Mineralien

Apatit-, Phosphorit- und Phosphatgestein



Apatitkristalle: Eine Streuung von kleinen grünlich-gelben Apatitkristallen aus Cerro del Mercado, Durango, Mexiko. Diese hexagonalen Kristalle sind klein, meistens ungefähr 8 Millimeter lang. Apatitkristalle dieser Klarheit werden nicht oft in großen Größen gefunden.

Was ist Apatit?

Apatit ist der Name einer Gruppe von Phosphatmineralien mit ähnlichen chemischen Zusammensetzungen und physikalischen Eigenschaften. Sie sind ein wichtiger Bestandteil von Phosphorit, einem Gestein, das wegen seines Phosphorgehalts abgebaut und zur Herstellung von Düngemitteln, Säuren und Chemikalien verwendet wird. Apatit hat eine relativ gleichbleibende Härte und dient als Indexmineral für eine Härte von fünf in der Mohs-Härteskala. Proben mit ausgezeichneter Klarheit und Farbe werden manchmal als facettierte Edelsteine ​​geschnitten. Diejenigen mit guter Farbe und Transluzenz werden als Cabochons geschnitten.

Physikalische Eigenschaften von Apatit

Chemische EinstufungPhosphat
FarbeGrün, Braun, Blau, Gelb, Violett, Rosa, Farblos. Als Edelsteine ​​werden transparente Proben mit ausgezeichneter Klarheit und lebendiger Farbe verwendet.
StreifenWeiß
LüsterGlaskörper bis Unterharz
DurchsichtigkeitTransparent bis durchscheinend
SpaltungSchlecht bis undeutlich
Mohs-Härte5
Spezifisches Gewicht3.1 bis 3.3
DiagnoseeigenschaftenFarbe, Kristallform und Härte. Spröde, oft stark gebrochen. Kann mit einer Stahlmesserklinge zerkratzt werden.
Chemische ZusammensetzungEine Gruppe von Calciumphosphaten.
Fluorapatit: Ca.5(PO4)3F
Hydroxylapatit: Ca.5(PO4)3(OH)
Chlorapatit: Ca.5(PO4)3Cl
Karbonatreicher Apatit / Francolith:
Ca.5(PO4CO3)3(F, O)
KristallsystemSechseckig
VerwendetDüngemittel, Phosphorsäure, Flusssäure, Edelsteine, Erze seltener Erden, Pigmente, Edelsteine. Dient als Härte von 5 auf der Mohs-Härteskala.

Physikalische Eigenschaften

Apatit ist am besten für seine Verwendung als Indexmineral mit einer Härte von 5 in der Mohs-Härteskala bekannt. Es hat normalerweise eine grüne Farbe, kann aber auch gelb, braun, blau, lila, pink oder farblos sein. Diese Farben sind oft so lebendig, dass Apatit häufig als Edelstein geschnitten wurde. Apatit ist ein sprödes Material. Es bricht sowohl durch Bruch als auch durch Spaltung, aber die Spaltung ist im Allgemeinen undeutlich. Hexagonale Apatitkristalle kommen manchmal in magmatischen und metamorphen Gesteinen vor.

Facettierter Apatit: Fünf facettierte Steine ​​aus Madagaskar in verschiedenen Farben. Im Uhrzeigersinn von links: ein grünes Oval von 8 x 6,2 Millimetern mit 1,23 Karat; ein gelbes Oval von 8 x 6,3 Millimetern mit 1,37 Karat; ein bläuliches grünes 8,1 x 6,2 Millimeter Oval mit 1,38 Karat; ein blaues Oval von 7,1 x 5 mm mit 0,91 Karat (wärmebehandelt); und ein bläulichgrünes Oval von 7,1 x 5,2 Millimetern mit 1,05 Karat (wärmebehandelt).

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Geologisches Vorkommen

Apatit bildet sich unter den verschiedensten Bedingungen und kommt in magmatischen, metamorphen und sedimentären Gesteinen vor. Die wichtigsten Ablagerungen von Apatit befinden sich in Sedimentgesteinen, die in Meeres- und Seeumgebungen gebildet werden. Dort hatten sich phosphatische organische Ablagerungen (wie Knochen, Zähne, Schuppen und Fäkalien) angesammelt und wurden während der Diagenese mineralisiert. Einige dieser Ablagerungen enthalten so viel Phosphor, dass sie abgebaut und zur Herstellung von Düngemitteln und chemischen Produkten verwendet werden können.

Apatit kommt gelegentlich als gut ausgebildete hexagonale Kristalle in hydrothermalen Adern und Pegmatit-Taschen vor. Diese Kristalle haben oft eine sehr hohe Klarheit und eine lebendige Farbe und wurden für Sammler in Edelsteine ​​geschnitten. Mineraliensammler erfreuen sich auch an diesen wohlgeformten Apatitkristallen, und die dafür gezahlten Preise übersteigen häufig ihren Wert als Edelsteinrohling.

