Апатит

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИНЖЕНЕРНОЙ ЭКОЛОГИИ

Реферат на тему:

Апатит

Студент: Панасик М.Д.

Группа И-31

Преподаватель:Буланов А.С.

МОСКВА, 2005

Содержание

Введение 2

1. Происхождение минерала (горной породы). 3

2. Химический состав, кристаллическая решётка. 3

3. Форма нахождения в природе. 4

4. Свойства. 5

5. Характерная горная порода с характеристиками. 6

6. Распространение (с картой). 6

7. Применение. 7

8. История открытия 8

9. Мифы и легенды об апатите. 9

10. Разновидности. 9

11. Искусственные аналоги. 10

12. Подделки и имитации. 10

13. Искусственное изменение свойств. 11

14. Способы добычи и первичной переработки 11

15.Экологические последствия добычи. 13

Список литературы 15

Приложения 16

МИНЕРАЛ – АПАТИТ

Введение.

Открытие хибинских апатитов и организациях добычи едва ли не является одной из самых блестящих страниц в истории развития химии первого пятилетия.

В.В. Куйбышев

Минерал – это однородное природное тело, обладающее определенными физическими свойствами и относительно постоянным химическим составом, образовавшееся в результате геологических процессов.

В настоящее время известно более 3 тысяч минералов, однако большинство из них встречается крайне редко. Широкое распространение имеет всего несколько сотен минералов.

Минералы бывают аморфные и кристаллические. В аморфных минералах элементарные частицы (атомы, ионы, молекулы) расположены беспорядочно, а в кристаллических они соединены закономерно в кристаллическую решетку. Форма кристаллов зависит от закономерного расположения в пространстве элементарных частиц. Абсолютное большинство минералов имеет кристаллическую структуру (рис. 1). Следует учитывать, однако, что далеко не всегда кристаллы можно различить макроскопически, и форма их очень редко соответствует идеальной. Для того, чтобы сформировался идеальный кристалл, на него не должны действовать внешние силы. В большинстве же случаев в горной породе минерал сжат со всех сторон своими соседями [9].

Существует множество путей образования драгоценных камней в природе. Некоторые из них возникли в результате мощных горообразовательных процессов, включающих тектонические движения, землетрясения и вулканические извержения. Другие являются продуктами осаждения из вод минеральных источников или медленного захоронения древних лесов.[6]

1. Происхождение минерала (горной породы).

Апатит образуется среди глубинных магматических пород, нередко среди нефелиновых сиенитов, а также в пегматитовых жилах, где кристаллы его нередко достигают весьма крупных размеров.[13]

Месторождения апатит-нефелиновых руд связаны с комплексом горных пород ийолит-уртитовой серии. Ийолиты (от Ийо — шведского названия деревни в Финляндии, где впервые были изучены эти породы) — горные породы, состоящие преимущественно из нефелина и эгирина. Уртиты (Луявр-Урт — саамское название Ловозёрских тундр) состоят почти полностью из минерала нефелина. Рудное вещество (апатит) локализовалось в магматических камерах в результате кристаллизационной дифференциации магмы, предположительно поступавшей из верхней мантии. [4]

Плотный и землистый фосфорит, образует громадные залежи в Нассау, Англии, Франции, Испании; в России - в меловых отложениях, а в незначительных массах часто встречается в юрских образованиях и т. д.[1]

Крупные месторождения апатита можно наблюдать в России, и рассмотреть происхождение хибинского апатита. Кировск - заповедное место на Кольском полуострове, раскинул свои кварталы среди крутых склонов Хибин. На месте Хибин природа когда-то намеревалась создать вулкан. Из раскаленных недр Земли к поверхности ринулись мощные потоки расплавленной магмы, взламывая и растворяя гранитную оболочку. Однако "орешек" оказался "не по зубам" подземным силам. Вулкан не состоялся, а выдавленный из недр на поверхность гигантский бугор диаметром 50 километров застыл, возвышаясь над равниной горными кручами. Хибины состоят практически из одной породы - нефелиновых сиенитов (от латинского "неф" - облако и названия итальянского города Сиена, где они были впервые найдены). Только за последние годы тут открыто более ста новых минералов, многие из которых пока не обнаружены нигде в других местах земного шара. Здесь основательно поработали стихийные силы природы: вода, ветер, мороз и могучий скандинавский ледниковый щит. [4]

2. Химический состав, кристаллическая решётка.

Апатит - минерал, кристаллизующийся в пирамидальном гемиэдрическом отделении гексагональной системы.

Образует игольчатые, таблитчатые или столбчатые кристаллы. Помимо кристаллов встречается в виде волокнистых, лучистых, зернистых или плотных агрегатов с почковидной, шаровидной или гроздевидной поверхностью. Некоторые разновидности имеют землистое строение. [16]

По химическому составу апатит представляет фосфорнокислую известь с примесью хлористого и фтористого кальция; содержание фосфорной кислоты достигает 42%, извести около 50%, хлора до 6%, фтора около 3%.[1]

Химический состав: Ca5(PO4)3(OH,F,Cl), фосфат кальция.

