磷酸盐矿物

磷酸盐矿物是金属阳离子与磷酸根［PO4］3-相化合而成的含氧盐类矿物。本类矿物的种类较多，已知的磷酸盐矿物约有410种，但除极少数矿物（如磷灰石）在自然界有广泛分布并可形成有工业价值的矿床外，大多数都为量极少，分布比较局限。

磷灰石族

磷灰石Apatite ［PO4］3（F，Cl，OH）

六方晶系。单晶体呈六方柱状或厚板状（图4-63）。集合体成块状、粒状、结核状等。

颜色多种多样，其中以黄、绿、黄绿、浅蓝和褐色等为常见，含有机质则可染成深灰至黑色；玻璃光泽，断口呈油脂光泽。硬度5；解理平行｛0001｝及｛ ｝不完全；参差状或贝壳状断口。密度29～32g/cm3。加热后常可见磷光发光性。

图4-63 磷灰石的晶形和实际晶体

c｛0001｝平行双面；m｛ ｝六方柱；x｛ ｝六方双锥

作为副矿物见于许多岩浆岩中，有时在碱性岩、基性岩以及与之密切相关的碳酸盐岩中呈致密块状或粒状富集成有经济价值的磷矿床。在伟晶岩、接触交代矿床和热液矿脉中有时也可见粗大的柱状晶体磷灰石生成。海相沉积成因主要形成胶磷矿，并往往富集成最有经济价值的磷矿床。胶磷矿在受区域变质作用后可变为显晶质细粒磷灰石。我国磷矿资源较丰富，云南昆阳、贵州开阳、湖北襄阳是著名的沉积成因的磷矿产地；江苏海州等地是沉积变质成因的磷矿产地；河北矾山等处则是岩浆成因的磷矿产地。

★磷灰石以其柱状晶形，光泽和硬度作为鉴定特征。但对于结核状磷灰石和胶磷矿则不易识别，可用HNO2滴于其上，再加少许钼酸铵粉末，如粉末由白色变为**，则指示有磷的存在。

用于制造磷肥以及化学工业上的各种磷盐和磷酸。

本章小结

1自然金往往为热液成因的，而自然铜和自然银除热液成因的以外，更常见于硫化物矿床氧化带中。

2金刚石结晶发生于高温高压条件下，是岩浆作用的产物；石墨也往往在高温条件下形成，但分布最广的是沉积变质成因的石墨，系由富含有机质或碳质的沉积岩经受区域变质作用而成。

3方铅矿是自然界分布最广的含铅矿物。黄铁矿是地壳中分布最广的硫化物矿物，形成于多种不同地质条件下，外生成因的黄铁矿常指示还原的沉积环境。

4萤石和石盐是地壳上最主要的卤化物矿物。石盐是典型的化学沉积成因的矿物，主要聚集形成于干热气候条件下的内陆盆地盐湖和滨海浅水潟湖中。

5纯净无色透明的石英晶体，称水晶；烟**称烟水晶；暗棕色称茶晶；黑色者称墨晶；紫色称紫水晶；**者称黄水晶；呈浅红色、粉红色的石英称蔷薇石英；呈乳白色的称乳石英。

6黑钨矿成因上与花岗岩关系密切，主要产于高温热液石英脉及云英岩化花岗岩中。我国是世界上最大的产钨国。

7铝土矿并不是一个矿物种，而是以三水铝石、硬水铝石或软水铝石为主要组分，并包含数量不等的高岭石、蛋白石、赤铁矿、针铁矿等组成的混合物。

8硅酸盐矿物结构中的基本构造单元是稳定的［SiO4］四面体型的硅酸根离子，它既可以孤立存在，也可以通过共用四面体角顶上氧离子的方式，彼此相接而形成多种复杂的络阴离子。

