ורמיקוליט

ורמיקוליט הוא מינרל פילוסיליקטי - (סיליקט במבנה בצורת לוחיות) השייך לקבוצת הסמקטיט, אחד מסוגי מינרלי החרסית. נוסחת המבנה הכימי האידיאלית של הוורמיקוליט היא (Mg,Fe2+,Al)3(Al,Si)4O10(OH)2•4(H2O). הוורמיקוליט יוצר תמיסה מוצקה עם המינרל מונטמורילוניט (Na,Ca)x(Al,Mg)2(Si4O10)(OH)2·nH2O)). קיימים כמה סוגי משנה של ורמיקוליט השונים ממנו בשל יסוד הבולט בהרכבם: בטאוויט הוא ורמיקוליט עשיר בברזל, ורמיקוליט – נחושת מכיל כצפוי נחושת, איסטוניט הוא סוג לבן של ורמיקוליט המכיל כסף ולוקאסיט הוא סוג המכיל כרום. הידרוביוטיט הוא מינרל הבנוי משכבות של ורמיקוליט וביוטיט. הוורמיקוליט מתגבש במערכת המונוקלינית, חבורת סימטריות נקודתית "מונוקלינית רגילה" 2 / m   {\displaystyle 2/m\ } , ושתי חבורת סימטריות מרחבית אפשריות: C2/m, ואז הפרמטרים של תא היחידה הם: Å‏a=5.24‏, b=9.17Å‏, c=28.60Å, וגודלה של זווית β הוא 94.36°, או C2/c, ואז הפרמטרים של תא היחידה הם: Å‏a=5.349‏, b=9.255Å‏, c=28.89Å, וגודלה של זווית β הוא 97.7°. המבנה הפנימי של הוורמיקוליט, כמו של המינרלים בקבוצת הסמקטיט, הוא של לוחיות זעירות ברוחב של מספר אנגסטרם. כל לוחיות בנויה משני סוגי שכבות: הסוג הראשון הוא שכבה של טטרהדרונים של סיליקה (SiO4). שלושה מתוך ארבעת אטומי החמצן שבסיליקה נמצאים במישור השכבה ומתחברים לאטומי חמצן של הטטרהדרונים האחרים באותה שכבה ויוצרים בכך רשת של משושים. אטום החמצן הרביעי בסיליקה המהווה את הקודקוד הרביעי של הטטרהדרון מתקשר עם השכבה הבאה, כאשר כל אטומי החמצן "מצביעים" באותו כיוון. אלומיניום מחליף לעיתים את הצורן בטטרהדרונים. משום שהצורן הוא ארבע־ערכי בעוד שהאלומיניום הוא שלוש־ערכי נדרש פיצוי חשמלי שבא בצורת קטיון מגנזיום או ברזל. הסוג השני הוא שכבה הבנויה מאוקטהדרונים (גופים בעלי שמונה מישורים) שבמרכזם אלומיניום ולעיתים מגנזיום וברזל המוקפים באטומים של חמצן או בקבוצת ההידרוקסיל (OH). בוורמיקוליט שכבה אחת של אוקטהדרונים מקושרת משני צדדיה לשתי שכבות של טטרהדרונים, מצב המכונה חרסית של 2:1. בין הלוחיות מפרידה שכבת ביניים המכילה מים או יונים ספוחים. גביש המינרל בנוי מלוחיות הנערמות זו על גבי זו וביניהן יש שכבות ביניים. המינרל מופיע כלוחיות משושות גדולות למדי המכונות "ספרים", כמו כן כמסה חסרת צורה או בצורת קשקשי דגים (כמו נציץ). הגבישים מיקרוסקופיים. לוורמיקוליט יש פצילות מושלמת בכיוון אחד ({001}). הקשיות של המינרל נמוכה, 2-1.5 בסולם מוס. משקלו הסגולי הממוצע 2.5 גרם לסמ"ק. בחימום המים בתוך המינרל הופכים לקיטור. מעל 870°C מתפשט המינרל לנפח גדול פי כמה מנפחו המקורי, בין פי 20 לפי 30 מהנפח המקורי. לחומר שהוא תוצר של תהליך זה יש שימושים מסחריים רבים. אופטית המינרל הוא דו-צירי שלילי. מקדמי השבירה של הוורמיקוליט הם: nα=1.545-1.581‏, nβ=1.545-1.581‏ ו-nγ=1.525-1.561. השקיפות של גבישי הוורמיקוליט נעה משקיפות למחצה ועד אטומה, צבעם בדרך כלל הוא בגוונים של צהוב-ברונזה, חסר צבע, ירוק, ואפור לבן. בשקף מנוסר הוורמיקוליט חסר צבע. הברק של הוורמיקוליט הוא זגוגי, פנינתי עד עמום, והנפיצה שלו חלשה. הוורמיקוליט ניחן בפליאוכרואיזם (עד כמה משתנה צבע המינרל בהתאם לזווית בה מסתכלים בו) חלש, הגוון של המינרל מזווית אחת (X) חיוור במקצת בהשוואה לאותם גוונים מזוויות אחרות (Y ו-Z). המינרל נתגלה לראשונה ב-1824 בסמוך לעיירה מילברי (Millbury) שבמחוז ווסטר (Worcester) במדינת מסצ'וסטס שבארצות הברית. מקור השם מלטינית ורמיקולרה (vermiculare) שפירושו לגדל