Представлены результаты изучения структурных параметров нескольких морфологических разновидностей кварца палеопротерозойских (2,1–1,9 млрд лет) шунгитовых пород Максовской залежи Зажогинского месторождения (Онежская структура, Карельский кратон) в сравнении с эталонными образцами кварца хемогенного, гидротермального и пегматитового генезиса. Методом рентгеноструктурного анализа были определены значения параметров кристаллической решетки, области когерентного рассеяния, индекса кристалличности и степени совершенства кристаллического строения для всех разновидностей и эталонов кварца. Сравнение полученных значений структурных параметров позволило разделить все изученные образцы кварца различной морфологии на две группы. Структурные параметры первой группы кварца шунгитовых пород близки к аналогичным значениям для хемогенного кварца, второй группы – к параметрам кварца гидротермального и пегматитового генезиса. Все изученные образцы кварца шунгитовых пород представлены хорошо раскристаллизованным наноразмерным α-кварцем.

Применение методов термического анализа и спектроскопии комбинационного рассеяния позволило обнаружить шунгитовый углерод во всех образцах кварца. Зафиксированные различия в температуре выгорания углерода, входящего в состав различных образцов кварца, позволяют сделать вывод, что для каждой морфологической разновидности кварца характерен углерод с определенной вторичной структурой и степенью активности.

Показано влияние концентрации углерода в образцах на спектральные свойства кварца, что отражается в спектрах комбинационного рассеяния. Полученные близкие значения параметров кристаллического строения кварца различных типов шунгитовых пород могут быть обусловлены влиянием на рост кристаллов кварца наноструктурированного шунгитового углерода. Проведенные исследования свидетельствуют о том, что кварц, подобно углероду, является важной составляющей шунгитовых пород, определяющей основные физико-химические и технологические свойства пород Максовской залежи, и может рассматриваться как нетрадиционный вид минерального сырья.

Алешина Л. А., Шиврин О. Н. Рентгенография кристаллов. Петрозаводск: ПетрГУ, 2004. 320 с.

Ананьева Л. Г., Коровкин М. В. Минералого-геохимическое изучение кварцитов Антоновской группы месторождений // Известия Томского политехнического университета. 2003. Т. 306, № 3. С. 50–55.

Атлас текстур и структур шунгитоносных пород Онежского синклинория / Ред. М. М. Филиппов, В. А. Мележик. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2006. 80 с.

Борисов П. А. Карельские шунгиты. Петрозаводск: Госиздат КФССР, 1956. 92 с.

Геология шунгитоносных вулканогенно-осадочных образований протерозоя Карелии / Ред.В. А. Соколов. Петрозаводск: Карелия, 1982. 208 с.

Калинин Ю. К., Калинин А. И., Скоробогатов Г. А. Шунгиты Карелии – для новых стройматериалов, в химическом синтезе, газоочистке, водоподготовке и медицине. СПб.: УНЦХ СПбГУ, ВВМ, 2008. 219 с.

Калинин Ю. К., Ковалевский В. В. Шунгитовые породы и базиты: особенности совместного генезиса // Геология и полезные ископаемые Карелии. Петрозаводск, 2014. Вып. 17. С. 94–103.

Картенко Н. Ф., Сидоренко Г. А., Соломкина С. Г., Дубыкина А. С. О влиянии условий образования и примесей на параметры элементарной ячейки природного кварца // Рентгенография минерального сырья. М.: Недра, 1971. № 8. С. 8–41.

Ковалевский В. В. Шунгит или высший антраксолит? // Записки РМО. 2009. № 5. С. 97–105.

Кривандин А. В., Соловьева А. Б., Шаталова О. В., Рожкова Н. Н. Характеристика минеральной фазы шунгитовых пород методом МУРР / Труды междунар. симпозиума «Углеродсодержащие формации в геологической истории». Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2000. С. 115–116.

Кузнецов С. К., Лютоев В. П., Шанина С. Н. и др. Особенности качества жильного кварца уральских месторождений // Известия Коми научного центра УрО РАН. 2011. № 4 (8). С. 65–72.

