроскопических примитивных организмов, которые умирая насыщали своими остатками территорию своего проживания. Эти отложения на морском дне и превратились со временем в шунгит;
вторая теория базируется на мнении ряда ученых о том, что характер строения шунгитовых пород имеет все признаки вулканических веществ, а значит шунгит был рожден внутри земной коры и извергнут наружу во время природного катаклизма (извержения вулкана, быть может);
шунгит может иметь внеземное происхождение. Согласно еще одной теории, он мог быть занесен на нашу планету метеоритом в который превратился осколок планеты Фаэтон на которой, как предполагают ученые, существовала жизнь.
Нам представляется, что первая версия имеет наибольшее право на существование. В состав шунгита входит углерод (около 30%) и силикатные материалы (около 70%) - преимущественно кварц и слюда, которые равномерно распределены в углеродной матрице.
Так или иначе, но помимо месторождения шунгита в Карелии других месторождений в мире нет. Свое название минерал шунгит получил в 1887 году от названия поселка Шуньга, который расположен вблизи месторождения на берегу Онежского озера.
Области его применения
В металлургии
Благодаря высокой активности содержащегося в шунгите углерода, а так же благодаря уникальным каталитическим и сорбционным свойствам этого минерала, шунгит широко применяется при производстве литейных чугунов в доменном производстве. Также в производстве желтого фосфора, карбида, ферросплавов и нитрида кремния.
В нетрадиционной медицине
Шунгит обладает бактерицидными свойствами, которые дают возможность повсеместно применять его в очистке бытовых и промышленных стоков, в подготовке питьевой воды и воды бассейнов ТЭЦ. Здесь стоит упомянуть, что остров Кижи целиком и полностью сложен из шунгита, что очень благотворно сказывается на находящихся на острове людях. Храмы острова построены из древесины деревьев, которые выросли на шунгитовых почвах. Удивительно, но они абсолютно не подвержены гниению! Шунгит - порода уникальная. Все то, что людям и живым существам идет во вред она уничтожает, а все то, что людям полезно, восстанавливает и концентрирует.
Несмотря на то, что шунгит существует с докембрийского периода, его добыча и переработка начались относительно недавно. Вообще говоря, история взаимодействия в ним отслеживается с XVI века. Считается, что благодаря шунгиту излечилась от бесплодия царица Ксения. Её сын Михаил Романов стал основателем династии Романовых, которые управляли Россией более 300 лет.
В химической промышленности и строительстве
Благодаря своим электропроводным свойствам, шунгит также получил широкое распространение при производстве электропроводных материалов: кирпича, асфальта, бетонов и красок.
Отполированные плиты из шунгитового сланца смоляно-черного цвета с белыми кварцевыми прожилками использовались при строительстве двух соборов в Санкт-Петербурге - Казанского и Исаакиевского. Также их можно встретить в облицовке разных станций Московского метрополитена.
Шунгит используется для изготовления легкого заменителя бетона, который называется шунгизит и имеет широкое применение в современном строительстве.
Шунгит есть только в Карелии, месторождение — рядом с деревней Толвуя в Медвежьегорском районе. А используют его по всему миру. В Южной Корее делают шунгитовые зубные щетки, в Америке и Европе покупают шунгит для защиты от электромагнитных излучений. Карельский камень полезен медицине, промышленности и даже при разведении песца и кур. Рынок огромный, а конкуренция небольшая: всего пять предприятий занимаются обработкой шунгита.
Матчасть
Производство практически безотходное: делают сувениры, украшения, иконы, пластинки для телефона, отделочную плитку и шунгитовую пыль. Вячеслав получает кайф от хорошей сделки, а Николай любит и изучает шунгит.
Николай: Шунгит неплохо исследован. Он очень много где может быть использован. Основной рынок сбыта – металлургия. Здесь им заменяют коксующийся уголь: одна тонна шунгита вместо двух тонн кокса. Шунгит – очень хороший сорбент, им очищают воду. Как заменитель сажи используется в наполнении пластмасс, резин.
Что касается ответа на вопрос: откуда взялся шунгит, и почему он есть только в Карелии, здесь ученые до сих пор не определились.
По одной из версий, шунгит — часть гигантского метеорита, принесшего на Землю кусок распавшейся планеты Фаэтон, на которой существовала когда-то кислородная форма жизни.
Николай: Понятно, что это неправда, хотя я тоже придерживаюсь космической версии. Это теория Виноградова, которая говорит о том, что шунгит — это углеродное облако, которое наша планета захватила в один из определенных моментов формирования. Эта теория мне кажется очень логичной. Хотя официальная версия Академии наук говорит о том, что это углеродная магма. Но тогда бы были по всему миру месторождения, поэтому мне эта версия не очень нравится.
Фото: «Республика» / Леонид Николаев
Шунгит славится свойством забирать на себя электромагнитные излучения. Поэтому пирамидки из него ставят у компьютера или микроволновки, на мобильный телефон вешают пластинки из карельского камня.
Вячеслав: Европейцы очень много внимания этому уделяют. Если карел может посмеяться над пластинкой для телефона, то европейцы, американцы серьезно к этому относятся. Сложно не верить, когда смотришь видео, на котором измеряют напряженность электромагнитного поля вокруг Wi-Fi роутера. Прибор показывает, что оно в 10-100 раз превышает предельно допустимые параметры. Потом к нему подносят шунгит, и излучение опускается до допустимых границ. При этом уровень сигнала Wi-Fi не меняется.
