Апатит это минерал, сложное неорганическое вещество, в состав которого входят: кальций Са, фосфор Р, водород Н и кислород О, в зависимости от переменного состава фтор F, хлор Сl.
Входит в группы фосфатов и апатита, например миметезит и ванадинит, в которую входят минералы, состав которых можно выразить общей формулой A5Z[XO4]3.
Где А — Са, Pb; Z — Сl—, F— и (ОН)—; X — Р, As и V.
Из минералов этой группы мы рассмотрим апатит, миметезит и ванадинит,
В структурном отношении минералы описываемой группы принадлежат к типу апатита.
Что такое минерал апатит
Апатит представляет собой минеральный вид переменного состава — Ca2Ca3(F, Сl,ОН)[РO4]3, изменяющегося от фтористой разности фторапатита — Ca2Ca3F[PO4]3 до гидроксильной разности гидроксилапатита — Са2Са3(ОН)[РO4]3.
Название происходит от греч. слова апатао — обманываю (раньше его принимали за другие минералы сходного габитуса — берилл, турмалин и др.).
Гидроксил и фтор апатитов могут замещаться хлором с образованием разности, называемой хлорапатитом, а Са — редкими землями (до 12%), Sr (до 11,5%), Y (до 10,6%), Мn и др.
Радикалы [РO4] могут замещаться группами [AsO4], [SO4], [SiO4], а также плоскими группами [СO3] с образованием карбонатапатита (известен под местными названиями — далит, подолит, франколит, штаффелит, курскит, гроднолит и др.).
Сингония — гексагональная, вид симметрии — гексагонально-бипирамидальный — С6h — 6L3/m(L6PC). Структурная ячейка содержит 2 единицы.
Для фтор апатита а0 = 9,38, с0 = 6,86, O0 : с0 = 1 : 0,731. Пространственная группа — С26h — Р63/т.
Кристаллическая структура
В основе структуры апатита лежат изолированные фосфорнокислородные тетраэдры (рис, а), которые объединяются с помощью кальция.
Ионы кальция занимают два рода положений: CaI — на тройных осях и СаII — в зеркальной плоскости симметрии. CaI — находится в девятерной координации кислорода, а Сац — в семерной 6O + 1F(OH). Отношение CaI : СаII= 2:3.
Ионы Са образуют параллельно оси с непрерывные цепочки (колонки), в которых каждый ион кальция связан с девятью ионами кислорода (рис, б).
Такие цепочки соединяются друг с другом с помощью тетраэдров [PO4].
Агрегаты и габитус. Апатит встречается в виде кристаллических агрегатов, друз и отдельных кристаллов призматического габитуса.
Физические свойства минералов группы апатита
Для породообразующих апатитов характерны игольчатые кристаллы, реже наблюдаются кристаллы короткостолбчатого и таблитчатого облика .
Отдельные кристаллы апатита достигают одного метра в длину и весят свыше 160 кг (один из таких кристаллов хранится в Минералогическом музее Львовского университета).
Кристаллы апатита чаще всего вытянуты по главной оси; господствующими являются плоскости призмы {1010}. Часто кристалл заканчивается бипирамидой {110}, нередко — плоскостью пинакоида {0001} или пинакоида и бипирамиды.
Значительно распространены зернистые, плотные, тонкокристаллические, иногда поперечно-жилковатые и землистые образования апатита.
Скопления апатита в осадочных породах называют фосфоритами. Это шарообразные скорлуповатые агрегаты с радиальным строением, а также тонкозернистые или плотные конкреции, желваки обычно ассоциирующие с глауконитом.
Конкреции апатита часто содержат значительные примеси вмещающих пород.
Отмечаются ориентированные срастания апатита с рутилом и монацитом, а также зональные кристаллы с зонами разного химического состава.
Физические свойства апатита
Цвет апатита разнообразен, чаще апатит минерал бывает голубого, зеленого и фиолетового цвета, иногда совсем бесцветный.
Блеск стеклянный, на изломе жирный. Спайность несовершенная по (0001), по ней часто развивается отдельность. Твердость, плотность и оптические свойства приведены в табл.
Как определить апатит
Главные линии на рентгенограммах: 2,798; 2,702; 1,838 (для фторапатита); 2,764: 1,954: 1,840 (для хлорапатита). Растворяется в кислотах.
Применение паяльной трубки: плавится с трудом, порошок, смоченный в серную кислоту H2SО4, окрашивает пламя в голубовато-зеленый цвет.
Отличие от сходных минералов. Апатит можно спутать с кристаллами берилла, от которых он отличается меньшей твердостью.
Искусственное получение. Апатит получен сплавлением Са3(РО4)2 или гидроксилапатита с CaF2 или СаСl2, нагреванием Са3(РО4)2 с NaCl и Н2О в запаянной трубке при температуре 250° С и другими способами.
Образование
Главные промышленные типы месторождений апатита связаны с магматическими процессами, в результате которых апатит концентрируется в изверженных горных породах, преимущественно в сиенитах.
В этих случаях он часто ассоциирует с железными рудами (месторождение Кирунаваара в Швеции, гора Высокая на Урале).
Исключительный интерес представляют месторождения апатита магматического происхождения, связанные со щелочными изверженными породами.
Из них самым крупным в мире является Хибинское месторождение на Кольском полуострове. Меньшее значение имеет апатит, возникший пневматолитовым путем на контактах, а также в жилах.
К этому типу следует отнести месторождения Люлю-Коп в Трансваале и Слюдянку в Забайкалье.
Месторождения фосфоритов формируются в морских бассейнах и на континентах и встречаются во всех отложениях от кембрийских до третичных.
Они продолжают формироваться и в настоящее время. Морские фосфориты могут быть первичными, вторичными и сложенными из остатков животных организмов.
Первичные морские осадочные фосфориты возникают в результате химических процессов и по условиям залегания делятся на пластовые и желвако-видные.
Вторичные фосфориты образуются при механическом переотложении и накоплении уже сформированных фосфоритов, чаще всего желвако-видных.
Среди континентальных месторождений фосфоритов наблюдаются метасоматические (переотложенные химическим путем) и остаточные (образованные из остатков животных организмов и гуано).
Месторождения
Крупные месторождения фосфоритов имеются в Алжире и Марокко, а в бывшем Советском Союзе — в Каратау (Южный Казахстан).
Московской, Кировской и Куйбышевской областях (Вятско-Камское и Егорьевское месторождения), в Днепровско-Донецкой впадине, являющейся одним из крупнейших фосфоритоносных районов Украины.
А также в Приднестровье (Жванское месторождение в Хмельницкой области, Незвиское месторождение в Ивано-Франковской области).
Применение апатита
Апатит широко используется для изготовления минеральных удобрений (суперфосфата), а также в химической промышленности для получения чистого фосфора и фосфорной кислоты.
Применяется коллекционерами, а также в учебных заведениях как образец минерала.