Михайлов В. П., Купряков С. В. Отчет о результатах детальной разведки Юго-Восточной (Максовской) залежи Зажогинского месторождения шунгитовых пород за 1982–1985 гг. Петрозаводск, 1985

(Фонды ПГО «Севзапгеология»). Михайлов В. П., Леонтьев А. Г. Шунгитовые породы // Минерально-сырьевая база Республики Карелия. Книга 2: Неметаллические полезные ископаемые. Подземные воды и лечебные грязи. Петрозаводск: Карелия, 2006. С. 113–123.

Онежская палеопротерозойская структура (геология, тектоника, глубинное строение и минерагения) / Отв. ред. Л. В. Глушанин, Н. В. Шаров, В. В. Щипцов. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2011. 431 с.

Органическое вещество шунгитоносных пород Карелии (генезис, эволюция, методы изучения) / Ред. М. М. Филиппов, А. И. Голубев, П. В. Медведев и др. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 1994. 208 с.

Разва О. С., Ануфриенкова А. М., Коровкин М. В. Оценка степени преобразования кварцитов методом рентгеновской дифракции // Современные наукоемкие технологии. 2014. № 7. С. 27–28.

Рожкова Н. Н. Наноуглерод шунгитов. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2011. 100 с.

Рожкова Н. Н., Михайлина А. А., Рожков С. С. Наноструктуры шунгитового углерода в природе, дисперсиях и гибридных материалах // Геология и полезные ископаемые Карелии. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2014. Вып. 17. С. 86–93.

Садовничий Р. В., Рожкова Н. Н. Минеральные ассоциации высокоуглеродистых шунгитовых пород Максовской залежи (Онежская структура) // Труды КарНЦ РАН. 2014. № 1. С. 148–158.

Светова А. И. Архейский вулканизм Ведлозерско-Сегозерского зеленокаменного пояса Карелии. Петрозаводск: Карел. фил. АН СССР, 1988. 148 с.

Светова Е. Н., Светов С. А., Данилевская Л. А. Редкие и редкоземельные элементы в кварце как индикаторы условий минералообразования // Труды КарНЦ РАН. 2012. № 3. C. 137–144.

Светова Е. Н., Скамницкая Л. С., Светов С. А. Минералого-геохимическая характеристика палеопротерозойских кварцевых конгломератов как нетрадиционного источника кварцевого сырья // Технологическая минералогия в оптимизации процессов рудоподготовки и обогащения минерального сырья: сборник статей по материалам докладов VIII Российского семинара по технологической минералогии. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2014. С. 132–141.

Филиппов М. М., Голубев А. И., Ромашкин Е. Е.,Рычанчик Д. В. Минеральная составляющая шунгитовых пород Карелии: первичный состав, источники вещества и связь с шунгитовым углеродом // Литология и полезные ископаемые. 1995. № 5. С. 513–525.

Филиппов М. М., Медведев П. В., Ромашкин А. Е. О природе шунгитов Южной Карелии // Литология и полезные ископаемые. 1998, № 3, С. 323–332.

Филиппов М. М. Шунгитоносные породы Онежской структуры. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2002. 282 с.

Филиппов М. М. Рамановская спектроскопия как метод изучения глубоко углефицированного органического вещества. Часть 1. Основные направления использования // Труды КарНЦ РАН. 2014. № 1. С. 115–134.

Фирсова С. О., Шатский Г. В., Купряков С. В. О шунгитовых брекчиях // II Всесоюзное совещание по геохимии углерода. М., 1986. С. 285–287.

Фирсова С. О., Шатский Г. В. Брекчии в шунгитовых породах Карелии и особенности их генезиса // ДАН СССР, 1988. Т. 302. С. 177–180.

Шунгиты Карелии и пути их комплексного использования / Под ред. В. А. Соколова и Ю. К. Калинина. Петрозаводск: Карелия, 1975. 240 с.

Шунгиты – новое углеродистое сырье / Под ред. В. А. Соколова, Ю. К. Калинина, Е. Ф. Дюккиева. Петрозаводск: Карелия, 1984. 184 с.

Юргенсон Г. А., Тумаров Г. Т. О совершенстве кристаллического строения жильного кварца // Известия высших учебных заведений. Геология и разведка. 1980. № 6. С. 50–59.

Ferrari A. C., Robertson J. Interpretation of Raman spectra of disorderes and amorphous carbon // Physical review B. 2000. Vol. 61, No 20. Р. 14095–14107.

