Apatit - Apatite

Grupul apatit
Apatite Canada.jpg
General
Categorie Mineral fosfat
Formula
(unitate repetată)
Ca 5 (PO 4 ) 3 (F, Cl, OH)
Clasificarea Strunz 8.BN.05
Sistem de cristal Hexagonal
Clasa de cristal Dipiramidal (6 / m)
(același simbol HM )
Grup spațial P6 3 / m (nr. 176)
Identificare
Culoare Transparent până la translucid, de obicei verde, mai rar incolor, galben, albastru până la violet, roz, maro.
Obiceiul de cristal Cristale tabulare, prismatice, masive, compacte sau granulare
Clivaj [0001] indistinct, [1010] indistinct
Fractură Concoidale până la inegale
Duritatea scării Mohs 5 (definirea mineralului)
Luciu Vitros până la subrezinant
Stria alb
Diafanitate Transparent până la translucid
Gravitație specifică 3.16–3.22
Luciu polonez Vitros
Proprietati optice Refractiv dublu, negativ uniaxial
Indicele de refracție 1.634-1.638 (+0.012, −0.006)
Birirefringe 0,002–0,008
Pleochroism Pietre albastre - puternice, albastre și galbene până la incolore. Alte culori sunt slabe până la foarte slabe.
Dispersie 0,013
Fluorescență ultravioletă Pietre galbene - roz-violet, care este mai puternic în valul lung; pietre albastre  - de la albastru la albastru deschis atât în ​​unda lungă, cât și în cea scurtă; pietre verzi  - galben-verzuie, care este mai puternică în valul lung; pietre violete  - galben-verzuie în val lung, violet deschis în val scurt.

Apatitul este un grup de minerale fosfat , care se referă de obicei la hidroxiapatită , fluorapatită și clorapatită , cu concentrații mari de ioni OH - , F - și respectiv Cl - în cristal . Formula amestecului celor mai frecvenți trei membri finali este scrisă ca Ca 10 ( PO 4 ) 6 (OH, F, Cl) 2 , iar formulele celulare ale cristalelor din mineralele individuale sunt scrise ca Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 , Ca 10 (PO 4 ) 6 F 2 și Ca 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 .

Mineralul a fost numit apatit de geologul german Abraham Gottlob Werner în 1786, deși mineralul specific pe care l-a descris a fost reclasificat ca fluorapatit în 1860 de mineralogistul german Karl Friedrich August Rammelsberg . Apatitul este adesea confundat cu alte minerale. Această tendință se reflectă în numele mineralului, care derivă din cuvântul grecesc απατείν (apateină), care înseamnă a înșela sau a fi înșelător .

Geologie

Apatitul este foarte frecvent ca mineral accesoriu în rocile magmatice și metamorfice , unde este cel mai comun mineral fosfat . Cu toate acestea, aparițiile sunt de obicei sub formă de boabe mici, care sunt adesea vizibile doar în secțiune subțire . Apatita cristalină grosieră este, de obicei, limitată la pegmatite , gneis derivat din sedimente bogate în minerale carbonatice , scuturi sau marmură . Apatitul se găsește și în roca sedimentară clastică , pe măsură ce boabele se erodează din roca sursă. Fosforitul este o rocă sedimentară bogată în fosfat care conține până la 80% apatită, care este prezentă ca mase criptocristaline denumite colofan . Cantitățile economice de apatită se găsesc uneori și în nefelina sienită sau în carbonatite .

Apatitul este mineralul definitoriu pentru 5 pe scara Mohs . Se poate distinge în câmp de beril și turmalină prin relativitatea sa moale. Este adesea fluorescent sub lumină ultravioletă .

Apatitul este unul dintre puținele minerale produse și utilizate de sistemele biologice de micro-mediu. Hidroxiapatita, cunoscută și sub numele de hidroxilapatită, este componenta majoră a smalțului dinților și a mineralelor osoase . O formă relativ rară de apatită în care majoritatea grupelor OH sunt absente și conțin numeroase substituții de carbonat și fosfat acid este o componentă mare a materialului osos .

Fluorapatitul (sau fluoroapatitul) este mai rezistent la atacul acid decât este hidroxiapatita; la mijlocul secolului al XX-lea, s-a descoperit că comunitățile a căror alimentare cu apă conținea în mod natural fluor aveau rate mai mici de carie dentară . Apa fluorurată permite schimbul în dinți de ioni fluor pentru grupări hidroxil în apatită. În mod similar, pasta de dinți conține de obicei o sursă de anioni fluor (de exemplu fluorură de sodiu , monofluorofosfat de sodiu ). Prea mult fluor are ca rezultat fluoroză dentară și / sau fluoroză scheletică .

Urmele de fisiune din apatită sunt utilizate în mod obișnuit pentru a determina istoricul termic al centurilor orogene și al sedimentelor din bazinele sedimentare . Datarea (U-Th) / He a apatitei este, de asemenea, bine stabilită din studiile de difuzie a gazelor nobile, pentru a fi utilizate în determinarea istoricelor termice și a altor aplicații mai puțin tipice, cum ar fi datarea paleo-focului.

