L’amianto (o asbesto) non è un minerale ma un nome commerciale riferito ad un gruppo di minerali costituito da silicati  fibrosi. La definizione di amianto deriva dall’Igiene Industriale. Sono noti numerosi minerali con morfologia fibrosa, molti dei quali possono essere presenti in associazione con l’amianto.

Il D.Lgs. n°81/2008 (“Attuazione dell'articolo 1 della legge 3 agosto 2007, n. 123, in materia di tutela della salute e della sicurezza nei luoghi di lavoro”), all’art. 247 (Definizioni) designa col termine amianto i seguenti silicati fibrosi:

  1. l'actinolite d'amianto;
  2. la grunerite d'amianto (amosite);
  3. l'antofillite d'amianto;
  4. il crisotilo;
  5. la crocidolite;
  6. la tremolite d'amianto.

Il silicio è il secondo elemento della crosta terrestre  in ordine di abbondanza (26.3 %) dopo l’ossigeno. I silicati costituiscono oltre il 90 % della crosta terrestre e sono costituiti dalla combinazione dell’unità base tetraedrica [SiO4 ]4-

silicio tetraedro ridtetraedro rid

L’amianto di serpentino, o crisotilo,  si trova nelle serpentine o serpentiniti, prodotti di trasformazione di rocce ultrafemiche come le peridotiti. Queste rocce rappresentano lembi di crosta oceanica e prendono comunemente il nome di ofioliti o pietre verdi. Il termine deriva dal greco ophis (serpente) e lithos (roccia) in riferimento ai componenti serpentinosi delle serie ofiolitiche che presentano, lungo alcune superfici di frattura, un colore verde perlaceo e una struttura superficiale simile a quella della pelle di alcuni rettili. Un esempio è mostrato nella foto seguente dove si può osservare in dettaglio la superficie di un serpentinoscisto. Si tratta di una roccia dalla grana estremamente fine costituita dall’intima associazione tra serpentino (di colore verde mela) e magnetite (nera) disposti su livelli (piani di scistosità) molto vicini ed intensamente piegati tra loro. Al tatto si presenta tipicamente liscia ed untuosa.

Serpentinoscisto. Provenienza: vallone dell’Urtier
(Parco geologico di Lillaz).

Queste rocce sono spesso utilizzate come materiali inerti e dall’industria dei lapidei agglomerati. Le elevate caratteristiche meccaniche delle serpentiniti, ove non laminate, le rendono inoltre particolarmente idonee alla produzione di granulati per massicciate stradali e ferroviarie (ballast). Le serpentiniti brecciate e ricementate da carbonato (oficalciti), se dotate di compattezza (assenza di fratture e microfratture) e di lucidabilità sono utilizzate come pietre ornamentali (“marmi verdi”). I minerali primari di queste rocce, costituite essenzialmente da olivina (un nesosilicato) e pirosseno (un inosilicato), si sono successivamente trasformati in minerali secondari appartenenti al gruppo del serpentino (fillosilicati o silicati a foglia) a seguito di un tipico processo metamorfico detto processo di serpentinizzazione. Le peridotiti così trasformate prendono il nome di serpentine se tali trasformazioni hanno interessato tutta o gran parte della roccia. L’olivina (Mg,Fe2+)2SiO4, detta anche peridoto, è costituita da soluzioni solide tra Mg2[SiO4] (forsterite) e Fe2[SiO4] (fayalite). Il processo di serpentinizzazione, che produce lizardite, antigorite o crisotilo dall’olivina d’origine, è rappresentato schematicamente dalle reazioni seguenti:

Le serpentine che si sono così formate possono subire, a loro volta, un progressivo metamorfismo. Ad esempio, in presenza di anidride carbonica si possono formare il talco e la magnesite:

e può verificarsi un successivo processo di serpentinizzazione rappresentato dalla reazione seguente:

 

La tremolite è un anfibolo calcico (come l’actinolite) che può essere associato al crisotilo nelle serpentine Si forma, ad esempio, per reazione tra il serpentino e il diopside (pirossene calcico):

Considerando anche l’aspetto strutturale gli anfiboli possono essere visti come un termine di passaggio fra i pirosseni e le miche.

Le formule generali che si possono assegnare a questi minerali sono:

 

Sommando le formule generali dei pirosseni e delle miche si ottiene la formula generale degli anfiboli. Gli schemi dei collegamenti bidimensionali di tetraedri nei pirosseni, negli anfiboli e nelle miche  sono riportati qui di seguito:

 

Nei silicati aventi, in genere, una struttura complessa vi è la possibilità di ampie sostituzioni isomorfe. Nel nostro caso quattro posizioni cationiche e l’ossidrile rendono agevoli le sostituzioni:

  •     la posizione Z è occupata da cationi a coordinazione tetraedrica (generalmente il silicio ma anche l’alluminio e il Fe3+);
  •     la posizione X è occupata da cationi medio-grandi (Na+, Ca2+, Fe2+, Mg2+, ecc.) a coordinazione 8;
  •     la posizione Y è occupata da cationi medio-piccoli (Mg2+, Fe2+, Fe3+, ecc.) a coordinazione ottaedrica;
  •     la posizione W è occupata da cationi grandi (Na+, K+) a coordinazione 6 o 12 che possono o meno essere presenti.

