Группа апатита. 
Петрография. 
Основы кристаллооптики и породообразующие минералы

Минералы группы апатита Ca_s[P0₄]₃(0H, F, Cl) (Ар) являются о;цшми из самых широко распространенных и встречаются как обычные акцессорные минералы в разнообразных типах г орных пород — магматических, метаморфических, метасома пгчсских, жильных и осадочных, и как главные рудообразующие минералы апатитовых руд. Название происходит отгреч. apatao — обманываю, ввожу в заблуждение, из-за сходства кристаллов с другими самоцветами (аквамарин, турмалин и др.).

В сфукгуре апатита атомы Са занимают’два рода позиции: Caj натронных осях, Са_п — в зеркальной плоскости симметрии. Координация Са, — 90 (точнее 60+30), координация Са" 60+1 °F (или С1). Отношение Са: Са₁₁=2:3. Полюдры Са, представляют собой несколько скрученные триг’опальные призмы с «центрированными» гранями, «стоящими» одна на другой. Полиэдры Са", ближайшие 6 атомов которых (50+F) также составляют вершит гы тригональной призмы, собраны в звездчатые тройники, сое;щняющиеся в колонки вдоль оси с ребрами. Колонки из двух сортов призм связываются Р0₄-тстраэдрами. Атомы F, ОН, С1,0 помещаются па оси звездчатых призм.

Основу химического состава апатита составляет Ca₅[POJ₃(OH, F, Cl), гго из-за различных схем изоморфизма огг бывает значительно более сложным. Основные минеральные виды, миналы и разновидности приведены в табл. 45. Кроме этого, к группе апатита принадлежат пироморфит (ЗРЬ₃Р₂0₈— РЬС1₂), бритолит (ЗРЬ₃У₂0₈-РЬС1₂)илгш/е/незм/л (3Pb₃As₂0₈PbCl_?).

Совершенный изоморфизм в апатите установлен, по-видим ому, лишь для ОН и F, в связи с чем гг выделены два вида — гидроксилапатшп гг фторапатит. Пределы содержаний главных компонент ов в наиболее распространенных апатитах приведены в табл. 46. Изоморфные примеси разнообразны, чему способствуетразлшшая координация атомов Са в структуре и возможность зам еще] гия ионов F, ОН, С1 ионами кислорода. Во фторапатите установлены изоморфные примеси (мас.%) редких земель — до 12; Sr — до 11,5; Y — до 10,6; Мп — до 10; С1 — до 2; S⁶⁺ — до 12; As⁵⁺ — до 25; Si — до 11. В гидроксила-

пашите Мп — до 7,5, Na — до 7,1, К-до 3,7, А1 — до 3,7 мас.%. В хлорапатите Мп — до 1,5, F-до 1,2 мас.%. Акцессорные апатоты щелочных и кислых магматических пород обогащены ред кими элементами (табл. 47).

Таблица 45.

Номенклатура апа гшон (Вннчелл, ВИНЧСЛЛ, 19 531.

Таблица 46.

Пределы колебаний содержаний главнейших химических элементов (мас.%)в составе апатита [Днр и др., 1966).

Габлнца 47.

Средние содержания и состав акцессорного апатита в породах различного генезиса и состава, г/т.

Атомы редких земель и Sr часто замещают позиции Сап,^а не Caj. Радикалы Р0₄ могут замещаться не только тетраэдрическими радикалами — As0₄, S0₄, Si0₄, но и плоскими радикалами С0₃ или C0₃+F (0H).

В кристаллической решетке апатита кальцит! может замещаться ураном, и апатиты, содержащие разные количества урана, характеризуются различной флюоресценцией. В апатитах магматического генезиса содержание урана колеблется от 0,001 до 0,01 мас.%, но при высокой температуре уран, повидимому, может входить в кристаллическую решетку апатита в количествах до 0,1 мас.%. Содержание Th0₂ отмечено до 0,15−0,9 мас.%.

Апатиты имеюз пжеагоншгьно-дцпирамидальную форму; кристаллы бывают самых различных размеров отсубмикроскопичсских до метровых, вытянутых по оси с. Кристаллы преимущественно призматические, реже таблитчатые по (0001) с большим количеством 1раней. Встречается также в виде зернистых или массивных агрегатов. Скрыгокристалличсские, землистые и почковидные образования, а такжеконкреции, которые обладани ю! гковолокгшетой структурой называются фосфоритами, главный компонент в которых франколит или карбонатапатит. Коллоидальную разновидность называют коллофаном.