Klug H. P., Alexander L. E. X-ray diffraction procedures, for poly crystalline and amorphous materials // New York John Wiley & Sons. 1954. P. 716.

Murata K. J., Norman II M. B. An index of crystallinity for quartz // American Journal of Science. 1976. Vol. 276. P. 1120–1130.

Razbirin B. S., Rozhkova N. N., Sheka E. F. et al. Fractals of graphene quantum dots in photoluminescence of shungite // JETP. 2014. Vol. 145, Nо 5. P. 838–850.

Sheka E. F., Rozhkova N. N. Shungite as loosely packed fractal nets of graphene-based quantum dots / Int. J. Smart Nano Mat. doi:10.1080 /19475411.2014.885913. P. 1–16.

Zaidenberg A. Z., Rozhkova N. N., Kovalevski V. V., Tupolev A. G. Shungite carbon and fullerenes // Fullerene Science and Technology. 1998. Vol. 6, Nо 3. P. 511–517.

REFERENCES in ENGLISH

Aleshina L. A., Shivrin O. N. Rentgenografija kristallov [X-ray analysis of crystals]. Petrozavodsk: PetrGU, 2004. 320 p.

Anan’eva L. G., Korovkin M. V. Mineralogo-geohimicheskoe izuchenie kvarcitov Antonovskoj gruppy mestorozhdenij [Mineralogical and geochemical study of quartzite from Antonovsk deposit clusters]. Izvestija Tomskogo politehnicheskogo universiteta [Proceedings of Tomsk polytechnic university]. 2003. Vol. 306, No 3. P. 50–55.

Atlas tekstur i struktur shungitonosnyh porod Onezhskogo sinklinorija [The atlas of textures and structures of shungite-bearing rocks from the Onega Synclinorium]. Eds. M. M. Filippov, V. A. Melezhik. Petrozavodsk: KarRC of RAS, 2006. 80 p.

Borisov P. A. Karel’skie shungity [Karelian shungites]. Petrozavodsk: Gos’izdat KFSSR, 1956. 92 p.

Filippov M. M., Golubev A. I., Romashkin E. E, Rychanchik D. V. Mineral’naja sostavljajushhaja shungitovyh porod Karelii: pervichnyj sostav, istochniki veshhestva i svjaz’ s shungitovym uglerodom [The mineral component of shungite rocks in Karelia: primary structure, sources and relation to shungite carbon]. Litologija i poleznye iskopaemye [Lithology and mineral resources]. 1995. No 5. P. 513–525.

Filippov M. M., Medvedev P. V., Romashkin A. E. O prirode shungitov Juzhnoj Karelii [On the nature of shungites in the South Karelia]. Litologija i poleznye iskopaemye [Lithology and mineral resources]. 1998. No 3. P. 323–332.

Filippov M. M. Shungitonosnye porody Onezhskoj struktury [Shungite rocks of the Onega structure]. Petrozavodsk: KarRC of RAS, 2002. 282 p.

Filippov M. M. Ramanovskaja spektroskopija kak metod izuchenija gluboko ugleficirovannogo organicheskogo veshhestva. Chast’ 1. Osnovnye napravlenija ispol’zovanija [Raman spectroscopy as a method for investigation of highly carbonized organic matter. Part 1: major applications]. Trudy Karel’skogo nauchnogo centra RAN [Transactions of KarRC RAS]. 2014. No 1. P. 115–134.

Firsova S. O., Shatskii G. V., Kupryakov S. V. O shungitovykh brekchiyakh [On shungite breccias]. II Vsesoyuznoe soveshchanie po geokhimii ugleroda [The 2nd All-Union conference on carbon geochemistry]. Moscow, 1986. P. 285–287.

Firsova S. O., Shatskij G. V. Brekchii v shungitovyh porodah Karelii i osobennosti ih genezisa [Breccia in shungite rocks of Karelia and features of their genesis]. DAN SSSR [Proceedings of USSR AS]. 1988. Vol. 302. P. 177–180.

Geologija shungitonosnyh vulkanogenno-osadochnyh obrazovanij proterozoja Karelii [Geology of shungite volcanogenic-sedimentary formations of the Proterozoic Karelia]. Ed. V. A. Sokolov. Petrozavodsk: Karelija, 1982. 208 p.

