title-icon
Яндекс.Метрика
» » Группа апатита

Группа апатита

В группу апатита входят минералы, состав которых можно выразить общей формулой A5Z[XO4]3, где А — Ca, Pb; Z — Cl-, F- и (OH)-; X — Р, As и V. Из минералов этой группы мы рассмотрим апатит, миметезит и ванадинит, химический состав которых приведен в табл. 98, а главные физические свойства — в табл. 99.


В структурном отношении минералы описываемой группы принадлежат к типу апатита.
Апатит представляет собой минеральный вид переменного состава — Ca2Ca3(F, Cl, OН)[РO4]3, изменяющегося от фтористой разности фторапатита — Ca2Ca3F[PO4]3 до гидроксильной разности гидроксилапатита — Са2Са3(OН)[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 Ca — редкими землями (до 12%), Sr (до 11,5%), Y (до 10,6%), Mn и др. Радикалы [PO4] могут замещаться группами [AsO4], [SO4], [SiO4], а также плоскими группами [CO3] с образованием карбонатапатита (известен под местными названиями — далит, подолит, франколит, штаффелит, курскит, гроднолит и др.).
Сингония — гексагональная, вид симметрии — гексагонально-бипирамидальный — C6h — 6L3/m(L6PC). Структурная ячейка содержит 2 единицы. Для фторапатита а0 = 9,38, c0 = 6,86, а0: с0 = 1 : 0,731. Пространственная группа — C6h2 — P63/m.
Кристаллическая структура. В основе структуры апатита лежат изолированные фосфорнокислородные тетраэдры (рис. 279, 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 СаII — в семерной 60 + 1F(OH). Отношение CaI : СаII = 2:3.
Ионы Ca образуют параллельно оси с непрерывные цепочки (колонки), в которых каждый ион кальция связан с девятью ионами кислорода (рис. 279, 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. Для породообразующих апатитов характерны игольчатые кристаллы, реже наблюдаются кристаллы короткостолбчатого и таблитчатого облика (см. рис. 35). 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 {1011}, нередко — плоскостью пинакоида {0001} или пинакоида и бипирамиды. Значительно распространены зернистые, плотные, тонкокристаллические, иногда поперечножилковатые 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. Цвет апатита разнообразен, чаще 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. 99.
Диагностические признаки апатита — призматический габитус кристаллов. Главные линии на рентгенограммах: 2,798; 2,702; 1,838 (для фторапатита); 2,764: 1,954: 1,840 (для хлорапатита). Растворяется в кислотах. П.п.т. плавится с трудом. Порошок, смоченный H2SO4, 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 Ca3(PO4)2 или гидроксилапатита с CaF2 или CaCl2, нагреванием Ca3(PO4)2 с NaCl и H2O в запаянной трубке при температуре 250° С и другими способами.
Образование и месторождения. 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 желваковидные.
Вторичные фосфориты образуются при механическом переотложении и накоплении уже сформированных фосфоритов, чаще всего желваковидных.
Среди континентальных месторождений фосфоритов наблюдаются метасоматические (переотложенные химическим путем) и остаточные (образованные из остатков животных организмов и гуано). Крупные месторождения фосфоритов имеются в Алжире и Марокко, а в 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, а также в Приднестровье (Жванское месторождение в Хмельницкой области, Незвиское месторождение в Ивано-Франковской области).
Практическое значение. Апатит широко используется для изготовления минеральных удобрений (суперфосфата), а также в химической промышленности для получения чистого фосфора и фосфорной кислоты.
Миметезит представляет собой минеральный вид переменного состава — Pb2Pb3Cl[(As, Р)O4)3, изменяющегося от крайнего мышьяковистого члена собственно миметезита — Pb7Pb3Cl[ASO4] до крайнего фосфористого члена пироморфита — Pb2Pb3Cl[PO4]3. Название получил от греч. слова миметес —подражатель (благодаря сходству с пироморфитом), а пироморфит от греч. пир — огонь и морфе — форма (шарик сплавленного минерала при охлаждении приобретает кристаллическую форму).
Химический состав приведен в табл. 98. Содержит примеси Ca, Ba, V5+ (до 4,1%) и Cr.
Сингония гексагональная, вид симметрии — гексагонально-бипирамидальный — C6h — 63/m(L6PC). Структурная ячейка содержит 2 единицы; а0 = 9,97 — 10,38, b0 = 7,33—7,54, c0 = 7,33—7,54. Пространственная группа — C6h2 — Р63/m.
Агрегаты и габитус. Миметезит встречается в виде кристаллических друз и отдельных кристаллов призматического габитуса (рис. 280). Иногда наблюдаются игольчатые и короткопризматические (боченковидные) кристаллы. Минерал образует также коробочки и сплошные зернистые агрегаты. Главные формы {0001}, {1010}, {1120} и др.