На самом деле апатит представляет три разных минерала, зависящих от количества фтора, хлора или гидроксильной группы. Это выражается в менее популярных названиях: фторапатит, хлорапатит и гидроапатита. Обычными методами их очень трудно различить.[5]

Апатит - это целый мир кристаллов самой различной природы, объединенный общим брутто-составом типа: 
М₁₀Х₆О₂₄Y₂, где М = Ca, Pb, Na, K, Sr, Mn, Zn, Cd, Mg, Fe (II), Ba, TR; X = P, Si, C, S, Mn, As, V; Y = F, Cl, OH, O [11].
     Различное соотношение указанных ионов в составе апатита приводит к различию в параметрах кристаллической решетки минерала, дефектах ее строения, соотношении и перераспределении связей, что оказывает существенное влияние на химические, физико-химические и флотационные свойства минерала. 
    Замещения анионов на гексагональной оси 6₃ приводят к изменениям межатомных расстояний в структуре, различным искажениям фосфатных тетраэдров, вариациям параметров элементарной ячейки и показателей преломления апатита (См. Приложение 1). Основными элементами, расположенными на гексагональной оси апатита, являются одновалентные анионы F^-, Cl^-, OH^-, определяющие соответственно названия фтор-, хлор- и гидроксилапатитов [11].

Минералогами обнаружены в структуре апатита, наряду с галогенами, ионы СО₃^2-, которые тоже оказывают влияние на специфические свойства минерала, и ему было дано название - карбонатапатит. [15]

3.Форма нахождения в природе.

Апатит образует призматические кристаллы с плоскостями пирамиды, базопинакоида, встречается также в виде кристаллических масс, округлых кристаллических зерен, а также в виде волокнистых и плотных масс, носящих название фосфорита.

Как посторонняя примесь апатит, в виде длинных или коротких призматических кристаллов, находится в большем или меньшем количествах во всех вулканических горных породах.[1]

Апатит широко распространен во всех типах пород: магматических, осадочных и метаморфических, обычно как акцессорный минерал. Но большие хорошо-сформированные кристаллы встречаются в породах только контактного метаморфизма. Встречается апатит в виде призматических кристаллов, которые могут достигать очень больших размеров. [5]

Красивые кристаллы апатита встречаются в друзах гранитов с турмалином и лепидолитом, в залежах оловянных руд, в жилах, контактах с кальцитом и скаполитом и так далее.[1](см. приложение 2)

Апатит обычно присутствует во всех типах изверженных пород преимущественно в виде микроскопических кристалликов (например, в железорудном месторождении Кируна в Швеции), более крупные кристаллы – в ассоциациях с кальцитом, флогопитом и другими минералами (например, в пегматитах провинций Онтарио и Квебек в Кристаллы апатита могут достигать очень больших размеров. Известен кристалл массой 250 кг (Канада, Квебек).Канаде), а также в карбонатах.[11]

4. Свойства.

[9]

Цвет ювелирного апатита разнообразен: желто-зеленый (спаржевый камень), синий, сине-зеленый (мороксит), голубой, голубовато-зеленый, фиолетовый, желтый, зеленый, коричневый, бесцвентый.(См. приложение 4) Столь разнообразная окраска связана с вхождением в состав минерала различных элементов-примесей.[5]

Окраска апатита связана с многочисленными элементами-примесями, входящими в состав минерала. В синих манганапатитах окраску определяет пятивалентный марганец, образующий тетраэдрические комплексы. Розовая окраска апатита, исчезающая при нагревании до температуры 600 гр. цельсия и восстанавливающаяся при облучении, связана с ионами.[1]

Блеск стеклянный до жирного.

Кристаллы прозрачные до просвечивающих.

Сингония гексагональная; 6/m

Габитус кристаллов: Обычно гексагональные призмы с гексагональной пирамидой или пинакоидом, или и то и другое на головке кристаллов. Также встречаются зернистые и массивные выделения.

Спайность не явная в базисном направлении; черта светлая, но с различными оттенками соответственно цвету отдельных разновидностей (например, содержащий углистые вещества имеет черную черту). При прокаливании фосфоресцирует, а перед паяльной трубкой с трудом оплавляется лишь в краях.

Излом раковистый.

Твердость 5.

Удельный вес 3.1 - 3.2.

Показатель преломления 1.636-1.633.

Дисперсия 0.003 .[5,12]

5. Характерная горная порода с характеристиками.

Кристаллы известны в жилах с касситеритом и в пегматитах.[2]

Апатит обычно присутствует во всех типах изверженных пород преимущественно в виде микроскопических кристалликов (например, в железорудном месторождении Кируна в Швеции), более крупные кристаллы – в ассоциациях с кальцитом, флогопитом и другими минералами (например, в пегматитах провинций Онтарио и Квебек в Канаде), а также в карбонатитах. [4,11]

Акцeccopный минepaл пактически всех магматических горных пород, пpиcyтcтвyющиe в пopoдe в oчeнь мaлыx кoличecтвax [12].

Обычный минерал гранитных пегматитов, нередок и в метаморфических и метасоматических породах.[5]

Находится в большем или меньшем количествах во всех вулканических горных породах, встречается в друзах гранитов [1].

[9]

6. Распространение (с картой).

Ювелирные апатиты встречаются в месторождениях различных стран. Синие апатиты известны в Бирме, Бразилии, Шри-Ланке, Финляндии; сине-зеленые (морокситы) — в Норвегии; зеленые — в Индии, Канаде, Мозамбике, Бирме, на О.Мадагаскар; желтые — в Мексике, Канаде, Бразилии; коричневые — в Канаде; фиолетовые — в ГДР, Чехословакии, США (штаты Мэн, Калифорния); бесцветные — в Бирме, Италии, ГДР; апатиты с эффектом «кошачьего глаза» — в Шри-Ланке и Бирме. [10]