アパタイトは、リン酸四面体、カルシウムサイト、フッ素、塩素、またはヒドロキシルを保持できる構造チャネルを中心に構成されたリン酸カルシウム鉱物群です。化学式は通常Ca₅(PO₄)₃(F,Cl,OH)と書かれ、六方単位胞に合わせてCa₁₀(PO₄)₆(F,Cl,OH)₂と倍数で表されます。

主な終端成分はフルオロアパタイト、クロロアパタイト、ヒドロキシルアパタイトです。天然結晶は通常、完全に純粋な終端成分ではなく固溶体です。炭酸塩の置換、希土類元素、ストロンチウム、マンガン、鉄、硫黄、その他の微量成分も構造に入り込み、アパタイトの広範な地質学的有用性と多彩な色調を生み出します。

アパタイトはほぼすべての主要な地質環境を自在に移動する数少ない鉱物の一つである。溶融物から直接結晶化し、揮発性豊富なペグマタイトシステムに濃縮し、海洋リン酸塩化学から形成され、骨や歯に現れ、スカルンや大理石で成長し、熱水流体から沈殿する。

火成岩では、アパタイトは一般的に付加鉱物として形成されます。リンは多くの初期形成ケイ酸塩鉱物に容易に適合しないため、条件が整うまで溶融物中に残ることがあり、アパタイトの結晶化のタイミングは溶融物の組成、温度、カルシウムの利用可能性、ケイ素活性、水分含有量、フッ素、塩素、ヒドロキシルのバランスに依存します。

苦鉄質マグマはカルシウムとリンが十分に利用可能な場合にアパタイトを成長させることができ、フェルシックマグマは後期の残留溶融物にリンを濃縮することがあります。花崗岩、流紋岩、閃緑岩、斑れい岩、玄武岩、閃長岩および関連岩石では、アパタイトはしばしば小さな六角形の針状または柱状結晶として存在し、時には黒雲母、角閃石、長石、石英、ジルコン、チタン石、磁鉄鉱、その他の鉱物に包まれています。

ペグマタイトは、魅力的な透明アパタイトが見られる最も重要な環境の一つです。これらは後期の揮発性に富む火成システムを表しており、残留流体や溶融物が珍しい元素を濃縮し、大きな結晶の成長を可能にします。開いたポケット、割れ目、ミアロリティック空洞、長石-石英-雲母の組み合わせが、宝石質のアパタイトが形成される条件を作り出します。

良質なペグマタイトアパタイトは青、青緑、緑、黄色、紫、無色であることがあります。最高の石は清浄な透明度、強い彩度、良好なサイズ、完全な結晶面またはファセット可能な内部を兼ね備えています。アパタイトは多くの宝石よりも柔らかいため、結晶は縁の摩耗、表面のエッチング、劈開に関連する弱点、接触による損傷を示すことがあり、慎重な選択が重要です。

炭酸岩は珍しい炭酸塩に富む火成岩で、アパタイト、希土類元素、ニオブ、ストロンチウム、フッ素、鉄、その他の経済的に重要な成分を濃縮することがあります。これらのシステムでは、フルオロアパタイトは散在粒子、大結晶、累積層、脈、または鉱床関連の塊として存在することがあります。

アルカリ性火成複合体は、特に揮発性が豊富なマグマが高リンとフッ素を運ぶ場合に、豊富なアパタイトを含むことがあります。これらの環境は、アパタイトが磁鉄鉱、方解石、ドロマイト、ネフェリン、アイギリン、アンフィボール、バイオタイト、パイロクロア、モナザイト、バストネサイト、ジルコン、その他の希少元素鉱物に伴うことがあるため、鉱物コレクションや経済地質学で重要です。

堆積性アパタイトは通常、宝石に見られる透明な宝石質材料ではない。代わりに、一般的に微結晶で炭酸塩を多く含むフルオロアパタイトで、燐鉱石の文脈ではフランコライトと呼ばれることが多い。これはリンが豊富な海洋堆積物中での沈殿、置換、成岩的濃縮を通じて形成される。