Физические свойства. Цвет миметезита светло-желтый и оранжево-желтый. Цвет черты почти белый. Пироморфит зеленого цвета различных оттенков — от светлого желтовато-зеленого до довольно темного травяно-зеленого. Иногда встречаются кристаллы светло-желтого, желтовато-белого и фиолетово-бурого цвета. Некоторые разности пироморфита окрашены хромом в ярко-красный или оранжево-желтый цвета. Цвет черты белый, иногда желтоватый. Блеск алмазный, жирный. Излом раковистый. Спайность отсутствует. Твердость, плотность и оптические свойства приведены в табл. 99.
Диагностические признаки миметезита — химический состав. Главные линии на рентгенограммах: 3,05; 3,001; 1,094. В соляной и серной кислотах растворяется с выделением труднорастворимых осадков PbSO4 и PbCl2. П. п. т. сплавляется в королек свинца, выделяя пары As2O3 с чесночным запахом.
Пироморфит отличается химическим составом. Главные линии на рентгенограммах: 2,92; 1,520; 1,486. Растворяется в NHO3 и в KOH (если не содержит кальция). П. п. т. легко сплавляется в королек, который после -охлаждения приобретает форму многогранника. На угле дает желтый налет PbCl2.
Отличие от сходных минералов. Пироморфит похож на апатит, однако имеет иную плотность и алмазный блеск. От миметезита и ванадинита пироморфит часто можно отличить только химическим путем.
Искусственное получение. Искусственно пироморфит получен путем охлаждения расплава фосфата свинца с избытком PbCl2 и при нагревании их с водяным паром в запаянной трубке.
Образование и месторождения. Пироморфит — типичный экзогенный минерал, возникающий в зоне окисления свинцовых месторождений. Здесь он часто образует псевдоморфозы по галениту, причем замещение начинается во внутренних частях кристаллов. Наблюдаются также псевдоморфозы пироморфита по церусситу. По пироморфиту известны псевдоморфозы галенита, апатита, халцедона и бурых железняков. Обычно пироморфит находится в ассоциации с галенитом, англезитом, вульфенитом, ванадинитом и каламином. Иногда как эндогенный минерал он встречается в низкотемпературных жилах. Пироморфит известен в кварцевых жилах Баварии и Саксонии, а также в Березовском месторождении на Урале, в ряде мест Забайкалья (Шилкинское и Зерентуйское месторождения), в месторождении Кизил-Эспе в Казахстане и т. д. Хорошие образцы встречены в ряде месторождений Пенсильвании в США (Уитлей, Эктон).
Миметезит образуется в тех же условиях, что и пироморфит. Известны отдельные находки миметезита в низкотемпературных месторождениях (Лилли в Боливии). Миметезит встречается в месторождениях Восточного Забайкалья (Трехсвятительское, Спасское, Кадаинское), Казахстана (Кизыл-Эспе), а за границей — в Мексике (Чиуауа) и США (Тинтик в штате Юта). Крупные, хорошо образованные кристаллы найдены в месторождении Тсумеб в Юго-Западной Африке.
Практическое значение. Вместе с другими свинцовыми минералами используются как свинцовая руда (пироморфит).
Ванадинит — Pb2Pb3Cl[VO4]3. Получил название по содержанию ванадия.
Химический состав приведен в табл. 98. В незначительных количествах иногда содержит P2O5 и As2O5.
Сингония — гексагональная, вид симметрии — гексагонально-бипирамидальный — C6h — 63/m(L6PC). Структурная ячейка содержит 2 единицы; a0 = 10,49, c0 = 7,44; a0 : c0 = 1 : 0,709. Пространственная группа — C6h2 — P63/m.
Агрегаты и габитус. Ванадинит образует друзы, кристаллические корочки, отдельные кристаллы и почковидные скопления с волокнистым строением. Кристаллы имеют призматический габитус (см. рис. 280) с развитием граней призмы (1010), бипирамиды (1011) и пинакоида (0001). Иногда отмечаются пещерные кристаллы в виде полых призм.
Физические свойства. Цвет ванадинита желтый, бурый, иногда красный. Цвет черты белый или бледно-желтый. Блеск алмазный, жирный. Спайность отсутствует. Излом неровный. Твердость, плотность и оптические свойства приведены в табл. 99.
Диагностические признаки ванадинита — химический состав. Главные линии на рентгенограммах: 3,37; 3,04; 2,985. Легко растворяется в HNO3, образуя желтый раствор, а также в HCl с образованием зеленого раствора и осадка PbCl2. П. п. т. легко плавится. В закрытой трубке растрескивается и дает незначительное количество сублимата PbCl2.
Искусственное получение. Ванадинит получен медленным охлаждением сплавов ванадата свинца с избытком PbCl2 при температуре приблизительно 900° С и нагреванием ванадата алюминия и хлористого свинца с избытком хлористого аммония в закрытой трубке при температуре около 180° С.
Образование и месторождения. Ванадинит — редкий минерал, он возникает в зоне окисления свинцовых месторождений в той же ассоциации, что и пироморфит. Хорошо образованные кристаллы ванадинита встречены в месторождениях Сулейман-Сай (Южный Казахстан), Брокен-Хилл (Замбия) и Ламентос (Мексика).
Практическое значение. Значительные скопления ванадинита используются как важная ванадиевая руда.