Utilizări

Utilizarea principală a apatitei este ca sursă de fosfat în fabricarea îngrășămintelor și în alte utilizări industriale. Este ocazional folosit ca piatră prețioasă. Apatitul din sol a fost folosit ca pigment pentru armata de teracotă din secolul al III-lea î.H. China și în smalțul din dinastia Qing pentru articole metalice .

În timpul digestiei apatitei cu acid sulfuric pentru a produce acid fosforic , fluorura de hidrogen este produsă ca produs secundar din orice conținut de fluorapatită . Acest produs secundar este o sursă industrială minoră de acid fluorhidric . Apatitul este, de asemenea, ocazional o sursă de uraniu și vanadiu , prezent ca oligoelemente în mineral.

Apatita fluor-clor formează baza sistemului de fosfor fluorescent cu tub fluorescent, acum învechit . Elementele dopante de mangan și antimoniu, la mai puțin de un procent molar - în locul calciului și fosforului conferă fluorescența - și ajustarea raportului fluor-clor modifică nuanța de alb produs. Acest sistem a fost înlocuit aproape în întregime de sistemul tri-fosfor.

Apații sunt, de asemenea, un material gazdă propus pentru depozitarea deșeurilor nucleare , împreună cu alți fosfați.

Gemologie

Apatit albastru fațetat, Brazilia

Apatitul este rar folosit ca piatră prețioasă . Pietrele transparente de culoare curată au fost fațetate, iar exemplarele plăcute au fost tăiate cabochon . Pietrele chatoyant sunt cunoscute sub numele de apatită cu ochi de pisică , pietrele verzi transparente sunt cunoscute sub numele de piatră de sparanghel , iar pietrele albastre au fost numite moroxit . Dacă cristalele de rutil au crescut în cristalul apatitei, în lumina potrivită, piatra tăiată prezintă un efect de ochi de pisică. Sursele majore pentru apatita de bijuterii sunt Brazilia, Myanmar și Mexic. Alte surse includ Canada, Republica Cehă, Germania, India, Madagascar, Mozambic, Norvegia, Africa de Sud, Spania, Sri Lanka și Statele Unite.

Se utilizează ca mineral mineral

Apatit în fotomicrografii ale unei secțiuni subțiri din mina de apatit Siilinjärvi . În lumina polarizată încrucișată la stânga, lumina polarizată plan la dreapta.
O mină de apatită în Siilinjärvi , Finlanda.

Ocazional se constată că apatitul conține cantități semnificative de elemente din pământuri rare și poate fi folosit ca minereu pentru aceste metale. Acest lucru este preferabil minereurilor tradiționale din pământuri rare, cum ar fi monazitul , deoarece apatitul nu este foarte radioactiv și nu prezintă un pericol pentru mediu în sterilul de mină . Cu toate acestea, apatitul conține adesea uraniu și nuclizii săi cu lanț de dezintegrare la fel de radioactiv .

Apatitul este un mineral de minereu la proiectul de pământuri rare al lacului Hoidas .

Termodinamica

De entalpiile standard de formare a în starea cristalină a hidroxiapatita, chlorapatite și o valoare preliminară pentru bromapatite, au fost determinate prin reacția soluție de calorimetrie . Speculații privind existența unui posibil al cincilea membru al familiei apatitelor de calciu, iodoapatita, au fost extrase din considerații energetice.

Proprietățile structurale și termodinamice ale apatitelor de calciu hexagonale cristaline, Ca 10 (PO 4 ) 6 (X) 2 (X = OH, F, Cl, Br), au fost cercetate folosind un potențial Born-Huggins-Mayer cu atomi atomici de către o moleculă moleculară. tehnica dinamicii. Precizia modelului la temperatura camerei și presiunea atmosferică a fost verificată în raport cu datele structurale cristaline, cu abateri maxime de c. 4% pentru haloapatite și 8% pentru hidroxiapatită. Simulări la presiune înaltă, în intervalul 0,5-75 kbar, au fost efectuate pentru a estima coeficientul de compresibilitate izotermă a acestor compuși. Deformarea solidelor comprimate este întotdeauna elastic anizotropă, BrAp prezentând un comportament semnificativ diferit de cel afișat de HOAp și ClAp. Datele pV de înaltă presiune au fost adaptate ecuației de stare Parsafar-Mason cu o precizie mai bună de 1%.

Fazele solide monoclinice Ca 10 (PO 4 ) 6 (X) 2 (X = OH, Cl) și compusul hidroxiapatit topit au fost, de asemenea, studiate prin dinamică moleculară.

Știința lunară

Rocile lunare colectate de astronauți în timpul programului Apollo conțin urme de apatit. Re-analiza acestor probe în 2010 a dezvăluit apa prinsă în mineral ca hidroxil , conducând la estimări ale apei de pe suprafața lunară cu o rată de cel puțin 64 de părți pe miliard - de 100 de ori mai mare decât estimările anterioare - și de până la 5 părți pe milion. Dacă cantitatea minimă de apă blocată mineral ar fi transformată ipotetic în lichid, aceasta ar acoperi suprafața Lunii în aproximativ un metru de apă.

Bio-lișivierea

Ciupercile ectomicorizale Suillus granulatus și Paxillus involutus pot elibera elemente din apatită. Eliberarea fosfatului din apatită este una dintre cele mai importante activități ale ciupercilor micorizice, care cresc absorbția fosforului.

Vezi si

Referințe