Такие шары используют для массажа. Фото: «Республика» / Леонид Николаев
Для медицинских целей шунгит измельчают до наночастиц, вводят в воду и эту дисперсию используют в санаториях. Камень имеет бактерицидные свойства – убивает микробы, поэтому им обрабатывают противоожоговые бинты, зубные щетки. В последние годы для оздоровления стали делать даже шунгитовые комнаты.
Николай: На современного человека постоянно действует электромагнитное излучение, и наш организм тратит свои ресурсы на то, чтобы противостоять этому раздражению. Когда человек находится в комнате, отделанной шунгитом, раздражитель экранируется, этот внутренний ресурс человека высвобождается и тратится на восстановление организма. В этом смысл шунгитовой комнаты. Мощное исследование по этому поводу провели в Военно-медицинской академии в Санкт-Петербурге.
Вячеслав: В какую-то особую энергетику камня я не верю, но верю в конкретные физические свойства. В Южной Корее фирма, которая занимается очисткой промышленных стоков предприятий, тоже провела большое исследование. Они сделали вывод, что камень уникальный, но лучше бы его начали добывать на сто лет позже, тогда можно было бы использовать все его свойства.
Несмотря на то, что шунгит — уникальное карельское явление и запасы его очень ограничены, партнеры знают, что на их век хватит.
— Заработать денег, уехать в Грецию и больше никогда не работать, — смеется Вячеслав, отвечая на вопрос о планах на будущее.
А если серьезно, то через 10 лет они видят свой шунгитовый бизнес работающим и развитым:
— Рассматриваем и сферу туризма. Наши клиенты, которые покупают шунгит, интересуются, хотят приехать посмотреть на единственное в мире месторождение.
February 16th, 2015 , 03:20 pm
Шунгит - камень уникальный, поскольку нигде в мире, кроме как в Карелии (а в самой Карелии нигде, кроме как в Заонежье) его не сыщешь. К этой интригующей характеристике прибавляется не менее любопытная деталь - с точки зрения геологии не совсем понятное, очень древнее (2 млрд. лет) происхождение шунгита. Мифы во все времена были на службе торговли, - там, где есть нехватка более или менее достоверной, наукообразной информации о предмете; и вот шунгит уже называют веществом неземного происхождения, занесенным на нашу планету в результате ее столкновения с планетой Фаэтон... Согласно же науке, все куда как прозаичнее: шунгит - это метаморфическая горная порода, образовавшаяся на основе органических донных отложений (сапропеля). Микроорганизмы докембрийской эры (те самые 2 млрд. лет) скапливались на дне мирового океана миллионы лет, пока не были погребены глубоко под землей последующими вулканическими отложениями и благополучно не метаморфизировались в породу под названием шунгит , главным химическим элементом которого (вплоть до 80% содержания) является углерод. Молекулы углерода в шунгите обладают качественно иной структурой, чем аналогичные молекулы, например, в графите или алмазе. Речь идет о т.н. фуллеренах - сферических молекулярных соединениях, которым приписывают главную роль в активном насыщении воды ценным углеродом из шунгитового сырья. Шунгитовые фильтры для очистки воды - это лишь малая, но зато научно обоснованная составляющая современной "шунгитовой" индустрии. Две другие прибыльные составляющие: изделия для литотерапии (шары, пирамиды) и сувениры Карелии (фигурки, магниты).
Кстати, наименование шунгит было дано камню в 1877 г. профессором геологии Петербургского университета А.А. Иностранцевым (1843-1919) - от названия села Шуньга, в котором была впервые обнаружена настоящая шунгитовая жила.
ФОТО 1. Эти маленькие окатыши шунгита я собрал на берегу острова Лычный (озеро Сандал).
Еще один миф "шунгитовой" индустрии связан с историей использования камня нашими предками: якобы к шунгиту имеют отношение известные в Карелии достопримечательности - Царицын ключ (Медвежьегорский р-н) и Марциальные воды (Кондопожский р-н). Главным действующим лицом в первом случае является Ксения Ивановна Романова - мать будущего царя Михаила Романова, сосланная в Заонежье по приказу Бориса Годунова и исцелившася от телесных недугов благодаря потреблению воды из колодца, за которым потом закрепилось название Царицына ключа. Даже если это место и вправду хранит в себе память о "великой старице Марфе", вплоть до начала XXI века вы нигде не встретите ссылок на то, что означенное выздоровление произошло благодаря содержащемуся в земле шунгиту или какому-либо другому камню. Что касается Марциальных вод, основанных при Петре Первом, то общеизвестно, что целебный эффект от местных питьевых процедур изначально связывался с "железистым" ("марциальным") характером здешней подземной воды. Шунгит здесь опять-таки ни при чем.
ФОТО 2. Камни шунгита покрупнее. Тоже привезены мной с одной из прогулок по озеру Сандал.
Важнейшим отличием шунгита от графита, присутствующего и иногда образующего промышленные скопления в составе
углеродсодержащих формаций в основном за пределами Онежской структуры, является структурная специфичность
шунгитового углерода, определяющая его высокую восстановительную активность в руднотермических процессах.
