פליגורסקיט

פליגורסקיט או גם אטאפולגיט הוא מינרל פילוסיליקטי - (סיליקט במבנה בצורת לוחיות), אחד מסוגי מינרלי החרסית. נוסחת המבנה הכימי של הפליגורסקיט היא (Mg,Al)2Si4O10(OH)•4(H2O). הפליגורסקיט מתגבש במערכת המונוקלינית, חבורת סימטריות נקודתית "מונוקלינית רגילה" 2 / m   {\displaystyle 2/m\ } , וחבורת סימטריות מרחבית C2/m. הפרמטרים של תא היחידה הם: Å‏a=12.78‏, b=17.86Å‏, c=5.24Å, וגודלה של זווית β הוא 95:78°. המבנה הפנימי של הפליגורסקיט, כמו של המינרלים בקבוצת המינרלים הפילוסיליקטיים, 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. הסוג השני הוא שכבה הבנויה מאוקטהדרונים (גופים בעלי שמונה מישורים) שבמרכזם אלומיניום ולעיתים מגנזיום המוקפים באטומים של חמצן או בקבוצת ההידרוקסיל (OH). בפליגורסקיט 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. הפליגורסקיט מסווג כמינרל חרסית הן משום שהוא מצוי בקרקע כמו מינרלי חרסית, והן משום שמאפייניו דומים למינרלי חרסית אחרים, אבל בניגוד למינרלי חרסית אחרים הוא יוצר גבישים גדולים יחסית. הגבישים דמויי כפיסים, פחוסים ומוארכים עד ס"מ אורך. המינרל מופיע גם בצורה סיבית, לרוב בצורת "עור הרים" (mountain leather, צורה המופיעה גם במינרלים אחרים כדוגמת טרמוליט ואקטינוליט), צורה מיוחדת שבה סיבי הפליגורסקיט יוצרים מארג הדומה בצורה ובתחושה לפיסת לבד שלפעמים צמודים אליו גבישי קלציט שנראה כאילו נארגו לתוך מרקם הבד כמו חרוזי זכוכית, כמו כן כמסה חסרת צורה. לפליגורסקיט יש פצילות טובה בכיוון אחד ({110}). הקשיות של המינרל נמוכה, 2.5-2 בסולם מוס. משקלו הסגולי הממוצע 2.15 גרם לסמ"ק. אופטית המינרל הוא דו-צירי שלילי. מקדמי השבירה של הפליגורסקיט הם: nα=1.522-1.528‏, nβ=1.530-1.546‏ ו-nγ=1.533-1.548. גבישי הפליגורסקיט שקופים למחצה, צבעם בדרך כלל הוא בגוונים של לבן, סגול בהיר עד אפרפר, צהבהב וירוק-אפור. בשקף מנוסר הפליגורסקיט חסר צבע. הברק של הפליגורסקיט הוא שעוותי, אדמתי, משיי עד עמום. הפליגורסקיט ניחן בפליאוכרואיזם (עד כמה משתנה צבע המינרל בהתאם לזווית בה מסתכלים בו) בסוגים הצבעוניים יותר, הגוון של המינרל מזווית אחת (X) הוא צהוב חיוור וצהוב-ירוק חיוור מזוויות אחרות (Y ו-Z). המינרל נתגלה לראשונה ב-1862 במכרה סמוך לנהר פופובקה, ליד פליגורסקייה במחוז פרם שבהרי אורל שברוסיה. הדוגמית הראשונה מצויה כיום במכון המכרות שבסנקט פטרבורג שברוסיה. המינרל קרוי על שם המקום בו נתגלה לראשונה. המינרל קרוי גם אטאפולגיט על שם העיירה אטאפולגוס בקצה הדרום מערבי של מדינת ג'ורג'יה שבארצות הברית, שם המינרל נפוץ. פליגורסקיט היה רכיב מרכזי בפיגמנט (יחד עם תמצית מהצמח Indigofera suffruticosa) הקרוי "כחול מאיה", שבו נעשה שימוש בקדרות, פיסול, ציורי קיר ובייחוד באריגי