燐鉱石の形成はしばしば海洋生産性、湧昇系、低酸素の堆積物-水界面、微生物活動、再堆積、骨、歯、糞粒、貝殻、リン酸塩豊富な泥の濃縮に関連する。時間とともに、炭酸塩フルオロアパタイトは生物遺骸を置換し、ペレットや結核として成長し、堆積物をセメント化し、採掘可能なリン鉱石に蓄積することがある。

ヒドロキシアパタイトおよび関連する炭酸塩豊富な生物アパタイトは、生物の硬組織の中心的存在です。歯のエナメル質、象牙質、骨はアパタイトに構造的に関連するリン酸カルシウム物質を含んでいます。これにより、アパタイト群は単なる宝石や地質鉱物だけでなく、脊椎動物の解剖学の一部でもあるという特異な親密さを持ちます。

生物学的アパタイトは後に堆積系に入り得ます。歯、骨、魚の破片、脊椎動物の遺骸、リン酸塩豊富な有機物は再加工、埋没、リン酸化、または成岩作用中に変質することがあります。長期間にわたり、生物由来のリンは海洋リン酸塩鉱床の形成を助けます。

アパタイトは広範な変成条件下で安定しています。片麻岩、片岩、角閃岩、グラニュライト、大理石、石英岩、高度変成岩の付加鉱物として存在し続けることができます。熱、圧力、流体の流れの下で、アパタイトは再結晶し、新しい縁を成長させ、ハロゲンを交換し、微量元素を再分布させたり、反応帯で新しい結晶を形成したりすることがあります。

炭酸塩豊富な岩石では、アパタイトは方解石、ドロマイト、ジオプサイド、トレモライト、ウォラストナイト、スカポライト、ガーネット、磁鉄鉱、その他のスカルン鉱物と共に存在することがあります。熱水系では、リン酸塩を含む流体が脈や変質岩中にアパタイトを沈殿させることがあり、通常は石英、方解石、蛍石、緑泥石、エピドート、硫化物、または酸化鉄と共存します。

アパタイトは農業に不可欠な栄養素であるリンを濃縮するため経済的に重要です。堆積性リン酸塩鉱床や火成-炭酸塩岩系のリン酸塩鉱石は肥料や工業用リン酸製品に加工されます。リン以外にも、アパタイトは鉄酸化物-アパタイト系、希土類元素含有炭酸塩岩、アルカリ複成岩、変質鉱床帯にも産出します。

アパタイトの品種名は、化学組成、外観、産地、質感、または取引言語を指すことがあります。専門的な文章ではこれらのカテゴリーを明確に区別すべきです：フルオロアパタイトは鉱物種であり、ネオンブルーグリーンは色の説明、キャッツアイアパタイトは現象、フランコライトは炭酸塩を多く含む堆積性アパタイトの品種であり、いくつかの古い名称は現在の小売基準ではなく歴史的なものです。

アパタイト構造は多くの化学的置換を受け入れるほど柔軟です。鉱物学者はアパタイトをより広いアパタイト超グループに分類しており、これは構造的に類似しているが主要なカチオンやアニオンが異なる関連鉱物を含みます。これらの鉱物は関連しているように見えますが、本当にアパタイト種でない限り、カルシウムリン酸アパタイトとして販売または説明すべきではありません。

アパタイトは地質学で最も有用な記録鉱物の一つである。そのF-Cl-OHサイトは揮発性情報を保存し、微量元素はマグマおよび流体プロセスの指紋となり、ゾーニングは結晶成長の履歴を保持し、ウランを含む格子は熱年代測定に用いられ、冷却、隆起、侵食、および地表近くの熱履歴を再構築できる。

アパタイトは広く分布していますが、特定の産地は宝石結晶、地質参照資料、リン酸塩資源、またはコレクター標本として特に重要です。産地は石の物語を豊かにしますが、品質は色、透明度、カット、状態、証明書に依存します。

アパタイトの地質学的起源はその外観と最適な用途に強く影響する。ペグマタイト産の石は透明でファセット加工に適することがある。炭酸塩岩由来のアパタイトは粒状で黄緑色、地質学的に重要である。堆積性アパタイトは微結晶質で資源重視。スカルンや熱水性の材料はマトリックスを多く含み標本向きである。