Структурное состояние углерода может быть оценено по величине приведенной энергии активации (Е0).
Шунгитовый углерод характеризуется величиной Е0
Шунгит встречается среди отложений заонежской, суйсарской и петрозаводской свит. Практическое значение в
настоящее время имеют скопления шунгитового вещества в составе образований верхней заонежской подсвиты, где
они образуют залежи высокоуглеродистых (>20% Ссв) шунгитовых пород, а также встречающиеся в составе отложений
калевия пласты шунгитсодержащих (0,3-1,0%Ссв) кварц-плагиоклаз-хлоритовых сланцев, обладающих способностью
вспучиваться при обжиге. Шунгитистые (5-10% Ссв) породы, а также шунгитовые породы с содержанием свободного углерода
от 10 до 20% практического применения пока не нашли и здесь не рассматриваются, хотя их ресурсный потенциал несравненно
выше, нежели ресурсный потенциал высокоуглеродистых шунгитовых пород.
Площади, характеризующиеся преимущественным развитием отложений продуктивной верхней заонежской подсвиты, выделяются в
Онежской структуре как шунгитоносные районы - Заонежский (частью его является Зажогинское месторождение шунгитовых пород,
которое иногда рассматривается как Зажогинское шунгитовое рудное поле), Западный и Восточный. Около трети ресурсного
потенциала высокоуглеродистых шунгитовых пород Онежской структуры сосредоточено в пределах Зажогинского месторождения,
которое является также и наиболее изученным и наиболее удобным для разработки с точки зрения горно-технических и транспортно-экономических условий.
Заонежский шунгитоносный район.
Под Зажогинским месторождением
шунгитовых пород понимается площадь развития шунгитоносной верхней заонежской подсвиты
нижнего людиковия в Толвуйской синклинали. По простиранию оси синклинали -аз.330° - месторождение вытянуто на 22 км при
ширине до 11 км (рис. 2.3.2.20). На площади месторождения расположено с. Толвуя и более десятка деревень, многие из которых
заброшены. Толвуйская синклиналь осложнена складками высоких порядков, оси которых субпараллельны главной оси структуры.
Обычные углы падения слоев - 5-20°. Верхняя заонежская подсвита на месторождении разделена на три пачки. Нижняя, мощностью
150-250 м и средняя, мощностью 140-340 м, пачки, содержащие тела высокоуглеродистых шунгитовых пород, представляют собой два
цикла осадконакопления. Нижняя часть каждого цикла сложена туфами и горизонтами шунгитовых пород, верхняя часть -доломитами
и алевролитами. Строение подпачек А также циклично. Нижняя часть каждого цикла-туфы, верхняя - горизонты шунгитовых пород.
Количество циклов "туф-горизонт шунгитовых пород" в первой пачке - 3, во второй - 6. В составе комплекса пород, слагающих
Зажогинское месторождение, установлено до 10 силлов метадиабазов и метагаббро заонежского комплекса, реже встречаются дайки
аналогичного состава. Сиплы залегают только внутри подпачек А каждой пачки и обычно они приурочены к контактам туфов с
горизонтами шунгитовых пород. Контакты силлов с вмещающими породами согласные или пологосекущие. Мощность силлов обычно не превышает
50 м, но в основании верхней заонежской подсвиты установлены силлы мощностью свыше 150 м. В целом магматические породы составляют
около 30% разреза продуктивной толщи. Породы верхней заонежской подсвиты испытали слабый региональный метаморфизм (начальные стадии
фации зеленых сланцев). Значительная часть отложений переработана метасоматически с замещением первичных минералов карбонатом,
серицитом, альбитом, кварцем. Впадины в рельефе продуктивной толщи иногда заполнены слабосце-ментированными алевролитами, глинами
и песками мощностью до 40 м, относящимся к оштинской свите венда. В основании этой толщи участками развиты гидрослюдисто-железистые
коры выветривания. Почти все месторождение перекрыто четвертичными отложениями карельского ледникового горизонта. В основном
это моренные валунные суглинки, менее развиты флювиогляциальные отложения, пониженные участки заняты озерно-ледниковыми глинами.
Мощность четвертичных отложений-до 21,5 м, набольшей части площади - около 5,0 м.
Под горизонтами шунгитовых пород понимаются стратиформные тела, более 70% объема которых занимают шунгитовые породы, остальная часть объема горизонта обычно представлена туфогенными породами. В первой пачке верхней заонежской подсвиты выделены три горизонта шунгитовых пород (I-III), во второй - шесть (IV-IX). Шунгитовые породы первой пачки имеют сложно-силикатную минеральную основу, второй - существенно кварцевую, отличаются они и составом щелочных металлов - в первой пачке в составе щелочных металлов преобладает натрий, во второй - калий. В плане горизонты шунгитовых пород прослеживаются на несколько километров при мощности 10-20 м; текстура шунгитовых пород - массивная и слоистая, в них обычна примесь пирокластики и прослои туфов. На отдельных участках, как правило, в ядрах куполов, которые осложняют антиклинали высоких порядков и имеют в поперечнике 300-700 м, мощность горизонтов возрастает до 40-120 м, текстура пород становится массивной и брекчиевой (катакластической), примесь пирокластики и прослои туфов исчезают. Углы падения слоев на крыльях раздувов увеличиваются до 30-60°. В таких раздувах и выявляются наиболее высококачественные шунгитовые породы. Часть горизонта шунгитовых пород, где они отвечают требованиям разработанных к настоящему времени технических условий по содержанию углерода (Ссв -> 20%), выделяется в пласт. В разрезе горизонта, как правило, можно выделить только один такой пласт, в раздувах в пласт входит весь или почти весь горизонт шунгитовых пород. Поскольку состав горизонтов шунгитовых пород по латерали не выдержан, пласты имеют ограниченное площадное распространение, образуя изолированные залежи. Всего на место рождении к настоящему времени выявлены и в разной степени изучены 25 залежей, содержащих от 0,2 до 58,0 млн. т высокоуглеродистых шунгитовых пород. В кадастр не включены проявления высокоуглеродистых шунгитовых пород, выявленные на побережье Онежского озера в районе дер. Подсосонье, Часовенская, Лебещина и др, которые детально не изучались в связи с невозможностью их последующей разработки. /Купряков, 1974ф; 1976ф; 1980ф; 1988ф; Филиппов, 2003ф; Михайлов 1985ф; 2000ф и др./.