המאיה של תרבות המאיה באמריקה התיכונה. המאיה גם עשו שימוש במינרל כתרופה למחלות מסוימות וכתוסף לחימר שממנו יצרו את כלי הקדרות. המקור לפליגורסקיט באזור בו שכנו בני המאיה לא היה מוכר עד שנות ה-60 של המאה ה-20 כאשר הוא נתגלה בסנוטה (בורות טבעיים המלאים בדרך כלל במים) בחצי האי יוקטן סמוך לעיירה סקלום (Sacalum). אתר אפשרי נוסף נתגלה בשנת 2005 סמוך לטיקול (Ticul) ביוקטן. הפיגמנט המלאכותי "מאיה כחול" יוצר גם באזורים אחרים של אמריקה התיכונה ונעשה בו שימוש גם בתרבויות אחרות, כדוגמת האצטקים של מרכז מקסיקו. צבע כחול זה המופיע בקודקסים של המאיה ושל האצטקים, ובכתבי יד מתחילת התקופה הקולוניאלית, יוצר בעיקר על ידי תערובת של עלי Indigofera suffruticosa יחד עם פליגורסקיט, עם תוספת של כמויות קטנות של מינרלים אחרים. קורבנות אדם בפולחנים נצבעו לעיתים קרובות בפיגמנט כחול זה. הפליגורסקיט הוא אחד הסוגים של תערובת החרסיות המשמשת לטיהור שמנים מן החי והצומח הקרויה באנגלית fuller's earth (אדמת פולר). ארצות הברית היא היצרן העולמי העיקרי של חומר זה (כ-70% מהתפוקה העולמית). פליגורסקיט (או ליתר דיוק האטאפולגיט) נכרה באזור העיירה אטאפולגוס בקצה הדרום מערבי של מדינת ג'ורג'יה. חרסיות אטאפולגיט המצויות במחוז מיגס-קווינסי (Meigs-Quincy) הם קבוצות של חלקיקי פליגורסקיט שאורכן בין 2 ל-3 מיקרון וקוטרן פחות מ-30 אנגסטרם. החבילות מוקפות במארג של חרסיות סמקטיט המסוגלות להתנפח מעט. חרסית אטאפולגיט היא תרכובת של מינרלים מקבוצת הסמקטיט עם פליגורסקיט. המינרלים בקבוצת הסמקטיט הם חרסיות שהסריג שלהם יכול להתרחב במים. הבנטוניט הוא השם הקיבוצי המוכר ביותר למינרלים מקבוצה זו. מרכיב הפליגורסקיט בתערובת זו מופיע כגבישים דקים דמויי מחטים שאינם מתנפחים או מתרחבים במים. אטאפולגיט יוצר מבנים של ג'ל במים מלוחים או מתוקים על ידי יצירת מבנה סריגי של חלקיקים הקשורים בקשרי מימן. שלא כמו הבנטוניט, האטאפולגיט יוצר מבנה ג'ל גם במים מלוחים ונעשה בו שימוש בבוץ קידוח עבור קידוחים בתצורות ספוגות במלח. ניתן להתייחס אל חלקיקי הפליגורסקיט כחלקיקים טעונים במטענים שליליים וחיוביים. הקשר שבין מטענים מתחלפים אלו המאפשר להם ליצור תרחיפים של ג'ל במים מתוקים ומלוחים. עיבוד החרסיות כולל כריית המינרל במכרה פתוח, יבוש וטחינה של החרסית הגולמית ומיון בהתאם לגודל הגרגירים המבוקש שממנו נגזר טווח צמיגות הג'ל בהתאם למטרות השימוש. החומר נשלח בצובר ברכבות או באוניות או בשקים. לחרסיות אטאפולגיט מיובשות יש מגוון רחב מאוד של שימושים העושים שימוש בתכונות יצירת תרחיפים, חיזוק והדבקה שלהן: צבעים, חומרי איטום, חומרי הדבקה, זרזים, דישון בתרחיף, מעכבי בערה, ציפויים בתנורי יציקה, תרחיפים של מזון לבעלי חיים ומסננים כימיים. לאטאפולגיט יש גם שימוש רפואי נרחב