|
"~-~-~-~"~&~"~-~-~-~"
Термин "асбест"
не является названием минерального вида, все асбесты
представляют собой морфологические разновидности либо серпентина
(хризотил-асбест), либо минералов надгруппы амфиболов. Некоторые авторы
используют термин «асбест» в расширенном толковании, называя асбестами
асбестоподобные агрегаты любых минералов вообще. Асбесты отличаются
тонковолокнистой структурой агрегатов, обладающих способностью разделяться
на тонкие волокна. Название асбест объединяет различные по своему составу и
свойствам минералы: хризотил, крокидолит, грюнерит, жедрит, антофиллит,
иногда тремолит, актинолит, режикит (близок магнезиорибекиту и
магнезиоарфведсониту), родусит (разновидность магнезиорибекита) и др. Асбесты
являются одним из классических примеров параллельно-шестоватых агрегатов третьего
типа, образуя прожилки, состоящие сплошь из строгопараллельных эластичных
гибких волокон, ориентированных перпендикулярно, реже наклонно по
отношению к стенкам трещин. Асбест - собирательное обозначение для
чрезвычайно тонковолокнистых разностей минералов-гидросиликатов,
обладающих волокнистым строением, из группы серпентина (хризотил-асбест) и
из надгруппы амфиболов - антофиллит, тремолит, актинолит, магнезиорибекит, рибекит,
минералы серии куммингтонит-грюнерит, крокидолит (крокидолит [crocidolite] был
дискредитирован МMA в качестве минерального вида как ряд твёрдых
растворов серии рибекит - магнезиорибекит).
Асбест выполняет маломощные жилы и прожилки, причем ориентировка
его волокон может быть различной: если волокна располагаются
перпендикулярно стенкам жилок (классический и наиболее распространенный
случай), то это - поперечно-волокнистый асбест (cross fiber),
если вдоль стенок, то это - продольно-волокнистый асбест или так
называемые волокна скольжения (slip fiber). Для некоторых видов
асбеста характерно разноориентированное, иногда радиальное
расположение волокон (mass fiber), но относить такие агрегаты к
асбестам можно лишь условно. Асбесты часто несут следы вторичных
изменений; среди которых можно выделить механические изменения:
1) пластические деформации с изменением первичной ориентации
волокон относительно краёв прожилков, возникающие при
тектонических подвижках, часто со следами смятия и деформаций,
и 2) химические, выражающиеся в замещении агрегатов асбеста
другими минералами с образованием частичных или полных псевдоморфоз
(кварцем - т.наз. «соколиный глаз»,
кварцем и гётитом - «тигровый глаз»,
кварцем и гематитом - «бычий глаз»), и тд. "Попытки установить онтогению
асбестов делались неоднократно, но она и до сих пор полна
неясностей. Это тормозит искусственное получение асбестов
высокого качества, хотя промышленность синтеза минерального
сырья уже решила задачу получения коротковолокнистых
разновидностей" (Жабин, 1979). Новая научно
обоснованная трактовка происхождения камней "соколиный глаз" и "тигровый
глаз" была недавно предложена американскими учёными П. Хини и
Д.Фишер / Peter J. Heaney, Donald M.
Fisher(2003): "...В течение более чем столетия учебники и
музеи трактовали этот материал в качестве типичного примера
псевдоморфизма, т.е. замещения одного минерала другим с
сохранением формы более раннего минерала. Наше исследование
показало, что текстуры, ответственные за мерцание "тигрового
глаза" не представляют собой псевдоморфоз кварца по
существовавшим ранее асбестовидным агрегатам рибекита. Скорее,
по нашему мнению, "тигровый глаз" служит классическим примером
синхронного роста минералов в процессе выполнения трещин". Экспериментальные
исследования по получению волокнистых амфиболов в лабораторных
условиях позволяют сформулировать необходимые физико-химические
условия их образования и с этих позиций подойти к расшифровке их
генезиса в природе. Были сделаны попытки обобщения накопленного
экспериментального материала в синтезе амфиболовых асбестов
(Федосеев, Макарова, Григорьева, 1966), более детальный анализ
процессов образования амфиболовых асбестов стал возможен
благодаря проводившимся с применением гидротермального
оборудования ВНИИСИМС исследованиям механизмов и кинетики
гидротермальных реакций силикатообразования (Денискина и соавт, 1975).
