Eine riesige paläoproterozoische Lagerstätte von Shungit in Nordwestrussland: Entstehung und praktische Anwendungen

V.A. Melezhika / M.M.Filippov / A.E.Romashkinb

Kurzfassung

Vorkommen von 2,0 Ga, reifem organischem Material aus dem Gebiet des Onegasees, NW-Russland, stellen eine der bemerkenswertesten Ansammlungen von organischem Kohlenstoff aus dem Paläoproterozoikum dar. Die Lagerstätte befindet sich in einer 1000 m langen sedimentär-vulkanischen Sukzession, die sich über eine Fläche von 9000 km2 mit einer geschätzten Gesamtkohlenstoffreserve von über 25×1010 Tonnen entwickelt hat. Das organische Material kommt in Form des Mineraloids Schungit vor, bei dem es sich um ein schwarzes, nichtkristallines, halbmetallisches Material handelt, das >98 Gew.-% C enthält.

Das Schungit-haltige Gestein wurde innerhalb einer vulkanischen kontinentalen Riftsetzung in einer nicht-euxinischen, brackwasserhaltigen, lagunenartigen Umgebung angesammelt, die sich am Riftrand des archäischen Kratons entwickelte. Die Vorkommen Schungit-haltigen Gesteins stellen eine Kombination aus einem versteinerten Ölfeld, versteinerten siliziumorganischen Diapiren und Ölverschmutzungen dar. Diese werden durch drei Arten von Ablagerungen veranschaulicht: (i) in situ geschichtet, (ii) migrierte Diapire und (iii) neu abgelagerte Klastika. In situ geschichtete Ablagerungen setzen sich aus metamorphosierten Ölschiefern (<50 Gew.-% C), Gesteinen mit autochthonen Kerogenrückständen und allochthoner organischer Substanz (50-75 Gew.-% C) und migriertem Bitumen, ursprünglich flüssigen Kohlenwasserstoffen (>80 Gew.-% C), zusammen. Diapirische Ablagerungen bilden nicht geschichtete, kuppelförmige oder pilzförmige Körper, die aus Schungit mit 35-75 Gew.-% SiO2 und 20-55 Gew.-% C bestehen. Die Schungitgesteine weisen reichlich Schrumpfungsrisse, kryptische Fluidtexturen und Brekziierung auf, die durch mehrfache Fluidisierungsprozesse verursacht werden. Die aktuellen Daten stimmen entweder mit diapirischen oder schlammvulkanischen Ursprüngen überein. Das Vorkommen von klastischem Schungit wird von lakustrinen vulkanoklastischen Grauwacken beherbergt, die von turbiditischen Strömungen abgelagert wurden. Schungit kommt in Gesteinen als <1 mm bis 20 cm große, glänzende Schungitklumpen vor, die wahrscheinlich neu abgelagertes, oxidiertes Öl darstellen, das aus Ölverschmutzungen stammt.

Schungit hat eine heterogene Molekularstruktur, in der Kohlenstoff in Form von 10 nm-Kügelchen vorkommt, die unregelmäßig im Kohlenstoff verteilt sind und keine Struktur aufweisen. Die ungewöhnlichen physikalisch-chemischen und strukturellen Eigenschaften von Schungit werden in verschiedenen industriellen und umwelttechnischen Anwendungen wie Metallurgie, Wasserreinigung, Thermolyse und Organosynthese von zyklischen Kohlenwasserstoffen genutzt. Schungit ist ein wirksames Sorbens zur Entfernung von organischen und anorganischen Substanzen, pathogenen Bakterien und Schwermetallen aus verunreinigtem Wasser.

 

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