Сланец горная порода: описание, свойства, происхождение, характеристики

Сланец горная порода: описание, происхождение, свойства

Сланец горная порода фото
Сланец это горная порода, возраст которой составляет несколько сотен миллионов лет.

Формирование этого полезного ископаемого происходило либо в недрах земли в результате активных вулканических процессов, либо глубоко под водой, когда опускавшиеся на дно илистые и глинистые образования спрессовывались под действием высокого давления.

Натуральный сланец состоит из пластин, в структуре которых есть кварцевые включения и частицы полевых шпатов. Слюдистые сланцы отличаются наличием в составе слюды.

В зависимости от того, что лежит в основе, горные породы могут проявлять и различные физические свойства.

Например, различные образцы могут показывать абсолютно разный уровень твердости. Некоторые из них получают по шкале Мооса 2 единицы, а другие – 6.

Природный минерал обладает и разной теплопроводностью. Так, существуют породы, которые хорошо горят, а есть абсолютно пожаробезопасные.

То же касается и таких показателей, как водонепроницаемость и устойчивость к различным внешним воздействиям.

Сланцевые месторождения распространены по всему миру. Особенно крупные залежи обнаружены в Северной и Южной Америке, в некоторых странах Европы и Средней Азии. На территории Российской Федерации добыча в основном ведется в Сибирском регионе, на Урале и Северном Кавказе.

Сланцевая нефть — нефть 2х видов (по принятой в США классификации):

• Shale oil — высоковязкая сланцевая смола, по плотности и вязкости значительно отличается от традиционной нефти. Получают из горючих сланцев после термического воздействия;
• Tight oil — легкая нефть, содержащаяся в плотных, низкопористых и низкопроницаемых коллекторах

Поиск сланцевой нефти требует новых технологий, потому что углеводороды присутствуют без видимой покрышки, не приурочены к поднятию и без классического газо-нефте-водяного контакта.

Разнообразие видов сланца

Согласно основной классификации сланцы подразделяются на глинистые и кристаллические.

Глинистые породы чаще всего бывают темного серого или зеленого цвета. В составе спрессованной глины встречаются включения кварца, серного колчедана, известкового шпата, слюды, рутила и многих других минералов.

Существуют отдельные группы, которые сформированы по таким критериям, как строение, состав и физические свойства:

1. Серый кровельный и черный аспидный сланец (или черный горный сланец). Легко разделяются на пластинки и широко применяются в различных технических областях.
2. Грифельный сланец является достаточно мягким и разделяется на продолговатые столбцы. Цвет грифельных сланцев – серый.
3. Зеленоватая точильная разновидность отличается высокой твердостью и большим содержанием кремнезема.
4. Мягкий черный рисовальный минерал имеет в своем составе много углистого вещества. А квасцовая разновидность богата еще и серным колчеданом.

Кристаллические сланцы имеют более плотную структуру и из-за наличия минералов темных оттенков имеют соответствующий цвет.

Иногда в составе обнаруживаются включения кварца или полевого шпата, что объясняет наличие светлых полос. Иногда встречается и совершенно белый сланец.

Месторождения горючих сланцев:

Основные ресурсы сосредоточены в США (штаты Колорадо, Юта, Вайоминг) и связаны с формацией Грин-Ривер. Крупные бассейны имеются в Бразилии (Ирати, Параиба), Китае (Фушунь), России (Прибалтийский, Волжский, Вычегодский, Тимано-Печорский, Сырдарьинский, Амударьинский бассейны, Кендерлыкское и Баженовское месторождения). Многочисленные месторождения горючих сланцев найдены в Болгарии, Великобритании, Германии, Франции, Испании, Австрии, Канаде, Австралии, Италии, Швеции, Казахстане, Украине, Югославии.

Применение камня сланца

Строительный камень сланец
Натуральный сланец уже давно и активно используется в качестве материала для отделки при строительстве зданий, в ландшафтном дизайне, для внутреннего оформления домов. Например, алевролитовый сланец, разработка которого началась еще в XIX веке, применялся при возведении Исаакиевского собора в Санкт-Петербурге. Алевролитовые пластины имеют уникальную расцветку (бежево-бордовую, иногда розовую) и интересную текстуру.

Кристаллические разновидности породы отлично показывают себя в качестве строительного материала. Они выдерживают низкие температуры, стойко переносят воздействие ультрафиолетовых лучей. Такой материал очень крепок и прослужит очень долго. Кроме того, он отличается высокой звукоизоляцией и отлично удерживает тепло в помещении.