Jurgenson G. A., Tumarov G. T. O sovershenstve kristallicheskogo stroenija zhil’nogo kvarca [On the perfection of the crystal structure of vein quartz]. Izvestija vysshih uchebnyh zavedenij geologija i razvedka [Proceedings of higher educational establishments, geology and exploration]. 1980. No 6. P. 50–59.

Kalinin Yu. K., Kalinin A. I., Skorobogatov G. A. Shungity Karelii – dlja novyh strojmaterialov, v himicheskom sinteze, gazoochistke, vodopodgotovke i medicine [Shungites of Karelia – new construction materials, chemical synthesis, gas purification, water treatment and medicine]. St. Petersburg: UNCH SPbGU, VVM, 2008. 219 p.

Kalinin Ju. K., Kovalevskij V. V. Shungitovye porody i bazity: osobennosti sovmestnogo genezisa [Shungite rocks and basites: features of the joint genesis]. Geologija i poleznye iskopaemye Karelii [Geology and Mineral Resources of Karelia]. Iss. 17. Petrozavodsk, 2014. P. 94–103.

Kartenko N. F., Siderenko G. A., Solomkina S. G., Dubykina A. S. O vlijanii uslovij obrazovanija i primesej na parametry jelementarnoj jachejki prirodnogo kvarca [Effects of formation conditions and impurities on the unit cell parameters of natural quartz]. Rentgenografija mineral’nogo syr’ja [X-ray analysis of raw materials]. Moscow: Nedra, 1971. No 8. P. 8–41.

Kovalevskij V. V. Shungit ili vysshij antraksolit? [Schungite or the higher anthraxolite?]. Zapiski RMO [Proceedings of RMS]. 2009. No 5. P. 97–105.

Krivandin A. V., Solov’eva A. B., Shatalova O. V., Rozhkova N. N. Harakteristika mineral’noj fazy shungitovyh porod metodom MURR [Characteristics of the mineral phase of shungite rocks by SAXS]. Trudy mezhdunarodnogo simpoziuma “Uglerodsoderzhashhie formacii v geologicheskoj istorii” [Proceedings of international symposium “Carbon containing formations in geological history”]. Petrozavodsk: KarRC of RAS, 2000. P. 115–116.

Kuznecov S. K., Ljutoev V. P., Shanina S. N., Svetova E. N., Sokerina N. V. Osobennosti kachestva zhil’nogo kvarca ural’skih mestorozhdenij [Peculiarities of vein quartz quality, the Urals deposits]. Izvestija Komi nauchnogo centra UrO RAN [Proceedings of Komi science centre, UB RAS]. 2011. No 4 (8). P. 65–72.

Mihajlov V. P., Kuprjakov S. V. Otchjot o rezul’tatah detal’noj razvedki Jugo-Vostochnoj (Maksovskoj) zalezhi Zazhoginskogo mestorozhdenija shungitovyh porod za 1982–1985 gg. [Report on the results of detailed exploration of the Southeast (Maksovo) deposit of the Zazhogino shungite field in 1982–1985]. Petrozavodsk, 1985 (Funds of PGA “Sevzapgeologija”).

Mihajlov V. P., Leont’ev A. G. Shungitovye porody. Mineral’no-syr’evaja baza Respubliki Karelija. Kniga 2: Nemetallicheskie poleznye iskopaemye. Podzemnye vody i lechebnye grjazi [Shungites. Mineral resources base of the Republic of Karelia. Book 2: Non-metallic minerals. Underground water and mud]. Petrozavodsk: Karelija, 2006. P. 113–123.

Onezhskaja paleproterozojskaja struktura (geologija, tektonika, glubinnoe stroenie i mineragenija) [Palaeproterozoic onega structure (geology, tectonics, deep structure and minerageny)]. Eds. L. V. Glushanin, N. V. Sharov, V. V. Shhipcov. Petrozavodsk: KarRC of RAS, 2011. 431 p.

Organicheskoe veshhestvo shungitonosnyh porod Karelii (genezis, jevoljucija, metody izuchenija) [The organic matter of Karelian shungite rocks (genesis, evolution and the methods of study)]. Eds. M. M. Filippov, A. I. Golubev, P. V. Medvedev et al. Petrozavodsk: KarRC of RAS, 1994. 208 p.