Многочисленные определения приведенной энергии активации, проведенные на пробах высокоуглеродистых шунгитовых пород Зажогинского месторождения, дают значения Е0 в пределах 4,4 - 4,7 ккал/моль при среднем значении около 4,5 ккал/моль, повышенные значения (до 5,1 ккал/моль) устанавливаются в единичных пробах, что связывается с влиянием интрузий или развитием процессов динамометаморфизма /Купряков, 1980ф; 1988ф/
Юго-Восточная (Максовская) залежь шунгитовых пород расположена в 3 км на юго-юго-восток от с. Толвуя. Входит в состав VI горизонта шунгитовых пород и представляет собой линзообразное тело протяженностью около 700 м, шириной около 500 м, мощность залежи в центре достигает 120 м, к периферии она сокращается до полного выклинивания на юге, западе и севере; на востоке Юго-Восточная залежь смыкается с Качейской. Большая часть залежи подстилается карбонатизированными туфами, мощность которых растет с мощностью залежи, достигая участками 30 м. Рельеф подошвы залежи на туфах пологоволнистый. Северная приосевая часть залежи подстилается карбонатно-биотитовыми метасоматитами и окремненными туфами, образующими купол диаметром 160 м и высотой 80 м с углами склонов 30-60°. Кровля залежи в ее центральной части эродирована, к контуру она погружается под углом 20-40°, над куполом метасоматитов - до 70°. Перекрывается залежь некондиционными низкоуглеродистыми шунгитовыми породами, туфами, метадиабазами. Максимальная мощность вскрышных пород -около 100 м. В приподошвенной части залежи встречаются единичные прослои карбонатизированных туфов, над куполом метасоматитов в шунгитовых породах встречаются линзы окремненных туфов и лидитов. В центральной части залежь прорывается дайкой метадиабазов. Текстура шунгитовых пород брекчиевая или массивная, на периферии залежи встречаются слоистые шунгитовые породы, однако их доля в объеме залежи ничтожна. Интенсивность брекчирования возрастает к кровле залежи, а в плане - к ее центру. Основными минералами шунгитовых пород являются кварц (25-65%) и шунгит (21-45%), второстепенными - серицит, хлорит, пирит и иногда карбонат. Средняя плотность шунгитовых пород обратно пропорциональна содержанию свободного углерода и колеблется в пределах 2,23-2,57 г/см3, водопоглощение - от 0,1 до 3,6%, пористость - от 0,9 до 10,8%. Предел прочности брекчированных и массивных шунгитовых пород при одноосном сжатии в водонасыщенном состоянии колеблется от 58 до 257 МПа, слоистых шунгитовых пород - от 67 до 10 МПа /Михайлов, 1985ф/.
Зажогинская залежь шунгитовых пород расположена в 1,5 км юго-западнее Юго-Восточной (Максовской) залежи и также приурочена к VI горизонту шунгитовых пород. Первые сведения о разработке шунгитовых пород залежи с целью получения черной краски относятся к 1736 г. Зажогинская залежь значительно меньше Юго-Восточной и более эродирована, однако в целом обе залежи весьма сходны по геологическому строению. Шунгитовые породы Зажогинской залежи кольцом охватывают куполовидную структуру, сложенную окремненными туфами и метасоматитами, длинная ось кольца - около 500 м, короткая - около 300 м, центр кольца смещен к юго-востоку, диаметр безрудного внутреннего окна - 40x60 м. Мощность залежи достигает 59 м, подстилающими и перекрывающими породами являются некондиционные шунгитовые породы. В центральной части залежи установлены жилы метадиабазов мощностью 10-70см. В верхней части залежи структура шунгитовых пород брекчиевая, в нижней - массивная, слоистые шунгитовые породы встречаются только по периферии залежи. Состав минералов, образующих шунгитовые породы Заожогинской и Юго-Восточной залежей, идентичен, однако в шунгитовых породах Зажогинской залежи больше кварца и меньше пирита, в связи с чем залежи заметно различаются по содержанию свободного углерода, кремнезема, глинозема и серы /Михайлов, 2000Ф/.