Индивидуальные волокна под электронным микроскопом выглядят как
тончайшие трубочки с наружными и внутренними диаметрами в
сотые-тысячные доли микронов (мкм). Амфибол-асбесты обладают
более грубым волокном: диаметр их волокон измеряется
десятыми-сотыми долями мкм. Длина волокон от десятых долей до
160 мм и более, наиболее часто она составляет 2-6 мм. Каждое из
волокон хризотил-асбеста имеет слоисто-трубчатое строение из-за
особенностей несоразмерной кристаллической структуры из
совокупности в ней тетраэдрического и октаэдрического слоёв
(сказываются различия в силе водородной и ковалентной связи,
слоистая структура оказывается с одной стороны чуть-чуть шире
чем с другой). Такие слои закручиваются в трубочки из
сворачивающихся в листочков, слой изгибается и структура
свёртывается в рулончик. Вследствие роста кристаллов асбеста
только в одном направлении их длина может в десятки тысяч раз превышать
толщину (меньше длины волны света). Электронно-микроскопические
исследования асбеста показали, что прочные и эластичные асбестовые
волокна внутри полые, поперечные срезы элементарных
волокон хризотил-асбеста имеют трубчатое строение с внешним
диаметром 26 нм., внутренним 13 нм. и толщиной стенок 6,5 нм.
Прочность недеформированных волокон 3 - 3,3 ГПа, длина от долей
миллиметра до 50 мм., иногда больше.
Виды асбестов:
• Хризотил-асбест (белый асбест) - разновидность
минерала серпентина, гидросиликата магния слоистой структуры.
Из-за несоразмерности тетраэдрического и октаэдрического слоев в
структуре серпентина возникают напряжения, которые
компенсируются за счет изгиба Т-О пакетов, что обычно приводит к
их «гофрировке», однако в случае хризотила направленность изгиба
сохраняется и такие слои закручиваются в трубочки с внешним
диаметром около 200 ангстрем (20 нм). Хризотил-асбест стоек к
щелочным средам, разлагается в кислотах с образованием аморфного
кремнезёма. Элементарные кристаллы хризотила — тончайшие
трубочки-фибриллы диаметром в сотые доли микрон.
•
Амфиболовые асбесты - сложные гидросиликаты, схожие по
физико-механическим свойствам с хризотил-асбестом, но имеющий существенные
различия в кристаллической структуре; волокна тремолита представляют собой
сдвоенные цепочки кремнекислородных тетраэдров, в которых волокна слабо
связаны катионами магния и кальция. Слабые связи, удерживающие волокна,
быстро рвутся, но сами амфиболовые волокна отличается высокой
стойкостью в нейтральной и кислой среде. В отличие от
хризотил-асбестов труднорастворимы или нерастворимы в кислотах.
Разновидности
амфиболового асбеста:
•• Рибекит-асбест (= крокидолит-асбест), по характерному синему цвету называют также
синим асбестом. Он представляет собой параллельно-волокнистую
разность рибекита. Обычная длина волокна 2-30 мм (редко до 75
мм). По механической прочности не уступает хризотил-асбесту, но
теряет конституционную воду при 200-500°С., при этом прочность
его понижается. Используется как ценный минеральный пигмент.
•• «Амозит-асбест» (тонковолокнистая разность грюнерита или жедрита).
Цвет обычно серовато-белый, реже белый и коричневый. Характерна
большая длина волокна (в среднем 100-175 мм). Прочность на
разрыв 3 ГПа; при деформации и особенно при нагревании она резко
снижается.
•• Антофиллит-асбест -
тонковолокнистая разновидность антофиллита. Обычно встречается в
виде радиально-лучистых и пучковатых агрегатов. Цвет
желтовато-серый или коричневато-серый, зелёный, серовато-белый.
