Az amfibol csoport

Az amfibolok a szalagszilikátok közé tartozó ásványok, ahol az alapszerkezethez (7.5. ábra) igen változatos kémiai összetétel (7.2.–7.3. táblázat, 7.6.–7.7. ábra) társulhat.

Ebből adódóan a jelenleg a Nemzetközi Ásványtani Társaság (IMA) által nyilvántartott amfibol fajok száma megközelíti a nyolcvanat (Leake et al., 1997; 2003). A kémiai válto-zatosságból adódóan az amfibolok nevezéktana a mai napig vita tárgyát képezi (lásd pl.

Hawthorne és Oberti, 2006 munkáját).

Az amfibolok általános képlete a következőképp írható fel: A0−1B2C5T8O22W2 (A, B, C, T és W nem vegyjelek, ionpozíciókat jelölnek, míg O az oxigént jelöli). A szerkezet alapját a kettős láncba, azaz szalagba rendeződő [TO4] tetraéderek adják (innen a szalagszilikát név). A tetraéderszalagok a szerkezetnek vonalas jelleget kölcsönöznek, innen az amfibolok hosszúkás termete, a hosszanti hasadás, és ez egyben az azbesztszerű, szálas megjelenés szerkezeti alapja is. Az amfibolok szerkezetét a 7.5. ábra, összetételbeli válto-zatosságát a 7.2. táblázat szemlélteti.

A szabad szemmel jól látható, olykor több centiméteres „azbesztszál” minden esetben szál-köteg, rengeteg elemi szál együttese, ezért foszlatható az elemi szálakig (7.8.a. ábra). Az elemi szál a szálköteg egyedi szálacskája, amely nem hasadással jött létre, hanem szálas formában kristályosodott. Azbeszteknél tehát ne használjuk a hasadás/hasítás kifejezést.

Az elemi amfibolazbesztszálak átmérője TEM, illetve FESEM vizsgálatok (Huntington et al., 2008) alapján többnyire 0,5 µm alatti, metszete változó, hosszúsága a néhány µm-től több 100 µm-ig terjedhet (7.8. ábra).

68 KÖRNYEZETI ÁSVÁNYTAN II.

www.tankonyvtar.hu Tóth Erzsébet, Weiszburg Tamás, ELTE TTK 7.5. ábra: Az amfibol alapszerkezet, háromdimenziós modell és két vázlatos metszet (xy és yz). A kék [TO4] tetraéderek közepén Si⁴⁺ kation foglal helyet, csúcsait sötétkékkel jelölt oxigén anionok

(O²⁻) jelölik ki. A tetraéderek, mintha lapjukkal az asztal lapjára fektetnénk őket, cikk-cakkos el-rendeződésben láncokká állnak össze (két csúcsukon, azaz két oxigénen keresztül másik tetraéder-hez kapcsolódnak), két lánc összekapcsolódásával pedig szalag jön létre. Két tetraéderszalag egy-mással szembefordul, és őket a narancssárga színnel ábrázolt oktaéderszalag kapcsolja össze, amely felváltva két, illetve három oktaéder szélességű. Az oktaéderszalag [CO6] és [CO5W]

oktaé-derekből áll: az oktaéderek közepén a C kation foglal helyet, hat csúcsán pedig sötétkék színnel jelölt oxigén (O²⁻), illetve rózsaszínnel ábrázolt W anionok foglalnak helyet. A két szembeforduló tetraéderszalagot a közbeékelt oktaéderszalaggal I gerendának nevezi a szakirodalom, a

kereszt-metszet rajzolata után, de a szemléletesség kedvéért hasonlítható az amerikai hot-doghoz is: a hosszúkás, egymás felé forduló bagettszeletek a tetraéderszalagok, míg közöttük a virsli az oktaéderszalag. Az egymás mellé rendeződő, végtelen szalagösszleteket („hot-dogsereget”) az A és

a B kationok kapcsolják össze háromdimenziós szerkezetté, az A kationt 12, a B kationt 8 oxigén anion veszi körül ([AO12] és [BO8] poliéderek, előbbi egy hatszög, utóbbi egy négyzet alapú ha-sábhoz hasonlítható). Az amfibolok szimmetriája rombos vagy monoklin. A bal felső, háromdimen-ziós ábra az aktinolit szerkezetét mutatja, ahol az A pozíció üresen marad (az [AO12] poliéder nem

látszik), a [BO8] poliéder citromsárga. Az aktinolit átlagos kémiai összetétele így adható meg:

Ca2(Mg,Fe²⁺)5[Si8O22(OH)2], a W anion jelen esetben OH⁻.

