Перейти к основному содержанию

Состав апатита химический формула разновидности фото

Апатит наиболее распространенный минерал класса фосфатов. Встречается в качестве акцессорного минерала почти во всех типах горных пород.

Состав апатита
Фтор-апатит вторичный фосфат. Каратау. Фосфоритоносный бассеин

Химический состав апатита

Фторапатит, хлорапатит и гидроксилапатит соответствуют формуле Ca5(PO4)3(F, Сl, ОН). При этом F, Сl и ОН могут взаимно замещаться, образуя непрерывную серию между существенно чистыми конечными членами. К разновидности фторапатита относятся члены данной серии с F > Сl или ОН, хлорапатит имеет Cl > F или ОН, гидроксилапатит - ОН > F или Сl. Иногда в качестве существенной составной части находят небольшие количества СO2, который приводит к образованию карбонатистых разновидностей. Механизм колебаний в составе минералов этого типа явился предметом многих исследований. Он, повидимому, включает замещение (РO4) на группы (СO3OН), и общая формула может быть написана в виде Ca6(P1-x CxO4-x OHx)3(F, Сl, ОН). Замещение Р на С может быть также компенсировано электростатически посредством одновременного замещения Са на ионы щелочных металлов; высказывалось также мнение о замещении Са на С. Сравнительно высоко карбонатистые разности отмечают специальным названием карбонат-матит. Предельный состав, до которого это название может применяться, до сих пор еще точно не установлен; здесь это название Употребляется для материала, у которого СO3 > F, Сl или ОН, считая в молекулярных процентах. Некоторые анализы карбонат-апатита приближаются к формуле Са10(РО4)6(СО3) • Н2O


Известен также другой тип колебаний в составе. Mn" может замещать Са до отношения, по меньшей мере, Mn : Са == 1 : 5,7  (10 весовых процентов MnO), особенно у фторапатита из гранитных пегматитов. Редкие земли, главным образом Се, часто присутствуют, замещая Са, особенно у апатита из щелочных изверженных пород, но лишь изредка в количествах, поддающихся оценке. Sr иногда замещает Са с отношением Sr: Са = 1 : 8,8, но обычно отсутствует. Mg в апатите встречается редко и лишь в очень небольших количествах. Щелочные металлы в обычном апатите присутствуют лишь в следах, хотя они могут присутствовать в больших количествах в изоструктурных и, вероятно, изоморфных силикатофосфатах. (SiO4) и (SO4) встречаются в апатите замещающими (РO4), хотя обычно отсутствуют или присутствуют только в следах. Замещение Р на Si компенсируется электростатически путем сопутствующего замещения Р на S или Са" на Na. (AsO4) может замещать (РO4), и серия, вероятно, простирается до швабига (и ферморита); обычно As отсутствует. Сообщалось о нахождении в мочевых камнях сульфидного А., у которого две группы ОН замещены ионом S". Небольшие количества Аl, Cr'", и Fe"', повидимому, могут входить в апатит, образуя твердый раствор. Заявлялось или постулировалось существование соединения Са10(РО4)6О, так называемого вёлькерита или оксиапатита. Однако структурные соображения и исследование искусственных систем указывают на невозможность существования такого соединения. Кажущееся содержание кислорода в некоторых А., определяемое по чрезмерно высоким суммам анализов, может быть вызвано аналитическими ошибками в определении группы ОН, которая (по крайней мере, так говорят) частично удерживается вплоть до 1400°, или в определении F. Во многих из старых анализов F, повидимому, оставался незамеченным или определялся ошибочно.

Разновидности

Фторапатит, в качестве добавочного аниона содержит только или преимущественно фтор, хлорапатит — только или преимущественно хлор, гидроксилапатит — гидроксильную группу ОН; карбонат-апатит имеет в своем составе карбонатную группу СО3 и немного воды. Он известен также под названием подолит, а когда содержит добавочный F и ОН, его называют франколит ферморит (Са, Sr)10[(PO4)(AsO4)]6(F, ОН, O)2 является переходным минералом между беловитом (Sr, Се)5[РO4]3(O, ОН), и свабитом Ca5[AsO4]3(F, ОН); эллестадит, бритолит, фенгхуанглит (ториевый бритолит), вилъкеит, финшенит и другие названия употребляются для обозначения разновидностей, содержащих группы SiO4, SO4, СO3 и редкоземельные элементы; дернит и левистонит— апатиты, обогащенные щелочными элементами. Известны и другие разновидности.

Апатит характеризуется сложным хим. составом. По существу, это группа минералов, состав которых благодаря изоморфным замещениям непостоянен. В связи с этим выделяют следующие разновидности апатитов:

1. Фторапатит Ca5[PO4]3F - преобладает в природе.