Другие залежи шунгитовых пород Зажогинского месторождения изучены значительно хуже, однако уже имеющиеся данные свидетельствуют об их чрезвычайном многообразии. Значительно различаются формы и размеры залежей, среди них имеются как линзовидные, подобные Юго-Восточной и Зажогинской, например, Мельничная и Калейская , так и пластообразные. Залежи значительно различаются по химическому составу, при этом залежи, приуроченные к нижним горизонтам шунгитовых пород, выделяются по повышенному содержанию глинозема.
Запасы высокоуглеродистых шунгитовых пород Зажогинского месторождения подсчитаны в количестве 154 002,7 млн т, в том числе промышленньх (кат. В+С1) - 31 365,0 млн т, прогнозные ресурсьы высокоуглеродистых шунгитовых пород на месторождении (кат. Р1+Р2) оцениваются в 168 500 млн т.
Шунгское месторождение
расположено на территории и в окрестностях пос. Шуньга в северо-восточном замыкании
Хмельозерской синклинали. Кустарно разрабатывалось с середины XIX в., в основном для производства черной краски. С 70-х гг.
XIX в. шунгитовые породы месторождения привлекли внимание исследователей как возможное топливо. Начатые в тот период
геологоразведочные и добычные работы неоднократно приостанавливались после неудачных опытов по сжиганию шунгитовых пород,
а затем возобновлялись в еще больших масштабах, пока не были полностью прекращены к середине 30-х гг прошлого столетия.
Причиной прекращения работ послужила доказанная бесперспективность применения шунгитовых пород в качестве топлива и отсутствие
в тот период других, отработанных до степени промышленного внедрения, направлений их использования.
Район месторождения сложен образованиями верхней заонежской подсвиты людиковийского надгоризонта нижнего протерозоя,
представленными шунгито-лидито-доломитовым комплексом пород. Шунгитовые породы, принимающие участие в геологическом строении
месторождения, по классификации В.И. Крыжановского относятся ко 2 (породы серого цвета с графитовым блеском и
параллелепипедальной отдельностью, Ссв= 35-70%) и 3 (матовая разность пород, С св = 20-35%) разновидностям с жилами (линзами)
шунгитов 1 разновидности (миграционные шунгиты черного цвета с интенсивным алмазным блеском, Ссв > 95%). Остальную часть разреза
продуктивного комплекса слагают в основном лидиты, шунгитистые (содержание Ссв - 10-20%) породы, шунгитсодержащие (Ссв - 1-10%)
доломиты и доломитизированные известняки.
Породы образуют пологую синклинальную складку северо-северо-западного простирания, замкнутую на севере. На месторождении
разведаны две пластообразные залежи шунгитовых пород - верхняя и нижняя, разделенные горизонтом доломитизированных известняков
средней мощностью м. Основной является нижняя залежь шунгитовых пород. Средняя мощность верхней залежи составляет 0,3 м и она не
имеет самостоятельного промышленного значения. Протяженность нижней залежи около 1400 м, ширина до 300 м, мощность на разведанном
участке залежи достигает 5,19 м (среднее м). Залежь характеризуется сложным строением, количественно преобладает 2 разновидность
шунгитовых пород (около 70% запасов), взаимное положение 2 и 3 разновидностей шунгитовых пород по латерали весьма изменчиво.
На отдельных участках залежь содержит линзы доломитизированных известняков, часто наблюдаются кальцитовые и кварц-кальцитовые
жилы мощностью до 12 см, более тонкие гюмбелитовые прожилки, конкреции пирита размером до 4-5 см в диаметре. В составе залежи
содержатся также, как правило, мелкие пластовые жилки миграционного шунгита, содержание которого в залежи по результатам добычных
работ 1932 г. составляет 0,1-0,2%. В пробах, взятых из разведочной штольни, величина приведенной энергии активации углерода
шунгитовых пород составляет 4,2-4,8 ккал/моль. Химический состав шунгитовых пород характеризуется содержанием углерода от 41,0
до 61,34%, в среднем - 49,44%, серы в среднем 4,5%, фосфора -от 0,13 до 0,31%, мышьяка - 0,04-0,09%. Зольность шунгитовых пород
2 разновидности в среднем составляет 41,0%, 3 разновидности - 55,0%, по месторождению в целом -45,0%. Запасы шунгитовых пород,
отнесенные к категории А, подсчитаны в основном по нижней залежи в северной части месторождения в проектных контурах карьера и
составили 2384,2 тыс. т.
С месторождением связано Шунгское проявление лидита
. Лидит представляет собой кремнистую яшмовидную породу черного
цвета, состоящую из 95-96% кварца и 2,5-4,0% углерода. Шунгитовые породы месторождения характеризуются повышенными содержаниями
ванадия, среднее содержание пентоксида ванадия в золе шунгитовых пород 2 разновидности составляет 0,55%, 3 разновидности-0,35%,
по месторождению в целом - 0,48%. Забалансовые запасы пентоксида ванадия на месторождении оценены в количестве 5,2 тыс. т
/Рябов, 1933; 1933ф; 1938ф; Купряков, 1980ф/. Прогнозные ресурсы высокоуглеродистых шунгитовых пород на месторождении оцениваются в
5 млн т (кат Р2), а потенциал всей площади северного замыкания Хмельозерской синклинали от губы Святуха до Ажепского залива Онежского озера
(около 50 км2) по категории Р3 в разных источниках оценивается в 15-20 млн т /Шунгиты - новое углеродистое сырье, 1983/ и 50 млн т /Купряков, 1988ф/.