9根据［SiO4］在结构中连接方式的不同，可以分为岛状络阴离子、环状络阴离子、链状络阴离子、层状络阴离子、架状络阴离子等五种基本的络阴离子类型。

10橄榄石是地幔岩的主要组成矿物之一，也是基性、超基性岩中的主要造岩矿物。

11蓝晶石多由泥质岩经变质而成，主要形成于中级变质作用压力较高的条件下，是典型区域变质矿物之一。

12石英柱面上发育有横纹。电气石柱面上常有纵纹，晶体的横断面呈弧线三角形。

13辉石矿物常呈柱状晶体形态，其横截面呈假正方形或八边形，解理夹角为93°和87°。

14角闪石常呈长柱状或针状形态，晶体横截面常呈六边形，解理夹角分别为56 °和124 °。

15蒙脱石吸水后体积急剧膨胀，并分散成糊状。受热脱水后产生体积收缩。这种膨胀性和体积收缩性对建筑地基危害性很大。

16白云母是分布很广的造岩矿物之一，在三大岩类中均有产出。

17透长石、正长石、微斜长石这3种长石统称为钾长石。钠长石、奥长石、中长石、拉长石、培长石、钙长石这6种长石统称为斜长石。

18霞石是富钠质碱性岩中的典型矿物。不与石英共生。

作业及思考题

1金刚石和石墨的成分都是C，它们的形态、物理性质有什么区别？

2黄铁矿的晶形有时呈立方体、八面体或五角十二面体等，它们之间是同质多象吗？

3从晶形、解理、光泽、颜色等特征上，如何区分石英、绿柱石与萤石？

4石英族矿物有何特殊的物理特性？有哪些变种，各自有何用途？

5从地质产状、形态特征与解理交角，分析辉石和角闪石之间的异同。

6白云母最显著的物理性质是什么？此性质有何工业用途？

7碱性长石包括哪几个矿物种？斜长石是如何分类的？肉眼如何区分和鉴别碱性长石与斜长石？哪些长石可具有钠长石律聚片双晶？

8蒙脱石、石膏、硬石膏最显著的特点是什么？在工业用途和工程地质上有何意义？

9什么是冰洲石？如何区别方解石、文石与白云石？

10何谓黏土矿物？它们有哪些特殊性质？

11何谓似长石？霞石、白榴石在成分和成因上有何特点？

12如何区分和鉴别金红石、锡石和锆石？

13哪些碳酸盐矿物可作为原生铜矿床的找矿标志？

14如何区别石膏和硬石膏，硬石膏和重晶石，石英和白钨矿？

15如何区分绿柱石和磷灰石，黑电气石和硼镁铁矿？

16自然界中氧化物常形成砂矿，而硫化物矿物在砂矿中却难以见到。为什么？

17如何区别黄铁矿和黄铜矿，辉钼矿和石墨，辰砂和雄黄，雌黄和自然硫？

18自然元素矿物中包括金属互化物矿物，它们与类质同象混晶矿物有何区别？

磷肥根据来源可分为:

(1)天然磷肥，如海鸟粪、兽骨粉和鱼骨粉等;

(2)化学磷肥，如过磷酸钙、钙镁磷肥等。

根据所含磷酸盐的溶解能性可分为:

(1)水溶性磷肥，如普通过磷酸钙、重过磷酸钙等。其主要成分是磷酸一钙。易溶于水，肥效较快。

(2)枸溶性磷肥，如沉淀磷肥、钢渣磷肥、钙镁磷肥、脱氟磷肥等。其主要成分是磷酸二钙。不溶于水而溶于水2%枸橼酸溶液，肥效较慢。

(3)难溶性磷肥，如骨粉和磷矿粉。其主要成分是磷酸三钙。不溶于水和2%枸橼酸溶液，须在土壤中逐渐转变为磷酸一钙或磷酸二钙后才能发生肥效。

1、磷矿粉的化学式：Ca3(PO4)2。

2、磷矿粉，有灰色或褐色两种，本身没有气味。主要成分为氟磷灰石（化学式，Ca10(PO4)6F2），含全磷（五氧化二磷）10-35%，其中3-5%的磷溶于弱酸，可被作物吸收利用，其它大部分作物难于直接吸收利用，属于难溶性磷肥。

主要成分没有太大区别，主要是磷酸钙。

磷矿是指在经济上能被利用的磷酸盐类矿物的总称，是一种重要的化工矿物原料。用它可以制取磷肥，也可以用来制造黄磷、磷酸、磷化物及其他磷酸盐类，以用于医药、食品、火柴、染料、制糖、陶瓷、国防等工业部门。

元素特性

磷的物理性质: 游离态磷有白磷、红磷和黑磷三种同素异型体

白磷: 分子是由四个磷原子构成的正四面体键角60° 白色蜡状, 因常带有**, 有叫黄磷 难溶于水,易溶于非极性溶剂如CS2，有剧毒(001g―006g致命)，着火点40℃ 所以少量的白磷保存在冷水；

红磷: 复杂的大分子, 结构尚未完全清楚, 但已知其结构中有磷原子构成的环和链，棕红色粉末，基本无毒，常压下加热则升华为磷蒸汽, 遇冷凝结为白磷，难溶于水和二硫化碳等；

黑磷: 黑色有金属光泽的晶体, 它是用白磷在很高压强和较高温度下转化而成的磷, 使用价值不大。

磷矿物按其成矿起源可分为沉积岩、变质岩和火成岩。目前，工业开采的约85%是海相沉积磷矿，其余主要为火成岩磷矿。鸟粪层磷矿是鸟粪的直接或间接的堆积物矿化而成，储量不大，但目前在世界磷矿年产量中约占2%，火成岩或变质岩磷矿品位一般比较低，但可选性好，通过浮选，可得到品位很高的精矿。目前工业开采的苏联科拉磷矿，南非帕拉博瓦磷矿，巴西雅库皮兰加磷矿，中国锦屏磷矿和黄麦岭磷矿等都属于火成岩磷矿，其产量约占总产量的16%。海相沉积磷矿的品位高低不一，可选性差别也很大，目前工业开采的是地理位置好、交通运输方便、采矿和富集费用比较低的那部分资源。美国佛罗里达磷矿和摩洛哥磷矿是世界著名的磷矿生产基地，中国云南滇池磷矿、贵州开阳磷矿和湖北荆襄磷矿都属于海相沉积磷矿，也有相当大的生产规模。

磷锶铝石：标准磷锶铝石的理论化学式为SrAl3(PO4)2(OH)5·H2O，化学成分P2O53077%，SrO2245%，Al2O33312%。磷锶铝石相当坚硬，小刀不能刻划。比重311。由于P2O5含量高，因此除可作为磷矿利用外，同时含大量的锶和稀土元素，可综合利用。四川什邡磷矿中的硫磷铝锶矿层是一种含硫和钙的变种。

蓝铁矿：属水的磷酸盐，化学式为Fe3(PO4)2·8H2O，主要成分：P2O52830%，FeO430%，H2O287%。通常呈柱状，有时扁平，有时呈圆球状、片状、放射状、纤维状、土状等。比重268±001。新鲜晶体无色透明，具玻璃光泽，颜色为浅蓝色或浅绿色，强氧化后呈深蓝色、暗绿色或蓝黑色，容易识别。蓝铁矿主要产于含有机质较多的褐煤、泥炭、森林土壤中，也与沼铁矿共生。在含海绿石的砂质磷块岩中也有蓝铁矿。有些蓝铁矿为原生铁铝磷酸盐矿物风化的产物。除上述外常见的磷酸盐矿物还有银星石、磷铝石、红磷铁石等。 [3]