I cationi necessari per l’elettroneutralità della struttura trovano quindi posto fra le catene. I cationi specifici, od anche le loro cariche, non hanno importanza purché la carica positiva totale sia sufficiente a raggiungere l’elettroneutralità.

Le interazioni tra gli atomi sono di natura elettromagnetica ma i legami covalenti sono più forti di quelli elettrostatici. Per tale motivo il legame lungo la catena è assai più forte del legame tra le catene che sono legate assieme dai cationi interposti. A causa delle resistenze delle catene [Si4O11]6-negli anfiboli, e anche a causa della relativa debolezza delle forze di natura elettrostatica (prive di forti proprietà direzionali) che agiscono fra le catene stesse attraverso gli ioni metallici, questi minerali subiscono più facilmente frattura lungo una direzione parallela alle catene. Questo è, infatti, quanto avviene in modo molto evidente  in vari minerali di asbesto.

Fibre di tremolite osservate al microscopio elettronico.

Il serpentino è costituito da doppi strati T-O: gli strati tetraedrici [SiO4]4- (strati T) si saldano con strati di ottaedri Mg(OH)6 (strati O). Ma nel pacchetto T-O i due strati non si sovrappongono perfettamente perché lo strato tetraedrico ha dimensioni leggermente minori. Per questo motivo nel crisotilo si ha una disposizione curva degli strati con formazione di bacchette o cilindri cavi allungati secondo una direzione: in questo modo i due strati combaciano perfettamente. Gli strati sono legati assieme da forze di van der Waals (di natura elettrostatica ed a corto raggio) e da legami a idrogeno. Il diametro medio di una bacchetta o cilindro cavo (singola fibrilla di crisotilo) è di circa 25 nm ( 25 nm = 0.025 µm).

Anche nel serpentino si hanno ampie possibilità di sostituzioni isomorfe e tutte queste sostituzioni possono essere rappresentate mediante la seguente formula cristallochimica generale:

(Mg3-x-yRx2+ Ry3+)(Si2-yRy3+) O5(OH)4

dove:

R2+=Fe2+,Mn2+,Ni2+
R3+=Al3+,Fe3+
Ca2+,K+,Na+ = questi cationi possono essere il risultato di inclusioni accidentali di altri minerali.

Fra i vari ioni presenti nel crisotilo (e nei silicati in genere) un caso particolare è quello dell’allumino. Lo ione Al3+ può, infatti, sostituire in parte il silicio in coordinazione tetraedrica nei tetraedri [SiO4]4- e il magnesio in coordinazione ottaedrica perché il suo raggio ionico è prossimo a quello critico di separazione fra la coordinazione tetraedrica e quella ottaedrica. Per tale motivo l’alluminio può assumere entrambe giocando un doppio ruolo (non riconoscibile chimicamente) di sostituente del silicio e di normale catione.

La struttura interna dei minerali di amianto è tale che da ogni fascio di fibre si possono ottenere fasci più fini (cioè della stessa lunghezza ma di diametro più piccolo). Per questa caratteristica l’amianto si differenzia dai materiali fibrosi artificiali (man-made minerals fibres), come la lana di vetro o di roccia, che tendono invece a frammentarsi mediante rotture trasversali dando origine a fibre più corte, ma dello stesso diametro.

Lana di vetro (fibre amorfe) osservata al microscopio ottico.

Come abbiamo visto le serpentine hanno come costituente essenziale i minerali del gruppo del serpentino, tra i quali è di norma prevalente l’antigorite, o serpentino lamellare (mentre il crisotilo è la varietà fibrosa). In quantità variabile, ma sempre subordinata, possono essere presenti numerosi altri minerali:

  • altri silicati (clorite, olivina, diopside, talco, tremolite);
  • minerali metallici del ferro, cromo, nichel, cobalto (ossidi, solfuri, metalli nativi).

Si possono, inoltre, riscontrare anche idrossidi (brucite) e carbonati. Oltre alla vicarianza fra ioni si possono avere quindi inclusioni e/o associazioni di altri minerali  accresciutisi assieme al crisotilo nelle vene della roccia, anche in scala submicrometrica. Ovviamente tutti questi minerali non si trovano contemporaneamente nelle serpentiniti: il tipo di associazione mineralogica dipenderà dalle condizioni chimico-fisiche che esistevano durante il processo di serpentinizzazione.

Se gli accessori d’interesse industriale sono concentrati e in tenori e cubature significative si ha un giacimento minerario: associati alle serpentiniti si hanno così mineralizzazioni a minerali metallici (magnetite, cromite e più raramente minerali di nichel) e litoidi (amianto, talco, magnesite).