Значительные прогнозные ресурсы высокоуглеродистых шунгитовых пород выявлены на проявлении Фоймогубский участок , занимающем площадь около 40 км2 в центральной части Заонежского полуострова. На участке широко проявлена разрывная тектоника, большая часть участка характеризуется также значительной мощностью рыхлых отложений - все это невыгодно отличает его от Зажогинского месторождения /Купряков, 1974ф/.
Прогнозные ресурсы высокоуглеродистых шунгитовых пород на площади около 150 км2, расположенной между селами Великая Губа и Великая Нива, озерами Керацкое и Яндомозеро (Яндомозерский участок) и включающей в себя Великогубское, Яндомозерское, Керацкое проявления и проявление Крохино (Медные ямы) оцениваются по категории Р2 в 200 млн т /Купряков, 1988ф/.
Еще одной перспективной площадью в Заонежском шунгитоносном районе является территория Заонежского полуострова, расположенная южнее линии с. Великая Губа-дер. Кузаранда. Прогнозные ресурсы высокоуглеродистых шунгитовых пород на этой площади, размером около 300 км2, по категории Р3 оцениваются в 100 млн т /Купряков, 1988ф/.
Наиболее изученным объектом Западного шунгитоносного района является проявление Сандальский участок площадью около 20 км2. Прогнозные ресурсы высокоуглеродистых шунгитовых пород оценены в четырех подсчетных блоках, значительно преобладают шунгитовые породы со сложносиликатной минеральной основой. Обращает на себя внимание более высокая упорядоченность шунгитового углерода по сравнению с высокоуглеродистыми шунгитовыми породами Заонежского шунгитоносного района -среднее значение Е0 - 4,63 ккал/моль при колебаниях в пределах 4,4-4,8 ккал/моль /Купряков, 1988Ф/.
Проявления Пролетарка (Кяппесельга)
и Лычноостровское
входят в территорию Кяппесельгского участка
(озеро Сандал -ст. Кяппесельга - Кефтеньгуба Онежского озера, площадь около 350 км2), в пределах которого прогнозные ресурсы
высокоуглеродистых шунгитовых пород оцениваются по категории Р3 в 70 млн т /Купряков, 1988Ф/.
На территории участка высокоуглеродистые шунгитовые породы неоднократно вскрывались при оценке Кяппесельгского
месторождения шунгитсодержащих доломитов /Олина, 1976ф/ при производстве геологосъемочных работ /Сиваев, 1972ф/ и бурении
гидрогеологических скважин. Характерна относительно высокая степень структурной упорядоченности углерода шунгитовых пород -
в большей части проб, взятых на Лычноостровском проявлении углерод находится в форме графитоида, относительно низкая
восстановительная активность характерна и для углерода шунгитовых пород района ст. Кяппесельга /Купряков, 1980ф; 1988ф/.
Высоко оцениваются перспективы Спасскогубского участка , включающего в себя Спасогубскую (Линдолампинскую) группу проявлений и проявление Март-наволок. Согласно имеющимся немногочисленным определениям, приведенная энергия активации углерода высокоуглеродистых шунгитовых пород имеет здесь максимально низкие значения: от 4,1 до 4,4 ккал/моль. Прогнозные ресурсы высокоуглеродистых шунгитовых пород участка площадью около 200 км2 оцениваются по категории Р3 в 70 млн т /Купряков, 1988Ф/.
Прогнозные ресурсы высокоуглеродистых шунгитовых пород на южном фланге Западного шунгитоносного района, площадью около 200 км2 по категории Р3 оценены в 20 млн т /Купряков, 1988Ф1. Этот прогноз подтвержден недавним открытием проявления Чевжавара-1 , расположенного в 3,5 км юго-западнее ст. Падозеро /Белов, 2005ф/.
Расположенное в Восточном шунгитоносном районе Кочкомское проявление находится в 17 км северо восточнее пос. Челмужи. Выходы шунгитовых пород на реке Кочкома известны с XIX в. В пределах проявления установлено до 5 пластов шунгитовых пород мощностью до 9,95 м /РЯБОВ, 1948Ф/. По немногочисленным определениям приведенная энергия активации углерода в пробах, взятых из шунгитовых пород проявления, колеблется в пределах 4,4-4,6 ккал/моль. Прогнозные ресурсы высокоуглеродистых пород Восточного шунгитоносного района оцениваются в 50 млн т /Купряков, 1980ф; 1988ф/.
М.М.Филиппов.
Шунгиты Карелии: Современный взгляд на природу месторождений и их прогнозные запасы.
Труды КНЦ РАН, вып.5, Петрозаводск, 2003 г.
И
стория изучения и практического использования шунгитоносных пород Карелии насчитывает почти три столетия, поскольку в первые годы строительства Санкт-Петербурга нигозерские сланцы уже применялись для изготовления декоративных ваз Летнего сада. Всплески интереса к шунгиту относятся к периодам с 1877 по 1880, С 1914 по 1916, с 1928 по 1935 г., т. е. ко времени, когда Россия либо воевала, либо переживала последствия войны и разрухи. Дефицит топлива заставлял обращаться к «олонецкому антрациту», найденному в 1842 г. в окрестностях с. Шуньга.