תולעים. השם מתייחס לתופעה של המינרל להשיר לוחיות כתוצאה מחימום. למינרל יש כמה שמות נוספים: ואליט – סוג של ורמיקוליט שנתגלה בעמק הנהר ואל שבדרום אפריקה וקרוי על שם האתר בו נתגלה, ברודריקיט – גם הוא נתגלה במסצ'וסטס וקרוי על שמו של J. H. Brodrick, ג'פריסיט – קרוי על שמו של אספן המינרלים ויליאם ג'פריס (William Jefferis) וזוֹנוֹליט – שם מסחרי שתחתיו מכרו ורמיקוליט, המוצר הוסר מהמדפים ב-1984 בשל חשד לזיהום באזבסט. לוורמיקוליט לאחר שעבר חימום יש שימושים מסחריים רבים. להלן כמה מהם: ביציקה יחד עם סודיום סיליקט ("מי זכוכית") עבור: בידוד בטמפרטורות גבוהות. בידוד חסין אש הגנה על פלדה וצנרת מפני אש. תוסף לקרקע. תוסף יחד עם פרליט לצמחים בעציצים. שומר לחות מעל אדמה, למשל בפיזור מעל זרעים שרק נישתלו למניעת התיבשותם. לשיפור הנביטה. חומר אריזה גמיש מבודד חומר סופח לשימוש במקרה של שפך כימי (בעיקר במעבדות) מתאים לשמש כמצע לחיות שונות ו/או לדגירה של ביצי עופות. אגרגט קל משקל לטיח ולבטון. מקובל כתוספת לקרקע בתחתית של בריכות שחיה על מנת שהיציקה תהיה חלקה. משמש באחסון חומרי נפץ כבולם פיצוץ. את הוורמיקוליט כורים לשם מסחר בכמה מקומות בעולם. בשנת 2005 הייתה דרום אפריקה היצרנית העיקרית עם כ-40% מהתפוקה העולמית ואחריה ארצות הברית, וסין (על פי נתוני ה- British Geological Survey). עד שנות ה-90 של המאה ה-20 הייתה ארצות הברית היצרן העיקרי של ורמיקוליט (עד כ-80% מהתפוקה העולמית), בייחוד מהמכרה בליבי (Libby) שבמונטנה ששיווק את תוצרתו תחת השם המסחרי זוֹנוֹליט. אלא שאז נתגלה שהוורמיקוליט שנכרה באתר זה מזוהם בטרמוליט, אחד מסוגי האזבסט המסוכנים ביותר. עיתונאים טוענים כי בליבי ובסביבתה מתו כ-200 איש מסרטן עקב חשיפה לאזבסט שבוורמיקוליט, והסוכנות להגנת הסביבה של ממשלת ארצות הברית קבעה כי יש לטפל בעדיפות בניקוי של האתר, הקצתה לכך 120 מיליון דולר וכינתה את המקום "המקרה הגרוע ביותר בתולדות ארצות הברית שבה נחשפה קהילה לחומר רעיל". על החברה שהפעילה את המכרה הוטלו קנסות כבדים, וכנגד חלק ממנהליה בעבר הוגשו כתבי אישום פליליים. ורמיקוליט נוצר מביוטיט או מפלוגופיט עקב בלייה או פעילות הידרותרמית שבה הוחלף קטיון האשלגן בקטיון מגנזיום או ברזל. כמו כן במגע בין סלעי יסוד פלסיים לסלעים מאפיים או אולטרה-מאפיים (עשירים בברזל ובמגנזיום) דוגמת פירוקסניט או דוניט. כמו כן בקרבונטיטים ובאבן גיר שעברה התמרה. הוורמיקוליט מצוי גם כמרכיב חרסיתי בקרקעות. הוורמיקוליט אינו נפוץ בכמויות גדולות. מקומות בהם ניתן למצוא את המינרל כוללים את העיירה מילברי (Millbury) שבמחוז ווסטר (Worcester) במדינת מסצ'וסטס (שם נמצא המינרל לראשונה), במחצבת רתרפורד (Rutherford quarry), סמוך לטוקסידו (Tuxedo), במחוז הנדרסון (Henderson) שבקרוליינה הצפונית, ובאתר ליבי (Libby) במחוז לינקולן (Lincoln) במונטנה שבארצות הברית; בבולונג (Bulong) שבמדינת אוסטרליה המערבית באוסטרליה; באג'מר (Ajmer) בראג'סטאן שבהודו; בפלאבורווה (Phalaborwa) בטרנסוואל שבדרום אפריקה; במסיב קובדור בחצי האי קולה שברוסיה; וכן במקומות בהם כורים אותו באופן מסחרי: במכרה נאמקהארה (Namekhara) שבאוגנדה, בסין, בברזיל, בשוודיה, בקנדה ובזימבאבווה. Deer, W.A., R.A. Howie, and J. Zussman Rock-forming minerals, v. 3, sheet silicates, Pages 246-257, 1963 אתר WebMineral אתר Mineral Galleries אגודת הוורמיקוליט ורמיקוליט, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית) פרויקט RRUFF Vermiculite Mindat Geological Overview