Nell’arco alpino occidentale le mineralizzazioni ad amianto in serpentiniti sono particolarmente diffuse però solo in alcuni casi esse sono presenti in quantità e tenori tali da avere importanza economica. La maggior parte dei minerali fibrosi presenti nel territorio valdostano è legata alle serpentiniti ofiolitiche della Zona Piemontese che si estende dall’Ossola alla Liguria Occidentale. Le serpentiniti sono concentrate in tre aree principali corrispondenti alla media Valle d’Aosta (massiccio del Monte Avic), alle Valli di Lanzo, alla Val di Susa e al Gruppo di Voltri (tra Genova e Savona), anche se esistono altri massicci ofiolitici. Le pietre verdi presenti nelle catene montuose sono presenti anche nelle pianure alluvionali originatesi per disgregazione delle montagne stesse nel corso delle ere geologiche. Nelle serpentiniti è generalizzata la presenza di amianto crisotilo e tremolite, anche se il tenore in fibre può essere molto variabile, dal 100 % in corrispondenza della vena di amianto pura, allo 0 % della roccia incassante che sta a fianco. In funzione dell’orientazione delle fibre di crisotilo rispetto alla vena se ne possono distinguere due tipi :

  • crisotilo tipo “cross”: le fibre di crisotilo sono perpendicolari alle pareti della vena, si hanno in genere fibre corte;
  • crisotilo tipo “slip”: le fibre di crisotilo sono parallele alle pareti della vena, si possono avere fibre anche molto lunghe (alcuni decimetri).

Può anche non esistere una orientazione preferenziale delle fibre.

Il crisotilo veniva estratto dai giacimenti piemontesi nella miniera a cielo aperto di Balangero (all’imbocco delle Valli di Lanzo, a Nord-Ovest di Torino).

 

L’Amiantifera  di Balangero - Visione dell’area di estrazione con i caratteristici gradoni  e il lago artificiale di 12 ettari che si è formato all’interno dell’imbuto.

 

Primo Levi, che ha lavorato all’Amiantifera, diceva che l’imbuto gli ricordava l’Inferno di Dante.
Anche in Valle d’Aosta era presente un giacimento (miniera di Settarme-Chassant, nel Comune di Emarèse). L’ex miniera di amianto si trova ad una altitudine di circa 1370 m s.l.m. La miniera è stata scoperta nel 1872 e coltivata, a fasi alterne, fino al 1970.

Da: Calvino F. , 1954 – Il giacimento di amianto a fibra lunga di Settarme (Valle d’Aosta) . In: L’Industria Mineraria, 5,  408-411.

Oltre al giacimento di crisotilo di Settarme-Chassant esisteva  un’altra a cava di amianto nel comune di Issogne, in località Favà.

Le fibre di crisotilo sono bianche, ondulate e dotate di una lucentezza sericea.

 

Fibre di crisotilo del Canada osservate al microscopio elettronico.

La presenza sul territorio di cave e miniere, di discariche di sterili, nonché la movimentazione di rocce e terreni contenenti amianto, può causare una dispersione nell’aria delle fibre eventualmente presenti.

Amianto di Serpentino (Crisotilo) – Provenienza: Colonna (Cogne)
Museo Regionale di Scienze Naturali – Castello di Saint-Pierre (AO).

                                                                                                                   Un vecchio cartello arrugginito che indica una cava di marmo verde.

 

Taglio di un grosso blocco di pietra con l’ausilio del filo diamantato (cava di marmo verde).

La maggior parte delle rocce presenti in Valle d’Aosta sono rocce metamorfiche originatesi in condizioni di elevate pressioni e temperature durante gli eventi di convergenza e collisione delle placche litosferiche europea ed adriatica. Dal punto di vista composizionale le rocce presenti in Valle d’Aosta possono essere distinte in due categorie generali: le rocce di derivazione continentale e le rocce di derivazione oceanica. Le prime hanno origine dai paleo-margini delle placche europea ed adriatica, le seconde invece derivano dall’antico oceano Ligure-Piemontese originariamente interposto tra le suddette placche.

Schema dell’assetto strutturale della Valle d’Aosta: in colore verde, nero e grigio sono rappresentate le rocce di derivazione oceanica; con gli altri colori sono mostrate le rocce di derivazione continentale (il paleo-margine adriatico è rappresentato in beige e con le diverse tonalità di lilla; il  paleo-margine europeo è rappresentato dall’azzurro, dal blu e dalle varie tonalità di rosso; in bianco sono delimitati i principali depositi gravitativi).

La Zona Piemontese con calcescisti e pietre verdi, rappresentata in verde e nero, affiora nella parte centrale della Valle d’Aosta. Le litologie presenti sono i calcescisti, rocce derivanti dal metamorfismo dei sedimenti di composizione terrigena-carbonatica dell’antico oceano Ligure-Piemontese, e da “pietre verdi” costituite in particolare da serpentiniti, prasiniti, metagabbri ed anfiboliti (rocce ultrabasiche e basiche). Dalla carta geologica si può notare che la distribuzione degli affioramenti di rocce serpentinitiche, rappresentati con il colore nero, non è omogenea. Esse sono maggiormente concentrate in corrispondenza del Mont Avic, della Valtournenche, della Val d’Ayas, della Valle di Champorcher e dell’alta Valle di Gressoney. Sono presenti anche altri affioramenti limitati nell’alta Valle di Cogne e nel Vallone di Ollomont. Anche nell’alta Val di La Thuile affiorano lembi di ofioliti.