Наиболее продуктивными периодами изучения полезных свойств шунгитоносных пород являются 1877-1879, 1931-1933 и 1967-1991 гг. Однако первая постоянная промышленная разработка месторождений шунгитоносных пород началась только в 1972 г. в г. Кондопоге (Нигозерское месторождение шунгитоносных сланцев) для производства пористого материала - шунгизита. Рядом с карьером было создано дробильно-сортировочное производство - «Кондопожский шунгитовый завод». Выпуск шунгизита был организован на 12 заводах Северо-Запада России и в Прибалтике, общий объем добываемой горной массы до конца 1980-х гг. составлял около 300 000 мЗ в год. Разработка Зажогинского месторождения пород с высоким содержанием шунгитового вещества по заказу заводов черной металлургии началась в 1991 г. и осуществляется фирмой ООО «Карбон-Шунгит» .
Внимание к шунгитам Карелии привлекло открытие в них в 1992 г. природных фуллеренов.Термин «шунгиты», широко используемый на бытовом уровне, не является строго научным, поскольку это местный (географический) и собирательный термин, т. е. неоднозначный. Так называют шунгитоносные породы, в которых содержится некоторое количество шунгитового вещества, придающего породам черный цвет и во многом определяющего физические и химические свойства пород; одновременно так называют природные битумы, достигшие предграфитовой стадии метаморфизма, - высшие антраксолиты.
Шунгитовое вещество в породах - это протерозойское органическое вещество, находящееся на предграфитовой стадии углефикации (метаморфизма). В некоторых породах оно является сингенетичным, накопившимся совместно с минеральной составляющей пород, в других случаях оно может быть миграционным, а в ряде образований является смешанным - и сингенетичным, и миграционным.
Шунгитоносные породы наиболее хорошо изучены в пределах Онежской синклинорной структуры, где они приурочены к двум стратиграфическим надгоризонтам - к людиковию (заонежская свита) и к калевию (кондопожская свита). Биогенная природа шунгитового вещества подтверждена находками микрофоссилий -цианобактериальных сообществ, изотопным составом углерода, составом битумоидов, извлекаемых органическими растворителями из шунгитового вещества. Природа шунгитового вещества подтверждается и геохимическими признаками. Шунгитоносные породы заонеж-ской свиты по содержанию биофильных элементов (Мо, V, N1, 5е) близки к типичным доманикоидам. Доля миграционного вещества в шунгитоносной породе также определяет ее геохимические особенности. Все шунгитоносные породы с первично-осадочным шунгитовым веществом имеют низкие значения торий-урановых отношений (намного менее 1).
В состав шунгитового вещества входит углерод (95-98,7%), водород (до 0,7%), азот (до 0,8%), сера (до 1,3%), кислород (до 1,7%), а также ванадий, никель, молибден, селен (сотые доли процента), их концентрация такая же, как в органическом веществе горючих сланцев, сапропелевых углей и нефтяных асфальтенов. В антраксолитах постоянно присутствуют ванадий, никель, молибден, селен и другие малые элементы, характерные для тяжелых фракций нефти. Шунгитовое вещество входит в состав осадочных, вулканогенно-осадочных, хемогенных и даже вулканогенных пород.
Состав шунгитового вещества шунгитоносных пород и антраксолитов иногда очень близок, поскольку достаточно часто в породе содержится смешанный тип вещества. В залежах высокоуглеродистых пород высокое содержание углерода наблюдается в породах из центральных участков, для таких пород также характерны большие значения отношений содержания водорода к углероду и азота к углероду. В центре залежей шунгитовое вещество является смешанным, нередко с преобладанием миграционной компоненты, а на периферии -вещество в основном представлено истощенным керогеном.
Среди высокоуглеродистых пород применение на практике находят максовиты и шунгиты.
Максовиты -шунгитоносные породы, содержащие от 10 до 45% шунгитового вещества смешанного типа, серовато-черные, матовые, плотные, пелитоморфные, относятся к группе экструзивных сапробитумолитовых пород; стратиграфически приурочены к верхней подсвите заонежской свиты людиковийского надгоризонта нижнего протерозоя; слагают куполообразные залежи.
Шунгиты - шунгитоносные породы, содержащие от 45 до 80% унгитового вещества смешанного типа с преобладанием миграционного вещества, имеют серый графитовый блеск, параллеле-пипедальную отдельность, пелитоморфные, относятся к группе экструзивных сапробиту-молитовых пород, внешне напоминают антрацит; слагают субпластовые тела или обособленные участки среди максовитов. Именно этот тип пород на ранних этапах изучения называли олонецким антрацитом, углем, шунгитом второй разновидности. Наиболее точным названием породы, отражающим природу основной части шунгитового вещества, является термин, предложенный Н. А. Орловым в 1932 г., практически не известный и не используемый, - антраксолитовый уголь.
Тела высокоуглеродистых пород обнаружены в Онежской мульде: в районе д. Спасская Губа - Марциальные Воды, на о. Лычный оз. Сандал, возле д. Чеболакша, Шуньга, Толвуя, Фоймо-губа, Великая Губа, Лебещина и оз. Яндомозеро; самые восточные проявления высокоуглеродистых пород находятся в районе слияния рек Пажи и Кочкомы на восточном берегу Онежского озера. Наиболее южное из известных проявлений таких пород - о. Березовец. Ранг месторождения имеют три залежи с подсчитанными запасами различных категорий: Максовская - 30,2 млн. т, Зажогинская - 4,0 млн. т, Калейская - 20,0 млн. т. Месторождение Шуньга с запасами шунгитов около 2 млн. т по современному законодательству попадает в охранную зону и не подлежит эксплуатации.