Phosphatstein aus der oberen Zhujiaqing-Formation der Provinz Yunnan im Südwesten Chinas mit einer fossilen peloidalen Textur. Foto von James St. John, hier unter einer Creative Commons-Lizenz verwendet.

Phosphatgestein und Phosphorit

Phosphatgestein und Phosphorit sind Bezeichnungen für Sedimentgesteine, die mindestens 15 bis 20 Gew .-% Phosphat enthalten. Der Phosphorgehalt in diesen Gesteinen beruht hauptsächlich auf dem Vorhandensein von Apatitmineralien. Die Bestimmung, welche Mineralien der Apatitgruppe im Gestein enthalten sind, kann nicht ohne Labortests erfolgen, da ihre Partikelgrößen so gering sind.

Das meiste Phosphatgestein hat einen nicht schädlichen Ursprung, ähnlich wie Kalkstein. Ein Teil des Phosphats wird durch Ausfällen aus der Lösung abgeschieden; einige sind die Überreste und Abfallprodukte von Organismen; und einige lagern sich während der Diagenese im Grundwasser ab.

Phosphatgestein wird wie Kalkstein in Sedimentbecken abgelagert, in denen der Zustrom von Schutt relativ gering ist. Dadurch kann sich das Phosphat mit sehr geringer Verdünnung aus anderen Materialien ansammeln. Wenn die Verdünnungsrate hoch ist, bilden sich Phosphatschiefer, Schlammsteine, Kalksteine ​​und Sandsteine ​​anstelle von Phosphatgestein.

Phosphatstein aus der Simplot-Mine, Phosphoria-Formation im Südosten von Idaho, mit einer peloidalen Textur. Foto von James St. John, hier unter einer Creative Commons-Lizenz verwendet.

Verwendung von Apatit als Phosphatgestein

Der größte Teil des weltweit abgebauten Phosphatgesteins wird zur Herstellung von Phosphatdünger verwendet. Es wird auch zur Herstellung von Tierfutterzusätzen, Phosphorsäure, elementarem Phosphor und Phosphatverbindungen für die chemische Industrie verwendet.

China ist der größte Produzent von Phosphatgestein und produzierte 2014 rund 100 Millionen Tonnen. Die USA, Russland, Marokko und die Westsahara sind ebenfalls wichtige Phosphatproduzenten. Über 75% der weltweiten Phosphatgesteinsreserven befinden sich in Marokko und in der Westsahara.

Phosphatgestein ist das einzige Material, aus dem ausreichend Dünger hergestellt werden kann, um den weltweiten Bedarf zu decken. Ohne sie könnten die Landwirte nicht genug Lebensmittel produzieren, um die Weltbevölkerung zu ernähren. Es ist überraschend, dass eine Gesteinsart, von der die meisten Menschen nichts wissen, so wichtig ist, um die Welt am Leben zu erhalten.

Katzenauge-Apatit: Zwei schöne Cabochons mit Chatoyance, hergestellt aus einer feinen Seide aus Rutilnadeln. Der Stein auf der linken Seite ist ein gelbes Oval von 1,82 Karat (7 x 5,9 Millimeter), das aus in Kenia abgebautem Apatit geschnitten wurde. Der Stein auf der rechten Seite ist ein grünlich-goldenes (wärmebehandeltes) Oval von 9,3 x 6,9 Millimetern mit 2,77 Karat, das aus in Kenia abgebautem Apatit geschnitten wurde.

Gemmologie

Transparente Exemplare aus Apatit mit einer lebendigen Farbe in Grün, Blau, Gelb oder Rosa und hervorragender Klarheit werden oft in facettierte Edelsteine ​​geschnitten. Einige Steine ​​werden wärmebehandelt, um ihre Farbe zu verbessern.

Attraktive durchscheinende Steine ​​von ausgezeichneter Farbe werden en cabochon geschnitten. Selten enthält durchscheinender Apatit eine feine Seide aus parallelen Rutilkristallen. Wenn diese Exemplare in Cabochons geschnitten werden, wobei die Seide parallel zum Boden des Steins ausgerichtet ist, zeigen sie häufig einen Chatoyance, der als "Katzenauge" bekannt ist.

Als Edelstein ist Apatit bei Edelsteinsammlern beliebter als bei Schmuckkäufern. Das Mineral hat eine Mohshärte von 5, bricht beim Abstechen und ist sehr spröde. Diese Eigenschaften machen es zu zerbrechlich für die meisten Arten von Schmuck.


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