Schungit

Ich bekam mal wieder so einige Angebote von Großhändlern, die mir u.a. auch Schungit
als Neufund angeboten haben. Es war mal wieder ein Versuch etwas zu verkaufen, was es eigentlich schon seit Jahren gibt und wohl nicht so lief. Vor etlichen Jahren schon bekam man auf Börsen den Schungit massenhaft angeboten, doch in den letzten Jahren verschwand er wieder vom Markt. Damals wußte man auch noch nicht, was genau der Schungit wirklich ist. Er sieht aus, wie Anthrazit mit Farbvariationen von schwarz, gräulich bis aschgrau und er ist leicht, wie der Gagat, weshalb man ihn auch leicht damit verwechseln kann. Die Altersangaben zur Entstehung, sowie dessen Ausgangsmaterial wird unterschiedlich angegeben. So schwanken die Alterszahlen zwischen 600 Mio. bis 2 Mrd. Jahren und das Ausgansmaterial sind vermutlich Meeresalgen, wenn gleich andere Theorien aufstellen, daß es sich hier und um einen kosmischen Ursprung handelt und  dieses Mineral mit Meteoriten auf die Erde kam. Tatsächlich fand man dieses Mineral auch sonst nur im All. Schungitgesteine sollen demnach Reste vom Planeten Phaeton sein.

Tatsächlich weiß der Schungit besondere Eigenschaften auf, denn es ist eine weitere besondere Art des Kohlenstoffs mit bis zu 95% Kohlenstoffanteil und einer besonderen (bislang unbekannten) Struktur.  Synonyme sind: Shungit, Algenkohle, Schungit-Kohle und Inostranzeff´sches Schungit. Bei der Struktur handel es sich um kugelförmige Hohl-Ione, die auch Fullerene genannt werden und einen Fußball ähneln, da sie 12 oder 20 Fünfecke aufweisen. Schon 1880 beschrieb Alexander Alexandrowitsch Inostranzew den Schungit, der diesen in Russland fand. An dem wohl bekanntesten Fundort, Karelien – der Onegasee in der Shungaregion und an dem Ladogasee, wo man Ölschiefer findet und abbaut, wurden diese Schungite gefunden. Aber auch in Ostfinnland fand man Shungit, was die Therorie der Herkunft durch Meteoriteneinschläge untermauert. Auch, wenn viele von der Theorie überzeugt sind, daß sich Shungit aus Saprogel gebildet hat, dessen Ursprungsmaterial die Seealgen sind und die die seltenen und natürlich vorkommenden Fullerite enthalten. Das Mineral Fullerit ist zwar beschrieben, jedoch noch nicht von der IMA eingetragen.  Je nach Herkunft sind weitere Mineralien enthalten: Kohlenstoff 20-95%, Silizium 5-60%, Aluminium bis 4%, Eisen bis 3,5%, Magnesium bis 3,5%, Kalium bis 1,5%, Schwefel bis 1,2%, Kalzium bis 0,58%, Phosphor bis 0,34%, sowie viele andere Mineralien mit geringen Mengen.

Die Verwendung von Shungit ist in der Industrie sehr wichtig, da diese Pigmente eine sehr gute schwarze Deckkraft besitzen und als Färbemittel für Gummi und Zement benutz werden. Zudem sind die Shungite ein kostengünstiger Ersatz für die teuere Aktivkohlefilter.

 

Schungit (Kohlegestein, Steinkohle) - wo sind nur die Fullerene?

Schungit ist ein - nach heutigen Erkenntnissen - aus Algenschlamm entstandenes Kohlegestein, dessen wichtigste Fundstelle bei Shun’ga in Karelien, Russland liegt (daher der engl. Name »Shungit«). Da von russischen Geologen sowohl das kohleführende Gestein (ein ca. 2 Milliarden Jahre alter metamorpher Ölschiefer aus dem Präkambrium) als auch die (fast) reine, amorphe Steinkohle aus diesem Gebiet mit demselben Begriff »Shungit« bezeichnet werden, ist auch beides unter diesem Namen im Handel.

Eine hochglänzende, aus über 90% Kohlenstoff bestehende Variante dieser Steinkohle trägt den Handelsnamen "Edel-Schungit". Der Begriff "Edel", angewandt auf ein Stück Steinkohle, ist jedoch äußerst fragwürdig. Keine einzige der im Edelsteinhandel gebräuchlichen Kriterien für einen "edlen" Stein treffen auf dieses Kohlegestein zu. Es ist weder besonders hart, noch zeigt es eine besondere Farbe oder Transparenz. Und das Merkmal "starker Glanz" besitzen viele Steinkohlen aus aller Welt.

