Апатит — минерал фосфатного класса¶
Апатит — общее название группы фосфатных минералов химической формулы Ca₅(PO₄)₃(F, Cl, OH), входящих в класс фосфатов, ванадатов и арсенатов. Название происходит от греческого слова «апата́й» (ἀπατᾶν) — «обманывать», «обман», что связано с внешним сходством апатита с другими минералами (бериллом, оливином, турмалином). По шкале твёрдости Мооса апатит имеет твёрдость 5 и служит калибровочным образцом для этого значения. Минерал является главным природным источником фосфора и основой промышленных фосфорных удобрений.
¶Химический состав и разновидности
Апатит образует изоморфный ряд из трёх основных минералов:
| Минерал | Формула | Отличительный признак |
|---|---|---|
| Фторапатит | Ca₅(PO₄)₃F | Наиболее распространённая разновидность |
| Хлорапатит | Ca₅(PO₄)₃Cl | Содержит хлор |
| Гидроксилапатит | Ca₅(PO₄)₃(OH) | Содержит гидроксильную группу |
Помимо основных компонентов, в апатите часто присутствуют примеси стронция, редкоземельных элементов, марганца, железа, натрия и редких элементов (церий, иттрий, неодим). Различают также ванадат-апатит, в котором фосфатную группу частично замещает ванадат, и карбонат-апатит (фторапатит-СО₃), важный компонент биологических тканей.
¶Кристаллография и физические свойства
Кристаллы апатита обычно шестигранные, призматические, часто вытянутые вдоль оси c. Встречаются также зернистые, массивные, радиально-лучистые и друзовые агрегаты. Основные физические характеристики:
- Твёрдость по Моосу — 5;
- Плотность — 3,16–3,22 г/см³;
- Спайность — неясная по (0001);
- Излом — раковистый, неровный;
- Цвет — бесцветный, белый, жёлтый, зелёный, голубой, фиолетовый, коричневый;
- Блеск — стеклянный, на плоскостях спайности — перламутровый;
- Черта — белая;
- Прозрачность — от прозрачного до полупрозрачного.
Апатит плавится перед пламенем горелки, в кислотах растворяется медленно, при сплавлении с содой даёт характерную фосфатную реакцию. Микроскопически отличается высоким двупреломлением.
¶Месторождения
Апатит — весьма распространённый минерал, встречающийся в магматических (граниты, пегматиты, базальты), метаморфических и осадочных породах, а также в жилах гидротермального происхождения.
Крупнейшее в мире промышленное месторождение — Хибинское (Апатитовое) на Кольском полуострове в Мурманской области России. Оно открыто в 1920-х годах геологом А. Н. Чарышниковым, а промышленная разработка началась в 1929 году с основанием города Кировск. Месторождение представлено апатит-нефелиновыми сиенитами, в которых апатит ассоциирует с нефелином, магнетитом и эгирином. Добычей апатитового сырья занимается компания «Апатит» (входит в холдинг «ФосАгро»).
Другие значимые месторождения:
- Карадонское (Кандалакшский район, Мурманская область) — апатит-магнетитовые руды;
- Ковдорское (Мурманская область) — апатит-магнетит-эгириновые руды;
- Вишняковское (Кемеровская область) — крупнейшее в России месторождение апатит-бертоллидовых руд;
- Житиковское (Челябинская область) — апатит-бадделеитовые руды;
- Онежское (Архангельская область) — апатит-магнетитовые руды;
- Юкспорское (Бурятия) — апатит-магнетитовые руды.
За пределами России крупные месторождения апатита расположены в Канаде (Онтарио), Бразилии, Индии, ЮАР, Финляндии, Швеции и США.
¶Промышленное значение
Апатит — основная руда фосфора. Из апатитового концентрата производят:
- Фосфорные удобрения — суперфосфат, аммофос, двойной суперфосфат, фосфорную кислоту. На долю фосфорных удобрений приходится основная часть мирового потребления апатитового сырья.
- Фосфорную кислоту — сырьё для производства фосфатов, используемых в пищевой промышленности (добавка Е341), моющих средствах, металлургии.
- Металлургические флюсы — апатит применяется при выплавке чугуна и стали для удаления серы и фосфора.
- Стекольное и керамическое производство, фосфорсодержащие сплавы, оптика.
В СССР на базе Хибинского месторождения в 1929 году был создан комбинат «Апатит», ставший основным мировым поставщиком апатитового концентрата. В 2000-х годах на его базе сформировалась компания «ФосАгро» — один из крупнейших мировых производителей фосфорных удобрений.
¶Биологическая роль
Гидроксилапатит и фторапатит являются основным минеральным компонентом костей и зубов позвоночных животных и человека — до 70 % сухой массы костной ткани приходится на карбонатсодержащий гидроксилапатит. Фторирование питьевой воды и зубных паст приводит к частичной замене гидроксилапатита на более устойчивый к кислотам фторапатит, что снижает риск кариеса. В медицине синтетический гидроксилапатит применяется для изготовления зубных протезов, костных имплантатов и наполнителей.
¶Апатит в сканвордах
В кроссвордах и сканвордах слово «апатит» из шести букв является стандартным ответом на определения: «минерал фосфатного класса», «фосфорная руда», «минерал из Хибин», «камень из Кировска», «фосфат кальция». Шестизначность слова и его известность делают его одним из самых частых ответов в тематических подборках по минералогии.
¶Интересные факты
- Апатит впервые описан немецким минералогом А. Г. Вернером в 1786 году.
- На апатите проверяется точность шкалы Мооса: образец твёрдостью 5 служит калибровочным стандартом.
- Апатитовое стекло (фосфатное стекло) обладает низкой температурой плавления и применяется в специальных оптических системах.
- Хибинское месторождение содержит также редкие минералы, названные в честь Хибин — лопарит, эвдидимит, шоатит и другие, многие из которых не встречаются больше нигде в мире.
Источники:
- В. Д. Тихомиров. «Апатитовые месторождения». — М.: Недра, 1976.
- Д. П. Григорьев. «Апатитовые месторождения Кольского полуострова». — Л.: Недра, 1978.
- С. М. Кабышев. «Минералогия апатита Хибинского массива». — Апатиты: Кольское научное издательство.
- Библиотека «Всё о минералах»: apatite.
- Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: Апатит.