Горючий сланец используется не только как топливо, но и как сырье для химической промышленности. Его отличает небольшая плотность и разнообразие вариантов окраски (от серо-желтой до черной). Однако активному использованию этого материала препятствует достаточно затратный процесс добычи, попытки усовершенствовать который не прекращаются.

Содержание

• 1 Происхождение
• 2 Исторические сведения
• 3 Месторождение
• 4 Физические свойства
• 5 Разновидности
• 6 Химический состав шунгита, используемого в качестве сорбента
• 7 Применение 7.1 Металлургия
• 7.2 Строительство
• 7.3 Фильтрация воды
• 7.4 Нетрадиционная медицина

Лечебные свойства сланца

Помимо своих качеств, которые используются в различных областях промышленности и строительства, сланец обладает и некоторыми целебными свойствами.

Давно замечено, что если вы находитесь в помещении с отделкой из этого материала, то ваша нервная система успокаивается, улучшается самочувствие, снимается состояние стресса.

Если нагреть кусок такого камня и приложить к больному месту, то неприятные симптомы уйдут. Кроме того, полезно пить настоянную на нем воду.

Основные провинции сланцевой нефти:

• формация Баккен, формация Ниобрара, Барнетт и Игл-Форд в США,
• формация Р’Мах в Сирии,
• формация Саргелу в северной части Персидского залива,
• формация Атель в Омане,
• бассейн Аркаринга в Австралии,
• формация Чиконтепек в Мексике,
• нефтяное месторождение Вака Муэрта в Аргентине.

В России аналогом сланцевых отложений tight oil являются толщи:

• Баженовская свита в Западной Сибири,
• Аачимовские отложения в Западной Сибири,
• Доманиковые отложения Волго-Уральской нефтегазоносной провинции,
• Хадумская свита Предкавказья и др.

Российские сланцевые толщи:

• также представлены кремнисто-глинисто-карбонатными породами, обогащенными органикой и другими компонентами нефти в рассеянном состоянии (микронефть).
• органическое вещество в породах относится к категории «слабо- и умеренно концентрированного» и составляет 2,5-10 %, достигая 20-40 %.

Применение традиционных технологий добычи, традиционных технологий вывода углеводородов из нефтегазоматеринской породы в традиционные ловушки нефти и газа не дает результата. Более 70% от сгенерированных углеводородов остается в матрице генерирующей толщи.

Примечания

1. Борисов П. А. Карельские шунгиты
   . — Петрозаводск: Госиздат Карело-Финской ССР, 1956.
2. Парфенева (sic
   ) Л. С., Волконская Т. И., Тихонов В. В., Куликова И. Н., Смирнов И. А., Рожкова Н. Н., Зайденберг А. З. Теплопроводность, теплоёмкость и термоэдс шунгитового углерода // Физика твёрдого тела. — 1994. — Т. 36, № 4. — С. 1150—1153.
3. Горштейн А. Е., Барон Н. Ю., Сыркина М. Л. Адсорбционные свойства шунгитов // Известия вузов. Химия и химич. технология. — 1979. — Т. 22, № 6. — С. 711—715.
4. Парфеньева (sic
   ) Л. С., Смирнов И. А., Зайденберг А. З., Рожкова Н. Н., Стефанович Г. Б. Электропроводность шунгитового углерода // Физика твёрдого тела. — 1994. — Т. 36, № 1. — С. 234—236.
5. Шпилевский М. Э., Шпилевский Э. М., Стельмах В. Ф. Фуллерены и фуллереноподобные структуры // Инженерно-физический журнал. — 2001. — Т. 76, № 6. — С. 25—28.
6. Мосин О. В., Игнатов И. Состав и структурные свойства добываемого в России природного фуллеренсодержащего минерала шунгита // Наноинженерия. — 2012. — № 6. — С. 17—23.
7. Альтернатива коксу (неопр.)
   (недоступная ссылка). МеталлТрейд (15 марта 2011). Дата обращения: 6 августа 2013. Архивировано 6 марта 2021 года.
8. Мосин О. В., Игнатов, И. Применение природного фуллеренсодержащего минерала шунгита в строительстве и строительных технологиях // Нанотехнологии в строительстве. — 2012. — № 6. — С. 22—34
9. Панов П. Б., Калинин А. И., Сороколетова Е. Ф., Кравченко Е. В., Плахотская Ж. В., Андреев В. П. Использование шунгитов для очистки питьевой воды. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2007. с.103.
10. Мосин О. В., Игнатов, И. Природный фуллеренсодержащий минеральный сорбент шунгит в водоподготовке и водоочистке/Чистая вода: проблемы и решения. 2012. № 6. С. 109—115.
11. Официальный портал органов государственной власти Республики Карелия.
12. Дмитрий Джагаров.
    Алхимия «волшебной сажи» — перспективы применения фуллерена C60 в медицине (рус.).
    Биомолекула
    . Дата обращения: 9 февраля 2021.
13. Берёзкин В. И. Углерод: замкнутые наночастицы, макроструктуры, материалы. — СПб.: АРТЭГО, 2013. — 450 с. — ISBN 978-5-91014-051-0
14. О присвоении наименований элементам улично-дорожной сети Петрозаводского городского округа и внесении изменений в постановление Администрации Петрозаводского городского округа от 10.05.2016 № 1900 — Администрация Петрозаводского городского округа (неопр.)
    . petrozavodsk-mo.ru (4 июля 2016). Дата обращения: 12 ноября 2016.
15. drdisrespect on shungite (рус.) (неопр.)
    . Дата обращения: 15 июня 2021.