Волокна обычно короткие. Среди амфиболовых асбестов он наиболее
кислотостоек и сохраняет это свойство даже при t 900°С. Устойчив
антофиллит-асбест и по отношению к щелочам.
•• Родусит-асбест (=
кроссит, согласно современной номенклатуре надгруппы амфиболов
термин родусит является синонимом магнезиорибекита), - часто
называют голубым асбестом. Длина волокон родусит-асбеста
обычно 2-7 мм, но иногда и более. Средняя прочность на разрыв
недеформированного волокна у родусит-асбеста 1,7 ГПа. Обладает
высокой кислотоупорностью и большой сорбционной способностью.
•• Режикит-асбест -
волокнистая разновидность магнезиоарфведсонита, как и
родусит-асбест называют голубым асбестом. Родусит- и
режикит-асбесты отличаются высокими прядильными свойствами,
эластичностью и прочностью
•• Актинолит-асбест
•• Тремолит-асбест
Месторождения асбеста
Месторождения
хризотил-асбеста генетически связаны главным образом с
ультраосновными породами и образуются в процессе их
серпентинизации при воздействии гидротермальных растворов,
связанных с гранитоидными интрузиями. В общем плане асбестовые
месторождения имеют зональное строение, при котором от центра к
периферии наблюдаются постепенное изменение характера
асбестоносности и уменьшение мощности жил и длины асбестовых
волокон. Крупнейшие месторождения хризотил-асбеста в
Pоссии - Баженовское, Красноуральское (Средний Урал), Джетыгаринское и
Киембаевское (Южный Урал), Актовракское, Саянское, Ильчирское
(Саяны), Молодёжное на севере Забайкалья (Бурятия). За
рубежом крупные месторождения известны в Канаде (провинция
Квебек, Британская Колумбия, Ньюфаундленд), Зимбабве (Звишаване
и Машава), США, Италии, Югославии, Франции, Японии, Бразилии,
Австралии, Китае, на острове Кипр. Контактово-метасоматические
месторождения хризотил-асбеста в осадочных
магнезиально-карбонатных породах имеют небольшие размеры, но
могут представлять промышленный интерес как источник
безжелезистого асбеста. Месторождения этого типа известны
в Красноярском крае (Аспагашское, Бис-Таг), Узбекистане (Сары-Чеку)
и Киргизии.
Месторождения амфибол-асбестов принадлежат к типу
гидротермально-метасоматических, образовавшихся в условиях
умеренных и больших глубин главным образом при средних, отчасти
при низких (родусит-асбест) температурах. Они приурочены к породам
разнообразного состава. Месторождения крокидолита и амозита в
Южной Африке (Зимбабве, ЮАР) возникли в ходе метаморфических
процессов и залегают среди железистых кварцитов и джеспилитов.
Месторождения крокидолита известны также в Западной Австралии. Мелкие
скопления рибекита и амозита обнаружены в железистых роговиках
в Кривом Роге (Украина). Месторождения антофиллита приурочены к
массивам метаморфизованных ультраосновных пород: в Pоссии - на
Урале (Сысертское), в Казахстане - Бугетысайское м-ние; за рубежом
известны в Финляндии. Промышленные месторождения тремолита есть в
Италии, Франции и других странах.
Из истории использования
асбеста
Несмотря на
истеричность антиасбестовой кампании на Западе, Россия
продолжает добычу и активное использование безопасного
хризотилового асбеста. Более тысячи тонн минерала ежегодно
перерабатываются предприятиями отрасли. Из асбеста делают
кровельные материалы и водопроводные трубы - вода никак не
воздействует на асбест, а цемент надёжно связывает распушенные
волокна минерала, благодаря чему изделие теряет способность
выделять отдельные асбестовые частицы. Мастики, герметики,
клеевые составы с асбестовым волокном служат надежной укупоркой
различных сочленений. Мягкий асбестовый шнур используется как
уплотнитель ракетных дюз. Как и встарь, из асбестовых тканей
шьются защитные костюмы для металлургов, сварщиков, операторов
высокотемпературных реакторов.
