基本简介

磷灰石

磷灰石是一类含钙的磷酸盐矿物总称，其化学成分为Ca5(PO4)3(F,Cl,OH)，其中含CaO为55.38%，含P2O3为42.06%，含F为1.25%，含Cl为2.33%，含H2O为0.56%。

化学通式为(X5ZO4)3F,Cl,OH)、晶体属六方晶系的磷酸盐矿物的总称。矿物族名。式中X代表Ca,Sr,Ba,Pb,Na,Ce,Y等，Z主要为P，还可为As,V,Si等。最常见的矿物种是氟磷灰石Ca5PO43F，其次有氯磷灰石Ca5PO43Cl、羟磷灰石Ca5PO43(OH)、氧硅磷灰石Ca5(Si,P,S)O43(O,OH,F)、锶磷灰石Sr5PO43F等。磷灰石晶体常见,一般呈带锥面的六方柱；集合体呈粒状、致密块状、结核状；呈胶体形态的变种称为胶磷灰石，其矿石称为胶磷矿。

磷灰石呈浅绿、黄绿、褐红等色，玻璃光泽。具不完全解理，断口不平坦。摩斯硬度5，比重3.18～3.21。加热后常可出现磷光。将钼酸铵粉末置于磷灰石上，加硝酸，可生成黄色磷钼酸铵，用以快速试磷。磷灰石作为副矿物见于各种火成岩中，在碱性岩中可形成有工业价值的矿床，如俄罗斯科拉半岛的希比内磷灰石-霞石矿。规模巨大的磷灰石矿床主要为浅海沉积成因，以胶磷矿为主，例如中国的湖北襄阳、云南昆阳、贵州开阳磷矿，或是由它们再经变质作用形成的沉积变质矿床。由生物化学作用形成的海岛鸟粪层磷矿，主要成分为羟磷灰石，规模也很大。磷灰石是制造磷肥和提取磷及其化合物的最主要矿物原料；含稀土元素时可综合利用；透明而色泽丽润的磷灰石晶体可作低档宝石。

结构形态

六方晶系，a0=0.943~0.938nm，c0=0.688~0.686nm；Z=2。晶体结构的基本特点为，Ca-O多面体呈三方柱状，以棱及角顶相连呈不规则的链沿c轴延伸，链间以[PO4]连结，形成∥c轴的孔道，附加阴离子Cl-、F-、OH-充填于此孔道中也排列成链，坐标高度可变，并有缺席的无序-有序。F—Ca配位八面体角顶的Ca，也与其邻近的4个[PO4]中的6个角顶上的O2-相连。

磷灰石为六方晶系，晶体呈六方柱状，集合体有块状、粒状、结核状等多种，颜色多样，有灰色、黄色、褐色、绿色等，有玻璃光泽，硬度为5，比重为2.9-3.2，断口有贝壳状，有油脂光泽，有许多种磷灰石具有荧光。通常多种磷灰石含有杂质，如氟、碳、氯、铀、锰和其他稀有元素等。

物理性质

无杂质者为无色透明，但常呈浅绿、黄绿、褐红、浅紫色。沉积成因的磷灰石因含有机质被染成深灰至黑色。玻璃光泽，断口油脂光泽。解理及不完全。性脆。断口不平坦。硬度5。相对密度3.18~3.21。偏光镜下：无色。一轴晶(-)。氟磷灰石：No=1.633，Ne=1.629，折射率随OH、Cl含量增高而增大；氯磷灰石：No=1.667，Ne=1.665；羟磷灰石：No=1.651，Ne=1.647。

矿物特点

磷矿石按其成因不同，可分为磷灰石和磷块岩。磷灰石是指磷以晶质磷灰石形式出现在岩浆岩和变质岩中的磷矿石。磷块岩系指由外生作用形成、由隐晶质或显微隐晶质磷灰石及其他脉石矿物组成的堆积体。自然界中已知的含磷矿物大约有120多种，分布广泛。但是按其质和量都能达到可以开采利用的含磷矿物则不过几种。在工业上作为提取磷的主要含磷矿物是磷灰石，其次有硫磷铝锶石、鸟粪石和蓝铁石等。自然界中磷元素约有95%集中在磷灰石中。

鉴定特征

当晶体较大时，晶形、颜色、光泽、硬度均可作为鉴定特征。若为细分散状态则需依靠化学分析鉴定。

种类区分

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化学组成(%)：CaO 54.58，P2O5 41.36，F 1.23，Cl 2.27，H2O 0.56。可有少量TR和微量Sr作不完全类质同像替代Ca，少量Cl、OH代替F。稀土含量一般不超过5%。按照附加阴离子可分为以下亚种：

氟磷灰石（fluorapatite） Ca5[PO4]3F

氯磷灰石（chlorapatite） Ca5[PO4]3Cl