Исторические сведения

Первые эпизодические описания горных пород «чёрной Олонецкой земли» были предприняты в 1792 году академиком Николаем Озерецковским и в 1848 году штабс-капитаном Корпуса горных инженеров Н. К. Комаровым.

В 1877 году доктор минералогии и геологии Александр Иностранцев определил породу как новый крайний член в ряду природных некристаллических углеродов, не являющихся каменным углём и дал название — шунгит

по названию заонежского села Шуньга, где порода впервые была обнаружена и действовала штольня.

В 1928—1937 годах на базе созданного государственного треста «Шунгит» осуществлялось изучение шунгитовых пород как предполагаемых аналогов горючих углей, были проведены первые структурные исследования.

Химический состав шунгита, используемого в качестве сорбента

В золе шунгита (как и у всех природных углей и битумов, содержащих примеси) содержится ванадий, никель, молибден, медь и др. Благодаря относительной лёгкости получения разнообразных углеродных аллотропов, шунгит категоризирован как перспективный материал для развития нанотехнологий и является объектом изучения в институтах нанотехнологий[5][6].

Литература

• Шунгит // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
• Иностранцев А. А. Новый крайний член в ряду аморфного углерода // Горн. журн. — 1879. — Т. 11, 5-6. — С. 314—342.
• П. А. Борисов. Карельские шунгиты. — Петрозаводск. — 1956 г. — 92 с.
• Шунгиты Карелии и пути их комплексного исследования. Под ред. В. А. Соколова и Ю. К. Калинина. — Петрозаводск, 1975. — 240 с.
• Шунгиты — новое углеродистое сырьё. Под ред. В. А. Соколова, Ю. К. Калинина, Е. Ф. Дюккиева. — Петро, 1984. — 182 с.
• Геология шунгитоносных, вулканогенно-осадочных образований протерозоя Карелии. — Петрозаводск. — Институт геологии КФАН СССР, — 1982. — 175 с.
• Филиппов М. М. Шунгитоносные породы Онежской структуры. — Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2002. — С. 7-32.
• Kovalevski V. V., Prikhodko A. V., Buseck P. R. Diamagnetism of natural fullerene-like carbon // Carbon. 2005. Vol. 43/2. — pp. 401–405.
• Соловов В. К. Радиоэкранирующие свойства композиционных материалов на основе шунгитовых пород и сооружений из этих материалов, Дисс. канд. техн. наук. — Петрозаводск, 1990. — 155 с.
• V. V. Kovalevski, P. R. Buseck and J. M. Cowley Comparison of carbon in shungite rocks to other natural carbons: An X-ray and TEM study // Carbon. — 2001. — Vol. 39, No. 2. — pp. 243–256.
• N. N. Rozhkova, Role of Fullerene-like Structures in the Reactivity of Shungite Carbon as Used in New Materials with Advanced Properties. E. Osawa (ed.) in Perspectives of Fullerene Nanotechnology, —Dordrecht-Boston-London: Kluwer Academic Pub. 2002, 237.
• Филиппов М. М. Шунгитоносные породы Карелии: чёрная олонецкая земля, аспидный сланец, антрацит, шунгит. — Петрозаводск, 2004. — 488 с.
• А. В. Бархатов, В. А. Шеков. Основы стоимостной оценки минерально-сырьевых ресурсов Карелии. — Петрозаводск, 2002. — 334 с.
• Рафиенко В. А. Технология переработки шунгитовых пород. — М.: ГЕОС, 2008. — 214 с.
• Субпластовый тип месторождений шунгитов Карелии / М. М. Филиппов, Ю. Е. Дейнес. — Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2021. — 261 с.: ил. 176, табл. 40. Библиогр. 326 назв. ISBN 978-5-9274-0832-0