Mineralen

Apatiet, fosforiet en fosfaatrots



Apatiet kristallen: Een klein beetje groenachtig gele apatietkristallen uit Cerro del Mercado, Durango, Mexico. Deze zeshoekige kristallen zijn klein, meestal ongeveer 8 millimeter lang. Apatietkristallen met deze helderheid worden niet vaak in grote maten gevonden.

Wat is apatiet?

Apatiet is de naam van een groep fosfaatmineralen met vergelijkbare chemische samenstellingen en fysische eigenschappen. Ze zijn een belangrijk bestanddeel van fosforiet, een gesteente gewonnen voor zijn fosforgehalte en gebruikt om kunstmest, zuren en chemicaliën te maken. Apatiet heeft een relatief consistente hardheid en dient als indexmineraal voor een hardheid van vijf in de Mohs-hardheidsschaal. Specimens met uitstekende helderheid en kleur worden soms gesneden als gefacetteerde edelstenen. Degenen met een goede kleur en doorschijnendheid worden gesneden als cabochons.

Fysische eigenschappen van apatiet

Chemische classificatieFosfaat
KleurGroen, bruin, blauw, geel, violet, roze, kleurloos. Als edelstenen worden transparante exemplaren met uitstekende helderheid en levendige kleuren gebruikt.
streepWit
GlansGlasachtig tot onderhuids
diaphaneityTransparant tot doorschijnend
DecolleteSlecht tot onduidelijk
Mohs-hardheid5
Soortelijk gewicht3.1 tot 3.3
Diagnostische eigenschappenKleur, kristalvorm en hardheid. Bros, vaak sterk gebroken. Kan worden bekrast met een stalen mes.
Chemische samenstellingEen groep calciumfosfaten.
Fluorapatiet: Ca5(PO4)3F
Hydroxylapatiet: Ca5(PO4)3(OH)
Chlorapatiet: Ca5(PO4)3cl
Carbonaatrijk apatiet / francoliet:
Ca5(PO4,CO3)3(F, O)
Crystal-systeemzeshoekig
ToepassingenMeststof, fosforzuur, waterstoffluoride, edelstenen, erts van zeldzame aardelementen, pigmenten, edelsteen. Dient als een hardheid van 5 op de Mohs-hardheidsschaal.

Fysieke eigenschappen

Apatiet is vooral bekend om zijn gebruik als indexmineraal met een hardheid van 5 in de Mohs Hardness Scale. Het is meestal groen van kleur, maar kan geel, bruin, blauw, paars, roze of kleurloos zijn. Deze kleuren zijn vaak zo levendig dat apatiet vaak als edelsteen is gesneden. Apatiet is een bros materiaal. Het breekt door zowel breuk als splijting, maar de splijting is over het algemeen onduidelijk. Hexagonale apatietkristallen worden soms gevonden in stollingsgesteenten en metamorfe gesteenten.

Gefacetteerde apatiet: Vijf gefacetteerde stenen uit Madagaskar in verschillende kleuren. Met de klok mee van links: een groen 8 x 6,2 millimeter ovaal van 1,23 karaat; een geel 8 x 6,3 millimeter ovaal van 1,37 karaat; een blauwachtig groen 8,1 x 6,2 millimeter ovaal van 1,38 karaat; een blauw 7,1 x 5 millimeter ovaal van 0,91 karaat (warmtebehandeld); en een blauwachtig groen 7,1 x 5,2 millimeter ovaal van 1,05 karaat (warmtebehandeld).

De beste manier om te leren over mineralen is om te studeren met een verzameling van kleine exemplaren die je kunt omgaan, te onderzoeken en te observeren hun eigenschappen. Goedkope minerale collecties zijn verkrijgbaar in de winkel.

Geologisch voorkomen

Apatiet vormt zich onder een grote verscheidenheid van omstandigheden en wordt gevonden in stollingsgesteente, metamorfe en sedimentaire rotsen. De belangrijkste afzettingen van apatiet bevinden zich in sedimentaire gesteenten gevormd in mariene en lacustriene omgevingen. Daar had zich fosfatisch organisch afval (zoals botten, tanden, schubben en fecaal materiaal) opgehoopt en gemineraliseerd tijdens diagenese. Sommige van deze afzettingen bevatten voldoende fosfor zodat ze kunnen worden gedolven en gebruikt om kunstmest en chemische producten te produceren.

