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磷灰石

Apatite

礦物下的一個物種

磷灰石是一類含鈣的磷酸鹽礦物總稱，其化學成分為Ca5(PO4)3(F,Cl,OH)，其中含CaO為55.38%，含P2O5為42.06%，含F為1.25%，含Cl為2.33%，含H2O為0.56%。最常見的磷灰石礦物種是氟磷灰石Ca5(PO4)3F，其次是氯磷灰石Ca5(PO4)3Cl、羥磷灰石Ca5(PO4)3(OH)、氧矽磷灰石Ca5[(Si,P,S)O4]3(O,OH,F)和鍶磷灰石Sr5(PO4)3F等。磷灰石有三種生成方式，分別生成於火成岩、沉積岩和變質岩中，生成於火成岩中的為內生磷灰石，一般作為副產物在基性或鹼性岩石中富集；在沉積岩中為外生磷灰石，是由生物沉積或生物化學沉積形成的，一般為結核狀；在變質岩中生成的是經區域變質生成的。磷灰石為六方晶系，晶體呈六方柱狀，集合體有塊狀、粒狀、結核狀等多種，顏色多樣，有灰色、黃色、褐色、綠色、藍色等，有玻璃光澤，硬度為5，比重為2.9-3.2，斷口有貝殼狀，有油脂光澤，有許多種磷灰石具有螢光。通常多種磷灰石含有雜質，如氟、碳、氯、鈾、錳和其他稀有元素等。磷灰石是提取磷和製造農用磷肥的重要原料，顏色好結晶好的磷灰石可作為寶石或裝飾材料。伴生元素多的磷灰石可以綜合利用。

關於磷灰石的一般資訊

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磷灰石的物理特性

顏色

無色、黃色、綠色、藍色、紫色、粉紅色、深藍色

條痕

白色

口袋裡的AI岩石專家

磷灰石的化學特性

化學式

Ca₅(PO₄)₃(Cl/F/OH)

磷灰石的光學特性

折射率

1.628-1.651

雙折射

0.002-0.008

多色性

藍色石頭—強二色性：無色至黃色、藍色；黃色石頭—弱二色性：綠黃色、金黃色；綠色石頭—弱二色性：黃色、綠色、藍綠色

色散

0.013

光學特性

單光軸負向

磷灰石的特徵

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磷灰石的文化意義

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磷灰石的用途

磷灰石的主要用途是製造肥料——它是磷的來源。偶爾也用作寶石。綠色和藍色品種的磷灰石，細粉狀，具有優異的遮蓋力。在用硫酸消化磷灰石以製造磷酸的過程中，任何氟磷灰石含量會產生氫氟酸副產品。這是一個小規模的工業氫氟酸來源。氟氯磷灰石構成了現在已廢除的鹵磷熒光燈管熒光粉系統的基礎。錳和銻的摻雜元素，含量低於一摩爾百分比——取代鈣和磷引入螢光——調整氟-氯比例改變產生的白色色調。這套系統已幾乎完全被三磷系統取代。在美國，源自磷灰石的肥料被用來補充許多農作物的營養，提供寶貴的磷來源。磷灰石也被提議作為核廢料儲存材料的載體，以及其他磷酸鹽。

磷灰石的地球化學

磷灰石存在於沉積岩、變質岩、火成岩和火山岩中。磷灰石可以在沉積過程、火成過程（如偉晶岩）、變質過程和熱液噴口中形成，亦由生物系統產生。磷灰石是少數由生物微環境系統生產和使用的礦物之一。磷灰石是摩氏硬度5的標準礦物。羥基磷灰石又稱羥基嘧磷灰石，是牙齒琺瑯質和骨骼礦物的主要成分。一種相對罕見的磷灰石形式，其 OH 群大部分缺失，含有許多碳酸鹽和酸磷酸鹽取代，是骨材料的重要成分。氟磷灰石（或氟磷灰石）比羥磷灰石更耐酸侵蝕；在20世紀中葉，發現天然含氟水源的社區有較低的齲齒率。氟化水允許牙齒中氟離子取代磷灰石中的氫氧根。類似地，牙膏通常含有氟離子的來源（如氟化鈉、單氟磷酸鈉）。過量氟化會導致齒氟症和/或骨氟症。磷灰石中的裂變痕跡常被用來判定造山帶和沉積盆地中沉積物的熱歷史。(U-Th)/He 年代測定方法也已從高貴氣體擴散研究確立，用於判定熱歷史和其他非典型應用，例如古野火測年。磷灰岩是一種富含磷酸鹽的沉積岩，含有18%到40%的P2O5。磷灰岩中的磷灰石以隱晶質團塊形式存在，被稱為膠晶。