Форма кристаллов апатита в магматических и метаморфических породах зависит от у словий кристаллизации. В глубинных интрузивных породах апатит обычно имеет нормально призматическую форму с коэффициентом удлинения 2−4. В 1ипабиссальных, жильных породах, особенно в лампрофирах, апатит образует длиннопризматические и игольчатые кристаллы с коэффициентом удлинения больше 10, а подчас до 50 и более. Апатит чутко реагирует на скорость охлаждения расплава: чем выше скорость охлаждения, т. е. чем больше температурный град иент, тем быстрее растут призматические грани, обладающие более высокой ретикулярной плотностью, чем грани базального пинакоида. Образование игольчатых кристаллов, отражающее температурный градиент на контактах магматических расплавов и вмещающих пород, проявляется в экзоконтактах интрузивных пород.

В шлифах, как правило, апатит бесцветный, но встречаются розоватые, буроватые, синеватые и фиолетовые кристаллы с очень слабо выраженным плеохроизмом при N_e>N_ot но в редких случаях N_e0. В зффузивах апатит бывает мутным, и плеохроизм проявляется резче. Помутнение, возможно, связано с прогревом по типу опацитизации, и апатит приобретает окраску буровато-розового цвета с пq) exoдoм в синеватый и фиолетовый. Мп⁺² вызывает окраску в светло-розов аи"гх и голубых тонах, Мп⁺³ — голубую, а Мп^+/ — фиолетовую.

Г олубой апатит по N_e может быгь зеленовато-голубым, а по N₀ — светлоголубым. Известны зонально окрашенные апатиты, что особенно характерно для голубых манганапатитов из пегматитов.

Рис. 89. Вариации показателен преломления и плотностей для апатитов различного сосгава.

Показатели преломления апатитов п_е= 1,633−1,653, п₀= 1,629−1,658 (рис. 89), /1^-/1^=0,003−0,005, у гидроксил апатита — до 0,007 и, соответственно, окраски всегда в пределах серого цвета первого порядка. Апатиты устойчиво одноосные, оптически отрицательные, но редко отмечают и аномальные с малым углом оптических осей до 20°.

Плотность 3,18−3,35 г/см³.

Отличия от оптически сходных минералов. Апатит по своим внешним признакам в шлифах под микроскопом проявляет сходство с андалузитом, силлиманитом, турмалином, топазом. Однако все эти минералы, кроме турмалина, оптически двуосны. Кроме того, андалузит и топаз обладают совершенной спайностью, и для андалузита характерна в поперечных сечениях форма ромба или прямоугольника, как и у силлиманита. Силлиманит и топаз обладают положительным удлинением, а апатит-отрицательным. У всех этих минералов более высокое двупрелом ление, чем у апатита, у кот орого интерференционные окраски никогда не поднимаются выше серых. Апатите шлифах очень похож намелилиг, который, однако, имееттетрагоиальпые очертания, таблитчатые кристаллы и легко замещается вторичными продуктами. На апатитв шлифах похож и монтичеллит, но обладающий высоким 2V.

Следует отметить, что одними оптическими мет одами выделение минеральных видов и разновидностей апатита практически невозможно, поэтому при описаниях шлифов вполне достаточно указания «апатит».

Парт енезисы. Апатит встречается во всех магматических породах. Он весьма обычный минерал гранитных пе1матитов, редкометальных пегматитов, где ассоциируете лепидолитом, сподуменом, амблигонипюм ттлитиофиллитом, бериллом и т. п. В гидротермальных жилах встречается в пустотах в ассоциации с кварцем, адуляром и другими минералами.

В нефелиновых сиенитах апатит завершает кристаллизацию щелочного расплава, заполняя межзерновые пространства, и дает высокие концентрации в породах, что отражается ив названии таких пород (например, апатитовых ийолитов).

В гранитоидах содержания апатита непостоянны. Чем более меланократовая разновидное 1Ъ гранитоида, тем больше в них апатита. По этой же причине повышенное содержание апатита отмечается в гибрид ных гранитоидах, в которых апатит ассоциируете другими кальшшеодержащнми акцессорными минералами, такими как титанит, ортит, эпидот.

В апатите не конце! прируются Sc, РЬ, Be, Ga. Наличие тория и урана в апатите обусловливаетпоявлениеплеохроичных двориков вокруг его кристаллов, включенных в биотит или роговую обманку.

Апатит является характерным минералом контактовых ореолов около интрузивных образований и непременным наюженным новообразованием в ксенолитах, при наличии в последних кальциевых мтралов.

Апатитприсущразнообразным метаморфическим породам как акцессорный или породообразующий минерал, а в контактово-метаморфических и котактово-метасоматичссютх породах иногда присутствует как один из главных минераюв. Он характерен также для магмагическихиконтактово-метасоматнческих железных руд. В магнетиговых лавах его со;юржаниесоставляет несколько процентов.

В принципе, парагенезисы апатита «космополигичны», поскольку апатии*1 образуются даже при очень низком химическом потенциале (активности) фосфора при взаимодействии с богатыми фосфором растворами. Бедный фосфором силикатно-сульфатный апатит (эллестадит) образу ется лишь в сашщинитовой фации (высокие температуры > 800 °C и iшзкие давления С0₂.