2.3.7. Класс фосфатов

Этот класс минералов представлен солями фосфорной кислоты H₃PO₄. В качестве катионов Са, Fe, Al, Mn и др. Наиболее распространенным минералом этого класса является апатит.

Фосфаты составляют не более 0,1 % земной коры. Блеск у фосфатов неметаллический, они не царапают стекло, цвет непостоянный, черта непостоянная, не реагируют с разбавленной соляной кислотой. Фосфаты можно спутать с сульфатами и карбонатами. Отличие от сульфатов – по черте (у сульфатов – постоянная белая), от карбонатов – по поведению с разбавленной соляной кислотой (карбонаты реагируют).

Образуется при всех эндогенных процессах. Наиболее практическое значение имеют месторождения апатита магматического происхождения. В экзогенных условиях апатит образует натечные агрегаты, конкреции, сплошные массы, представляющие механическую смесь с минералами глин, обломками кварца и др. Такие экзогенные образования носят названия фосфоритов.

Основное применение фосфатов – сырье для получения фосфорных удобрений, фосфора, фосфорной кислоты и других соединений фосфора.

Апатит Ca₅[PО₄]₃(F, Cl, OH)

Химические свойства. Cостав очень сложный. В нем постоянно присутствуют изоморфные примеси Mn, Fe, Sr, Mg, Al, K, Na, Ca, Th. Растворяется в соляной и азотной кислотах. Солянокислый раствор при прибавлении аммиака дает белый студневидный осадок.

Физические свойства. Сингония гексагональная. Сплошные зернистые массы, вкрапления и шестиугольные призматические или таблитчатые кристаллы, друзы. Мелкие кристаллы игольчатые. Кристаллы вросшие или наросшие. Цвет зеленый, голубовато-зеленый, синевато-зеленый, также бурый, голубой, фиолетовый, редко бесцветный, белый, иногда зеленый с серыми пятнами. Черта белая. Блеск стеклянный, иногда жирноватый. Спайность слабо выражена. Очень хрупкий. Твердость – 5. Плотность – 3, 2.

Диагностические признаки. Для апатита характерны неметаллический блеск, средняя твердость, белая черта, слабо выраженная спайность, зернистое строение, шестиугольная призматическая форма кристаллов, хрупкость. Апатит от сходных с ним минералов (берилл, аквамарин и др.) отличается меньшей твердостью – не царапает стекло.

Разновидности. Мороксит – густо синевато-зеленого цвета.

Спутники. В магматических породах: нефелин, ильменит, магнезит. В жилах: кварц, полевой шпат, слюды, касситерит, берилл. В контактах: кальцит, магнезит, флогопит.

Происхождение. Образуется апатит в результате магматической дифференциации и по происхождению связан со щелочными магматическими породами (нефелиновые сиениты). Крупные кристаллы образуются пневматолитовым путем. Месторождения контактового типа также имеют пневматолитовое происхождение и представляют результат метасоматических воздействий летучих компонентов магмы на контактируемые с ней известняки.

Месторождения. Мировые запасы апатитов сосредоточены в месторождениях Хибинских тундр (Кольский полуостров). В Бурятии находятся Ошурковское и Белозиминское месторождения, в Якутии (Селигдарское, Нерянджинское, Улхан-Меленкинское). На Урале (Ильменские горы) апатит сосредоточен в щелочных глубинных магматических породах и пневматолитовых образованиях. Крупные кристаллы апатита контактового происхождения встречаются в Прибайкалье (река Слюдянка).

Из зарубежных можно отметить месторождения в Кокчетавской, Целиноградской и Кустанайской областях (Казахстан), а также Лао-Кай (Вьетнам).

Применение. Апатит называют «хлебным» камнем, применяется он для получения удобрений (суперфосфатов). Фосфатные минералы находят применение в литейном деле (придают литью большую текучесть и, таким образом, литье хорошо заполняет формы), в химической (для получения фосфора, фосфорной кислоты и других соединений) и керамической промышленности (для получения «костяного фарфора»). Из отходов производства фосфорных удобрений изготовляют так называемое фосфорное стекло, пропускающее ультрафиолетовые лучи. Получают также сорта стекол, задерживающих инфракрасные тепловые лучи. Применение фосфорного стекла дает возможность принимать солнечные ванны в помещении, наблюдать доменный процесс. Некоторые сорта фосфорного стекла выдерживают нагревание до 800 °C.

Фосфор, фосфорная кислота и соединения фосфора применяются в спичечной, керамической, текстильной, пищевой промышленностях, военном деле, медицине. Насчитывается более 100 отраслей народного хозяйства, где используются эти вещества.