Современные области применения шунгитов и максовитов
Действующий карьер Зажогино.
На данный момент в России существует только одно предприятие, занимающееся добычей и реализацией шунгита - , которое отрабатывает один из участков Зажогинского месторождения. Разработка ведется открытым способом. Объем добычи - более 120 тыс. т шунгита в год. Основными потребителями шунгита НПК «Карбон-шунгит» являются металлургические комбинаты. Предприятие действует весьма успешно, что видно из его финансовых показателей:
Финансово-экономические показатели деятельности ООО НПК «Карбон-шунгит» (из открытых источников Росстата):
- Выручка: 6, 7 млн. долл.
- Чистая прибыль: 2,3 млн. долл.
- Рентабельность продаж: 49%
ООО «Меандр» разработало технико-экономическое обоснование целесообразности освоения промышленных запасов шунгитсодержащих и шунгитовых пород участка «Полежаевский» Зажогинского месторождения Республики Карелия. Форма залегания пород полезной толщи пластообразная, углы падения, в основном, пологие (5-15о). Мощность пласта достигает 51,8 м, составляя в среднем, 32,1 м. Горнотехнические и гидрогеологические условия благоприятны для отработки запасов открытым способом.
Технико-экономические показатели свидетельствуют о высокой эффективности работы планируемого предприятия:
- Индекс рентабельности РI - 5,6;
- Внутренняя норма рентабельности IRR - 79%;
- Простой срок окупаемости - 1,6 лет;
- Дисконтированный срок окупаемости - 1,8 лет;
Добыча полезных ископаемых.
Добыча полезных ископаемых (любых типов), в первую очередь, обосновывается технико-экономической целесообразностью их освоения и использования. По месторождению шунгитовых и шунгитсодержащих пород «Полежаевское» согласно ТЭО кондиций, выделено три технологических типа сырья, которые пригодны для использования в различных отраслях промышленности так:
1-й технологический тип сырья объединяет две первые природные разновидности шунгитсодержащих пород с содержание углерода до 10%. Породы этого типа пригодны для использования в качестве фильтрующего материала для питьевого и технического водоснабжения (ТУ 2164-006-7369842-08 ) и в качестве экологической добавки (барьера) в щебень оснований дорожного покрытия автодорог, балластного слоя железнодорожного пути, отсыпки кустовых скважин в нефтедобывающей промышленности для предотвращения загрязнения нижележащих грунтов, поверхностных и подземных вод (ТУ 5717-004-7369842-08 );
2-й технологический тип сырья — шунгитовые породы с содержанием углерода 10-20%. Породы также пригодны для использования в системах водоочистки и в качестве добавок в строительстве (аналогично предыдущему типу), а также для очистки почв и водной поверхности от нефтепродуктов (ТУ 2164-005-7369842-08 );
3-й технологический тип сырья — высокоуглеродистые шунгитовые породы с содержанием углерода 20-44%. Данные породы помимо всех перечисленных областей применения, могут использоваться в качестве комплексного сорбента, мелиоранта, удобрения пролонгируемого действия, эффект которого сохраняется в течение нескольких лет, для повышения урожая сельскохозяйственных культур, для конструирования городских почв и грунтов (ТУ 2189-003-7369842-06 ), а также в качестве минерального наполнителя в резинотехнической, шинной и лакокрасочной промышленности (ТУ 2169-001-7369842-2005 ).
В настоящее время породы 3-го технологического типа активно используются в металлургической промышленности, как замена металлургического кокса.
Добыча карьер
После утверждения запасов по месторождению шунгитовых и шунгитсодержащих пород месторождения «Полежаевское» будет составлен проект карьера по добыче данного вида углеродсодержащего сырья.
Месторождение отнесено ко второй группе по классификации запасов. Форма залегания пород полезной толщи пластообразная, углы падения, в основном, пологие (5-15°). Мощность пласта от 5,5 до 51,8 м, составляя в среднем, 32,1 м.
Вскрышные породы представленны: рыхлыми моренными супесями, суглинками, песками, редко глинами, мощностью от 1м до 5 м сплошным чехлом покрывающие породы полезной толщи и скальными породами-долеритами, местами выходящими на дневную поверхность и залегающими непосредственно на полезной толще, мощность их местами достигает 10 м.
Рыхлые породы вскрыши могут использоваться в качестве грунтов для отсыпки при строительстве карьера и обустройстве промплощадки; из скальных пород, обладающих достаточной крепостью возможно производство строительного щебня для отсыпки автодорог на карьере и к причалу.
Углы наклона устойчивых бортов карьера, при высоте борта карьера 40 м приняты 45 о.
Углы откосов устойчивых уступов: по рыхлым отложениям 35 о, по крепким породам 55-60 о.
Высота уступов: по четвертичным отложениям до 5м, т.е. не превышает их мощность, по крепким породам вскрыши и полезной толщи- до 30 м.
Максимальная глубина карьера 55 м.