Apatiet komt soms voor als goed gevormde zeshoekige kristallen in hydrothermale aderen en pegmatietzakken. Deze kristallen hebben vaak een zeer hoge helderheid en een levendige kleur en zijn in edelstenen gesneden voor verzamelaars. Minerale verzamelaars genieten ook van deze goed gevormde apatietkristallen, en de prijzen die voor hen worden betaald, overschrijden vaak hun waarde als ruwe edelstenen.

Fosfaatrots van de Opper-Zhujiaqing-formatie van de provincie Yunnan in het zuidwesten van China met een fossielachtige peloidale textuur. Foto door James St. John, hier gebruikt onder een Creative Commons License.

Fosfaatrots en fosforiet

Fosfaatrots en fosforiet zijn namen die worden gebruikt voor sedimentair gesteente dat ten minste 15% tot 20% fosfaat op basis van gewicht bevat. Het fosforgehalte in deze rotsen is voornamelijk afgeleid van de aanwezigheid van apatietmineralen. Bepalen welke apatiet-mineralen in het gesteente aanwezig zijn, kan niet worden bepaald zonder laboratoriumtests, omdat hun deeltjesgroottes zo klein zijn.

De meeste fosfaatrots hebben een niet-detritale oorsprong vergelijkbaar met kalksteen. Een deel van het fosfaat wordt afgezet door neerslag uit oplossing; sommige zijn de overblijfselen en afvalproducten van organismen; en sommige worden afgezet door grondwater tijdens diagenese.

Net als kalksteen wordt fosfaatrots afgezet in sedimentaire bekkens waar de instroom van afvalmateriaal relatief laag is. Daardoor kan het fosfaat zich ophopen met zeer weinig verdunning van andere materialen. Wanneer de verdunningssnelheid hoog is, zullen fosfaatschalie, modderstenen, kalksteen en zandstenen zich vormen in plaats van fosfaatrots.

Fosfaatrots van de Simplot Mine, Phosphoria Formation van zuidoostelijk Idaho, met een peloidale textuur. Foto door James St. John, hier gebruikt onder een Creative Commons License.

Gebruik van apatiet als fosfaatrots

Het grootste deel van het fosfaatgesteente dat over de hele wereld wordt gedolven, wordt gebruikt om fosfaatmeststoffen te produceren. Het wordt ook gebruikt om diervoedersupplementen, fosforzuur, elementaire fosfor en fosfaatverbindingen voor de chemische industrie te produceren.

China is de grootste producent van fosfaatrots en produceert in 2014 ongeveer 100 miljoen ton. De Verenigde Staten, Rusland, Marokko en de Westelijke Sahara zijn ook belangrijke fosfaatproducenten. Meer dan 75% van 's werelds reserves fosfaatrots bevinden zich in Marokko en de Westelijke Sahara.

Fosfaatrots is het enige materiaal dat kan worden gebruikt om voldoende meststoffen te produceren om aan de wereldwijde vraag te voldoen. Zonder dat zouden boeren niet genoeg voedsel kunnen produceren om de wereldbevolking te voeden. Het is verrassend dat één soort steen, een steen waar de meeste mensen niets van weten, zo belangrijk is om de wereld gevoed en in leven te houden.

Cat's-Eye Apatiet: Twee mooie cabochons met een chatoyance geproduceerd door een fijne zijde van rutielnaalden. De steen links is een geel 7 x 5,9 millimeter ovaal van 1,82 karaat gesneden uit apatiet gewonnen in Kenia. De steen rechts is een groenachtig gouden (warmtebehandeld) 9,3 x 6,9 millimeter ovaal van 2,77 karaat gesneden uit apatiet gewonnen in Kenia.

Gemology

Transparante exemplaren van apatiet met levendige groene, blauwe, gele of roze kleur en uitstekende helderheid worden vaak gesneden in gefacetteerde edelstenen. Sommige stenen worden met warmte behandeld om hun kleur te verbeteren.

Aantrekkelijke doorschijnende stenen van uitstekende kleur worden gesneden en cabochon. Zelden bevat doorschijnende apatiet een fijne zijde van parallelle rutielkristallen. Wanneer ze in cabochon worden gesneden met de zijde georiënteerd parallel aan de onderkant van de steen, vertonen deze exemplaren vaak een chatoyance die bekend staat als "kattenoog".

Als edelsteen is apatiet populairder bij edelstenenverzamelaars dan bij juweliers. Het mineraal heeft een Mohs-hardheid van 5, breekt met afscheid en is zeer bros. Deze kenmerken maken het te kwetsbaar voor gebruik in de meeste soorten sieraden.