בתרופות נגד שלשול. אקטיג'ל 208 הוא שם מסחרי לצורה טהורה של אטאפולגיט שבה זוכך הפליגורסקיט באמצעים מכניים וכימיים לחלקיקים באורך 2 מיקרון וקוטר של 30 אנגסטרם. כשכל החלקיקים בתערובת שאינם הפליגורסקיט נופו מהתערובת. חומר טהור זה מסוגל לשנות את הצמיגות ואיכות התרחיף של חלקיקים בתערובת דלילה של מוצקים במגוון רחב של שימושים כמו בקרמיקה, זרזים, בטון, חומרי איטום, חומרי הדבקה ומוצרים פלסטיים. הוא פועל כדבק בטמפרטורות גבוהות בין חומרים שקשה מאוד בדרך אחרת להדביק ביניהם. פליגורסקיט מצוי במרבצים הידרותרמיים. הוא נוצר מבלייה של מינרלים סיליקטיים המכילים מגנזיום בקרקעות או בסלעי משקע. הפליגורסקיט מצוי גם כמרכיב חרסיתי בקרקעות, ולעיתים קרובות לאורך העתקים. הפליגורסקיט הוא מינרל נפוץ. מקומות בהם ניתן למצוא את המינרל כוללים את פליגורסקייה במחוז פרם שבהרי אורל שברוסיה (שם נמצא המינרל לראשונה); סמוך לעיירה אטאפולגוס במחוז דקטור (Decatur) בקצה הדרום מערבי של מדינת ג'ורג'יה, סמוך לערוץ ספילו (Sapillo Creek) במחוז גרנט (Grant) במדינת ניו מקסיקו, בסכר ניו מלונס (New Melones Dam) במחוז קלווארס (Calaveras) בקליפורניה, ובגוסטבוס (Gustavus) ארכיפלג אלכסנדר באלסקה שבארצות הברית; באיי שטלנד שבבריטניה; בטפראוט שבמרוקו; ובמרבץ היידרבד באנדרה פרדש שבהודו. בישראל אותרו שני מקומות בהם ניתן למצוא פליגורסקיט: בהרי עירא שם מצוי פליגורסקיט בתכולה גבוהה בשכבת פצלים שעוביה מטר עד מטר וחצי, ובנחל בוקר - נחל הרועה שם מצוי פליגורסקיט בתכולה שנעה בין כ-70% ל-95% בשכבת פצלים שעובייה נע בין מטר ל-7 מטרים. ARNOLD, DEAN E. (2005). "Maya Blue and Palygorskite:A second possible pre-Columbian source". Ancient Mesoamerica 16: 51–62 ARNOLD, DEAN E.; and BRUCE F. BOHOR (1975). "Attapulgite and Maya Blue: an Ancient Mine Comes to Light". Archaeology 28 (1): 23–29. HAUDE, MARY ELIZABETH (1997). "ldentification and Classification of Colorants Used During Mexico's Early Colonial Period". The Book and Paper Group Annual 16. ISSN 0887-8978 פליגורסקיט, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית) אתר WebMineral אתר Mindat אתר Mineral Galleries פרויקט rruff Christ, C.L., J.C. Hathaway, P.B. Hostetler, and A.O. Shepard, Palygorskite: new X-ray data, מקור: American Mineralogist‏, 1969, כרך 54 עמ' 205-198 The rare blue the mayans invented - מאתר ה-BBC פרויקט rruff אתר Mindat ראו תמצית של Arnold‏ (2005) Haude‏ (1997) Arnold and Bohor‏ (1975) כפי שצוטטו ב-Haude‏ (1997). לרשימה המלאה ניתן להיעזר בקישור לאתר Mindat. עמית שגב, משה שירב (שורץ) וחנה נצר- כהן, פוטנציאל חומרי הגלם המינרליים לתעשייה ולהפקת אנרגיה בישראל