Qualitätseinteilung bei Schungit-Kohle:

 

 

Aufgrund der tiefschwarzen Farbe werden große Mengen Schungit für industrielle Zwecke (Farbpigmente, Füllmaterial in Autoreifen, billigem Ersatzmaterial für Kohlefilter etc.) verarbeitet. Die reine Steinkohle ("Edel-Schungit") besitzt eine Dichte von 1,5 - 1,8 und ist meist matt, mitunter auch metallisch bis pechähnlich glänzend. Der kohleführende Schungit-Schiefer hat - je nach dem Verhältnis der kohligen und tonigen Anteile - eine Dichte zwischen 1,8 und 2,4.

Was ist das besondere an Schungit?

In stark mit Gestein durchsetztem Schungit der Kategorie 3 wurde ein gewisser Gehalt an "Fullerenen" gefunden. In sog. "Edel-Schungit" (Kategorie 1) hingegen, fehlen die Fullerene vollständig.

Fullerene bestehen aus Kohlenstoff, der Moleküle mit je 60, 70, 80 und mehr Kohlenstoff-Atomen bildet, die eine kugelige Struktur besitzen. Das mit Abstand am besten erforschte Fulleren besteht aus 60 Kohlenstoff Atomen (C60). Seine räumliche Struktur besteht aus 12 Fünfecken und 20 Sechsecken, die zusammen ein abgestumpftes Ikosaeder bilden. Da ein Fußball dieselbe Struktur hat, wird es auch Fußballmolekül ("footballen") genannt.

Wie werden Fullerene nachgewiesen?

Extraktionsmethode:
Die einfachste Methode, Fullerene nachzuweisen besteht darin, sie mit dem Lösungsmittel Toluol zu extrahieren. Bei Anwesenheit von Fullerenen verfärbt sich das Lösungsmittel bräunlich rot. Berechnungen von Reznikov et al. (2000) haben gezeigt, dass in den fremdgesteinsreichen Schungiten der Kategorie 2 und 3 zwischen 0 und 2 Gew.% Fullerene enthalten sein können. In der Praxis ist eine Extraktionsrate von 0,1 - 0,2 Gew.% realistisch. Das bedeutet, dass aus einem Kilogramm Schungit nur 1-2 gr Fullerene extrahiert werden können.

Raman-Laseranalyse
Eine weitere Nachweismöglichkeit besteht in der Bestrahlung der Probe mit Laserlicht. Dabei werden die Fullerenmoleküle zu einer charakteristischen Schwingung angeregt, die sich mittels eines Detektors auffangen lässt. Mittels Raman-Laseranalyse lassen sich nicht nur Fullerene nachweisen, sondern auch deren unterschiedliche Modifikationen (C60, C70 … ) unterscheiden.

Massenspektroskopie
Bei diesem Verfahren wird eine Probe des Gesteins chemisch oder thermisch zerlegt und die einzelnen Bestandteile anhand ihrer unterschiedlichen Masse identifiziert. Diese Methode kann sehr effektiv zum Nachweis auch geringer Mengen von Fullerenen benutzt werden.

Untersuchungsergebnisse des EPI-Labors (2014)

Stichprobenanalysen an Schungit proben verschiedener Anbieter mittels Extraktionsmethode und Ramananalyse ergaben, dass in KEINER der Proben Fullerene nachweisbar waren. Das kann nun zweierlei bedeuten: Entweder sind in den untersuchten, handelsüblichen Proben keine Fullerene vorhanden oder die angewandten Nachweismethoden waren nicht sensibel genug, um auch kleinste Konzentrationen von Fullerenen zu erfassen. Eines haben die Nachweisversuche aber ganz klar gezeigt: Es ist keine leichte Sache, Fullerene in Schungit nachzuweisen.

Fazit

Die Ergebnisse unserer Fulleren Nachweisversuche lassen es fraglich erscheinen, ob und inwieweit die große Menge Schungit, die derzeit als im Handel kursieren, tatsächlich Fullerene enthält. Es kann nicht ausgeschlossen werden, dass derzeit auch Steinkohle oder kohlehaltigen Gesteine aus anderen Teilen der Welt als "Schungit" vermarktet werden. Die exorbitant hohen Preise, die für Schungit gefordert werden sind für Steinkohle-Händler aus aller Welt sehr attraktiv. Da selbst bei Schungit-Kohle aus Karelien der Fullerengehalt sehr ungleichmäßig verteilt ist, können Käufer derzeit nicht darauf vertrauen, dass sie tatsächlich ein fullerenhaltiges Produkt erwerben.
 

Autor: Dipl.-Min. B. Bruder

© INSTITUT FÜR EDELSTEIN PRÜFUNG (EPI)

 

Literatur

Berezkin, V.I.: A soot model for the genesis of Karelian Shungits (2005): Russian Geology Geologiya and Geophysics i Geofizika Vol. 46, No. 10, pp. 1093-1101
Martino, R. (2013): Schungit - Stein der Lebensenergie, Mankau-Verlag, 2. Aufl.
Reznikov, V.A., Polekhovski, Yu.S. (2000): Amorphous Shungite Carbon: A Natural Medium for the Formation of Fullerenes.

 

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