Фторапатит. Eupyrchroite Emmons (Rep. Geol. New York, 252, 1838V Francolite Brooke и Henry (Phil. Mag., 36, 134, 1850). Fluorapatit Rammell' berg (353, 1860); Fluor-apatite. Staffelite Stein. (Jb. Min., 716, 1866). Voelckeritp Rogers (Am. J. Sc., 33, 475, 1912); Oxyapatite Rogers (там же). Nauruite. schner (Corallogene Phosphat-Insel Austral Oceanien, Lubeck, 1913; Cbl. Min 543, 1914). Sulfatapatit Brauns (Jb. Min., Beil.-Bd., 41, 60, 1916). Fluormangan-apatit Laubmann и Steinmetz (Zs. Rr., 55, 563, 1920). Церапатит Ферсмана (Jb. Min., Beil.-Bd., 55, 40, 1928); Cerium-apafite. Fluorcollophane, Fluocollo- phanite. Mangualdife de Jesus (Com. Serv. Geol. Portugal, 19, 142, 1933), Саамит Волковой и Мелентьева (ДАН СССР, 25, 120, 1939). Manganvoel-ckerite Quensel (Geol. For. Forh., 59, 257, 1937). Mangan-fluorapatite Mason (Geol. For. Forh., 63, 279, 1941). Manganapatite (частью)
Хлористый. Хлор-фторапатит. Название хлористый может применяться к ряду разностей фторапатита из бинарной серии между ним и хлорапатигом, в которых хлор присутствует в значительных количествах, хотя и в подчиненных по сравнению с F, если считать в атомных процентах; подобно этому название может быть применено к той области из тройной серии между F, Сl и ОН. Высокохлористый фторапатит встречается редко; увеличение содержания Сl сопровождается возрастанием плотности и показателей преломления.
 
Гидроксилистый. Гидроксил-фторапатит. Вёлькерит (частью). Применяется к ряду разностей фторапатита, у которых ОН присутствует в значительных количествах. Гидроксилисгый Фторапатит и фтористый гидроксилапатит часто содержащий некоторое количество СO2, представляют собой огромное большинство кристаллических А.в и массивных фосфатных пород.
 
Карбонатистый. Эвпирхроиг, eupyrchroite. Emmons (1838). Франтит, francolite. Brooke и Henry (1850). Науруит, nauruite. Elschner (1913). Штаффели г, Staffelite. Stein (1866). Фтор-коллофан (частью). Карбонат-апатит (частью). Содержит значительные количества СО2. Замещение сопровождается небольшим увеличением показателей преломления и двупреломления.
 
Марганцовистый. Манган-фторапатит. Манганапатит (частью), Фторманганапатит, Fluormanganapatite. Laubmann и Steinmetz (1920). Содержит Mn", замещающий Са до отношения, по меньшей мере, Mn:Ca = 1:5,7. Цвет часто темный голубовато-зеленый, с повышенными показателями преломления и плотности.
Стронцистый. Саамит Волковой и Мелентьева (1939). Содержит Sr замещающий Са, особенно в апатите из щелочных изверженных пород. Часто присутствуют также редкие земли.
 
2. Хлорапатит. Ca5[PO4]3Cl  Chlorapatit Rammelsberg (353, 1860). Chlor-apatite. Сравнительно высоко фтористые, гидроксилистые и карбонатистые разновидности хлорапатита являются редкими или неизвестными.
Карбонат-апатит франколит. Ковдор.
Карбонат-апатит франколит. Ковдор.

3. Гидроксилапатит. Ca5[PO4]3(OH)
Гидроксилапатит. Hydro-apatite Oamour (Ann. mines, 10, 65, 1856). Pyroclasite Shepard (Am. J. Sc., 22, 96, 1856). Ornithite Julien (Am. J. Sc., 40, 371, 1865). Hydrated oxygen apatite [искусств.] Warrington (J. Chem. Soc London, 26, 983, 1873). Monite Shepard (Am. J. Sc., 23, 400, 1882). Hydro¬xyapatite Schaller (U. S. Geol. Sur., Bull. 509, 89, 1912). Hydroxylapatit Burri, Jakob, Parker и Strum (Schweiz, min. Mitt., 15, 327, 1935). Manganhydroxyapatite Mason (Geol. For. Forh., 63, 279, 1941).
 
Фтористый. Фтор-гидроксилапатит.
 
Хлористый. Сl либо отсутствует в гидроксилапатите, либо присутствует в очень малых количествах, и в серии между ним и хлор-апатитом имеется очень большой разрыв.
 
Марганцовистый. Манган-гидроксилапатит. Манганапатит (частью). Содержит Mn, замещающий Ca до отношения, по меньшей мере, Mn : Ca = 1 : 7,7.
 