Razva O. S., Anufrienkova A. M., Korovkin M. V. Ocenka stepeni preobrazovanija kvarcitov metodom rentgenovskoj difrakcii [Assessment of quartzite degree of conversion by X-ray diffraction]. Sovremennye naukoemkie tehnologii [Modern high technologies]. 2014. No 7. P. 27–28.

Rozhkova N. N. Nanouglerod shungitov [The nanocarbon of shungites]. Petrozavodsk: KarRC of RAS, 2011. 100 p.

Rozhkova N. N., Mihajlina A. A., Rozhkov S. S. Nanostruktury shungitovogo ugleroda v prirode, dispersijah i gibridnyh materialah [The nanostructures of shungite carbon in nature, dispersions and hybrid materials]. Geologija i poleznye iskopaemye Karelii [Geology and mineral resources of Karelia]. Petrozavodsk: KarRC of RAS, 2014. Iss. 17. P. 86–93.

Sadovnichii R. V., Rozhkova N. N. Mineral’nye associacii vysokouglerodistyh shungitovyh porod Maksovskoj zalezhi (Onezhskaja struktura) [The mineral associations of carbon-rich shungite rocks of the Maksovo deposit (the Onega structure)]. Trudy Karel’skogo nauchnogo centra RAN [Transactions of KarRC RAS]. 2014. No 1. P. 148–158.

Shungity Karelii i puti ih kompleksnogo ispol’zovanija [Shungites of Karelia and ways of their integrated use]. Eds. V. A. Sokolov, Ju. K. Kalinin. Petrozavodsk: Karelija, 1975. 240 p.

Shungity – novoe uglerodistoe syr’jo [Shungites – the new carbonaceous raw materials]. Eds. V. A. Sokolov, Ju. K. Kalinin, E. F. Djukkiev. Petrozavodsk: Karelija, 1984. 184 p.

Svetova A. I. Arhejskij vulkanizm Vedlozersko-Segozerskogo zelenokamennogo pojasa Karelii [Archean volcanism in the Vedlozero-Segozero greenstone belt of Karelia]. Petrozavodsk: Karel’skij filial AN SSSR, 1988. 148 p.

Svetova E. N., Skamnickaja L. S., Svetov S. A. Mineralogo-geohimicheskaja harakteristika paleoproterozojskih kvarcevyh konglomeratov kak netradicionnogo istochnika kvarcevogo syr’ja [Mineralogical and geochemical characteristic of Paleoproterozoic quartz conglomerates as a non-traditional sources of quartz]. Tehnologicheskaja mineralogija v optimizacii processov rudopodgotovki i obogashhenija mineral’nogo syr’ja. Sbornik statej po materialam dokladov VIII Rossijskogo seminara po tehnologicheskoj mineralogii. Petrozavodsk: KarRC of RAS, 2014. P. 132–141.

Svetova E. N., Svetov S. A., Danilevskaja L. A. Redkie i redkozemel’nye jelementy v kvarce kak indicatory uslovij mineraloobrazovanija [Rare and rare earth elements in quartz as indicators of minerogenesis]. Trudy Karel’skogo nauchnogo centra RAN [Transactions of KarRC RAS]. 2012. No 3. P. 137–144.

Ferrari A. C., Robertson J. Interpretation of Raman spectra of disorderes and amorphous carbon. Physical review B. 2000. Vol. 61, No 20. Р. 14095–14107.

Klug H. P., Alexander L. E. X-ray diffraction procedures, for poly crystalline and amorphous materials. New York John Wiley & Sons. 1954. P. 716.

Murata K. J., Norman II M. B. An index of crystallinity for quartz. American Journal of Science. 1976. Vol. 276. P. 1120–1130.

Razbirin B. S., Rozhkova N. N., Sheka E. F., Nelson D. K., Starukhin A. N. Fractals of graphene quantum dots in photoluminescence of shungite. JETP. 2014. Vol. 145, No 5. P. 838–850.

Sheka E. F., Rozhkova N. N. Shungite as loosely packed fractal nets of graphene-based quantum dots. Int. J. Smart Nano Mat. doi: 10.1080 / 19475411.2014.885913. P. 1–16.

Zaidenberg A. Z., Rozhkova N. N., Kovalevski V. V., Tupolev A. G. Shungite carbon and fullerenes. Fullerene Science and Technology. 1998. Vol. 6, No 3. P. 511–517.