Ещё Плиний, рассказывая об асбестовых разработках,
отмечал: "те рабочие, которые добывают волокна в каменоломнях; и
те, кто прядет из асбеста нити и шьет одежду, долго не живут,
заболевают и умирают они молодыми". Амфиболовый асбест, в
отличие от хризотилового, является сложным гидросиликатом,
включающим в себя оксиды железа, натрия и ряда тяжелых металлов.
По физико-механическим свойствам амфиболовый асбест аналогичен
хризотиловому, но в отличие от последнего стоек в кислых средах,
поэтому он склонен накапливаться в организме человека.
Современные исследования выявили тому причину: мфиболовые
частицы, отрываясь от волокон асбеста, попадают в дыхательные
пути, где травмируют тончайшую легочную ткань и разрушают
альвеолы. Острые и ломкие амфиболовые волокна плохо выводятся из
организма, и если хризотиловые волокона в человеческих легких не
задерживаются долее, чем на две недели, то амфиболовые иглы
могут застревать в тканях на год и более, что приводит к
развитию опухолевых новообразований. Но даже амфибол не так уж и
страшен для человека, если исключить длительное вдыхание
асбестовой (как и любой другой) пыли. Что думают медики по
поводу вредности асбеста? При низких концентрациях волокон их
действие на дыхательную систему человека не отличается от
действия других видов минеральной пыли (цемента, кварца и т.п.).
Пыль оседает на слизистых оболочках верхних дыхательных путей и
выводится из организма естественным путем. При повышенных
концентрациях асбестовые волокна, попадая в легкие, могут
внедряться в легочную ткань. Здесь они подвергаются воздействию
фагоцитов. Именно на этом этапе обнаруживается принципиальная
разница между амфиболовым и хризотиловым асбестом.
Хризотил-асбест в кислой среде, создаваемой фагоцитами,
разрушается и выводится из организма, а кислотостойкий
амфиболовый накапливается в легочной ткани, что может вызвать
серьезные заболевания. Попадание волокон хризотил-асбеста в
организм с питьевой водой и пищей не грозит никакими серьезными
последствиями, так как хризотил-асбест, в отличии от
амфиболового, в кислой среде желудка полностью разлагается и
выводится из организма человека. Продукты разложения по
отношению к организму человека абсолютно инертны.
Кислотостойкий амфибол-асбест не разлагается и, более того, в
нем содержатся тяжелые металлы, вредные для организма. Именно
поэтому при ссылках на вредность асбеста надо четко различать,
какой асбест имеется в виду: хризотиловый или амфиболовый.
Антиасбестовая кампания началась именно по результатам
неконтролируемого использования амфиболового асбеста. Так или
иначе, сегодня на место природного волокнистого материала
приходят искусственные вещества не менее ценных качеств, вот
только мало кто учитывает, что производство искусственных
волокон связано с огромным экологическим вредом, несопоставимым
с умеренной опасностью использования натурального асбеста.
Литература:
•
Григорьев Д.П. Онтогения минералов. Изд. Львовск.
ун-та, 1961
• Меренков Б.Я. Генезис хризотил-асбеста, М., 1958;
Месторождения хризотил-асбеста СССР, М., 1967
• Денискина Н.Д.,
Калинин Д.В., Лохова Г.Г. Амфиболовые асбесты, их синтез и
генезис в природе // "Наука", Новосибирск, 1975 г., 95 стр.
• Жабин А.Г. Онтогения минералов (агрегаты). М., "Наука", 1979
• Баженовское месторождение хризотил-асбеста. - Под. ред. К.К.
Золоева. М.: Недра, 1985
•
Чечулин А.И. Асбест. Свердловск: Средне-Уральское кн. изд-во,
1989
• Баженовское м-ние хризотил-асбеста. Знаменитые месторождения
Урала: научно-популярное издание. Д.А. Клейменов и др. Часть I. - Екатеринбург: ООО Издательство "Баско",
2006, с. 84-119
•
Peter J. Heaney, Donald M. Fisher
(2003): New interpretation of the origin of tiger's-eye -
Geology, April 2003, vol. 31 (4), p. 323-326
|
|