Карбонатистый. Коллофан (частью). Карбонат-апатит (частью). Постепенно переходит в карбонатистый фторапатит и карбонат- апатит.

 

4. Коллофан. Оксиапатит Ca10[PO4]6O

Название коллофан употребляется здесь как родовое обозначение для массивных скрытокристаллических типов А., которые составляют большую часть фосфатных пород и ископаемых костей. Употребляемое в этом смысле название коллофан аналогично названиям лимонит, вад, гуммит и боксит. По своему внешнему виду коллофан часто опаловый или похожий на рог, с плотной, слоистой или коллоформной структурой; иногда в конкрециях, почковидный, сферолитовый или порошковатый. Цвет серовато-белый, желтоватый или коричневый; блеск слабый стеклянный до полусмолистого или тусклого. Твердость 3—4 и плотность 2,5—2,9 относительно низкие. Необходимость отнесения коллофана к самостоятельной разновидности группы апатита может быть установлена с помощь рентгенометрического и химического исследований; обычно он является карбонатистый, промежуточным членом серии гидроксилапатита-фтор апатита.
 

Химические свойства

Растворим в НСl и HNO3; карбонатистые разновидности и карбонат-апатит растворяются со слабым шипением вследствие выделения пузырьков СO2.

Прочие свойства

Изредка обнаруживает голубоватую опалесценцию. Многие образцы апатита флюоресцируют в ультрафиолетовых, катодных и рентгеновских лучах; также фосфоресцируют и иногда сильно термолюминесцируют. Не пьезоэлектричен. Желтые апатиты могут люминесцировать лилово-розовым цветом в ультрафиолетовых лучах, голубые — фиолетово- или небесно-голубым, зеленые — горчично-зеленым, фиолетовые — зеленовато-желтым.

Искусственное получение минерала

Фторапатит и хлорапатит были получены в кристаллах при сплавлении Са3(РO4)2 или гидроксилапатита с CaF2 или CaClхлорапатит также при нагревании СаСl2, (NH4)2H(PO4) и NH4Cl в закрытой трубке путем сплавления Са3(РO4)2 с большим избытком NaCl, при нагревании Са3(РO4)2 с NaCl и Н2O в закрытой трубке при 250° и другими утями. Гидроксилапатит образуется при осаждении растворов солей кальция аммиачными растворами фосфатов; осадок может содержать избыток адсорбированных Са или (РO4), также образуется при продолжительной обработке Са3(РO4)2 или СаНРO4 горячей водой; прй нагревании 4СаО • Р2О5(гильденстокит) примерно до 1100° в присутствии водяных паров или путем кипячения его в воде.
Было также синтезировано много соединений типа апатита, не встречающихся в природе. К ним относятся Sr6(PO4)3 (OH), Pb5(PO4)3(OH), Ba6(PO4)3(OH), Ca9Na(PO4)6Cl, 3Са3(РO4)2 • 2Н2O, Ca5(AsO4)3Cl,
Na6Ca4(SO4)6F2, Ca8La2(PO4)6O2, Ca10Si3S3O24F2, Ca10Si2P2S2O24F2

Физические методы исследования

Дифференциальный термический анализ

Главные линии на рентгенограммах: 

Старинные методы. Под паяльной трубкой с трудом оплавляется по краям.

фото под микроскопом
фото под микроскопом

Кристаллооптические свойства в тонких препаратах (шлифах)

В проходящем свете бесцветный или очень слабо окрашен. Одноосный отрицательный (—). Члены группы апатита, тем не менее, иногда бывают аномально двуосными с 2 и вплоть до 20°V могут обнаруживать строение из шести секторов в пинакоидальных частях, часто с одноосной сердцевиной. Окрашенные кристаллы слабо до сильно дихроичны с абсорбцией Е > О. Из минералов группы апатита хлорапатит имеет самые высокие показатели преломления; они уменьшаются как при замещении Cl на F или ОН, так и при замещении Р на С. Показатели преломления возрастают, однако, при замещении Са на Mn. Карбонат-апатит обладает также высоким двупреломлением. Голубые и голубовато-зеленые апатиты характеризуются отчетливым дихроизмом: голубой или голубовато-зеленый цвет по Ne и желтый по No. В остальных апатитах дихроизм выражен слабо.  Показатели преломления: ne = 1,598—1,666, no= 1,603—1,667 (у ювелирных разностей, как правило, ne = 1,628—1,642, no = 1,632—1,649), no — ne — 0,002— 0,004. Дисперсия — 0,013.

фото в шлифе николи скрешены
фото в шлифе николи скрешены

 


Поделиться с друзьями


 


Mineralmarket

Фото галерея минерала