7. AZ AZBESZT FOGALMA 69

Tóth Erzsébet, Weiszburg Tamás, ELTE TTK www.tankonyvtar.hu 7.2. táblázat: Az amfibolok általános képlete és a helyettesítések az egyes kation (A, B, C, T)

pozí-ciókban, illetve az anionpozíciókban (O,W). Nem csoda, hogy a lehetőségek nagy száma nyomán ma mintegy 80 amfibolfajt ismerünk. A kationok töltését csak a többféle oxidációs számmal

előfor-duló fémeknél jelöltük

7.3. táblázat: A jelenlegi amfibol nevezéktan (Leake et al., 1997, módosította Leake et al., 2003) 5 fő amfibolcsoportja, a természetben szálas megjelenést is mutató, egészségkárosító hatással

ren-delkező, azbesztként szabályozott (piros) és nem szabályozott (narancssárga) amfibolfajokkal Az amfibolazbeszt a legtipikusabb példa arra, hogy a szerkezet és kémiai összetétel önma-gában nem határozza meg teljesen az ásványt, annak makroszkópos tulajdonságait.

Amfibolazbeszt esetén a szálas alak, az extrém nagy fajlagos felület olyan makroszkópos tulajdonságokkal (pl. szakítószilárdság) ruházta fel az anyagot, amely pusztán a

kristály-70 KÖRNYEZETI ÁSVÁNYTAN II.

www.tankonyvtar.hu Tóth Erzsébet, Weiszburg Tamás, ELTE TTK

szerkezet és az összetétel alapján nem modellezhető/jósolható, és amely nem jellemző az ugyanolyan összetételű, de nem szálas, hanem oszlopos termetű amfibolkristályokra.

Az azbesztszálak és az egykristályok felületének összevetését az 1.1. számítási feladat szolgálja.

7.6. ábra: Az amfibolok kémiai összetétel-tartományát ábrázoló tér (kivéve a lítiumtartalmú amfibolokat), Leake et al. (1997) alapján. Az ábra az egyszerűség kedvéért a „problémamentes”

amfiboloknál csak a magnéziumgazdag szélső tagokat ábrázolja (fekete, illetve fehér körök). A szálas változatban azbesztként szabályozott fajok pirossal, a jelenleg nem szabályozott, de szálas

formában szintén egészségkárosító hatású fajokat narancssárgával adtuk meg

7.7. ábra: A 7.6. ábrán nem szereplő, lítiumtartalmú amfibolok Li-szegény csoportja Leake et al.

(1997, 2003) alapján. A fajok közt két azbesztként nyilvántartott faj is szerepel, érdekes, hogy a magnéziumdús antofillit szimmetriája rombos, míg a vasgazdag grunerit szimmetriája monoklin

7. AZ AZBESZT FOGALMA 71

Tóth Erzsébet, Weiszburg Tamás, ELTE TTK www.tankonyvtar.hu 7.8. ábra: FESEM felvételek azbesztes és változó mértékben nyúlt termetű amfibolszemcsékről. a)

riebeckitaszbeszt, Ausztrália; b) „bisszolit” – tűs, de még nem azbeszt amfibol, Ausztrália; c) tremolit, hasadási idom, Ala di Stura, Olaszország; d) antofillit, Grönland. Az R. J. Lee Group

(USA) szívességéből Számítási feladat

Fajlagos felület: amfibolkristály és ugyanolyan térfogatú amfibolazbeszt szálköteg fajlagos felületének összevetése (1.1.)

A következő feladat azt szemlélteti, hogy az extrém vékony, szálas (=azbeszt) megjelenés milyen hatalmas fajlagos felületet biztosít a megszokott kristályalakokkal szemben (7.9. ábra). Nem csoda, hogy az azbesztet szűrőként is alkalmazták, pl. bor tisztítására.

Számítsuk ki egy amfibolkristály és vele azonos térfogatú amfibolazbeszt szálköteg felüle-tét (Akr, A_ak; az alsó indexben a kr jelzés a kristályra, ak az azbeszt szálkötegre utal)!

Adjuk meg a két felület arányát (Aak / Akr)!

Adatok:

Az amfibolkristály legyen a lehető legegyszerűbb, rombusz alapú hasáb (rombos prizma és véglap kombinációja, 7.9.a. ábra). A kristályhasáb magassága mkr=1 cm, a rombusz oldala akr=0,5 cm, a rombusz oldalai közti hegyesszög az amfibolok hasadási szögének kiegészítő szöge, azaz φ=180°−124°=56°.

Az amfibolazbeszt-szálak ugyanilyen prizma alapú hasábok, magasságuk legyen szintén ma=1 cm (az alsó indexben szereplő a jelzés az azbesztköteget felépítő elemi azbesztszálra utal, 7.9.b. ábra), csak a rombusz oldala kicsi (TEM felvételek alapján becsült):

a_a=0,2 µm.

72 KÖRNYEZETI ÁSVÁNYTAN II.

www.tankonyvtar.hu Tóth Erzsébet, Weiszburg Tamás, ELTE TTK

Figyelem! Az amfibolazbeszt-szálak nem hasadási idomok, hanem párhuzamosan egy-más mellé nőtt vékony, hosszú amfibolkristályok! Sosem jelennek meg az ábrán szemlél-tetett nagyobb rombusz alapú hasábba rendeződve, csak a felületek összevetésére rendez-tük őket ilyen alakzatba.

7.9. ábra: Illusztráció az 1.1. számítási feladathoz. a) Amfibol egykristály és b) vele azonos térfo-gatú, párhuzamosan egymás mellé nőtt amfibolazbeszt szálköteg