含氧盐矿物-磷酸盐

磷酸盐矿物是金属阳离子与磷酸根相化合而成的含氧盐矿物。本类矿物的种数较多，有763种，但它们中除少数矿物(如磷灰石等)在自然界中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。

化学组成

本类矿物中，与磷酸根化合的阳离子主要是Ca²⁺、Al³⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、Mn²⁺、Cu²⁺、Pb²⁺、TR等。此外，还常存在铀酰[UO₂]²⁺络阳离子。阴离子部分除[PO₄]^3-外，常存在附加阴离子(OH)^-、F^-、Cl^-、O^2-等。同时，有半数左右的矿物含H₂O分子。

晶体化学特征

在磷酸盐矿物中，络阴离子[PO4]^3-与半径较大的三价阳离子如TR³⁺结合成无水化合物，如磷钇矿Y[PO₄]；二价阳离子也以半径较大的Ca²⁺、Pb²⁺等所组成的化合物为最稳定，矿物的种别也较多，但往往带有附加阴离子，如磷灰石Ca₅[PO₄]₃(F,Cl,OH)；半径较小的二价阳离子如Fe²⁺、Mn²⁺、Cu²⁺等与之结合时，则往往形成含水化合物，如蓝铁矿Fe₃[PO₄]₂·8H₂O；一价阳离子如Na⁺、Li⁺等一般与Al³⁺一起参与组成矿物，如磷锂铝石LiAl[PO₄](F,OH)。此外，存在[UO₂]²⁺的矿物，均是含水化合物，如铜铀云母Cu[UO₂]₂[PO₄]₂·12H₂O。常见Ca²⁺ +Th^{4 +}→2TR³⁺，Na⁺ +Y³⁺→2Ca²⁺等类质同像置换。

物理性质

本类矿物由于成分比较复杂，种类也较多，在物理性质方面的变化范围也较大。大多数矿物具有低的或中等的硬度，只有无水磷酸盐矿物可有较高的硬度，但最高亦没有大于6.5。密度的变化范围很大，如水磷铍石Be₂[PO₄](OH)·4H₂O只有1.81g/cm³，而磷氯铅矿则高达7.14g/cm³。含铁、锰、铜、铀等的矿物，均出现较为鲜艳的颜色。

在地壳中，磷几乎都形成了磷酸盐矿物。外生成因的磷酸盐矿物种数比内生成因的多。内生成因主要为岩浆作用和伟晶作用，也有接触交代和热液作用；外生成因的是由复杂的生物化学作用所形成，或者是由内生成因的磷酸盐矿物经变化后所形成的次生矿物。

主要矿物描述

磷灰石( apatite) Ca₅[PO₄]₃(F,OH)

[化学组成] 成分中的Ca可被稀土元素(主要是Ce)和微量元素Sr作不完全类质同像替代。稀土含量一般不超于5%。按照附加阴离子的不同，磷灰石可分以下亚种:

氟磷灰石 (fluorapatite) Ca₅[PO₄]₃F

氯磷灰石 (chlorapatite) Ca₅[PO₄]₃Cl

羟磷灰石 (hydroxylapatite) Ca₅[PO₄]₃(OH)

碳磷灰石 (carbonate-apatite) Ca₅[PO₄,CO₃(OH)]₃(F,OH)

其中氟磷灰石最常见，它就是一般所指的磷灰石。碳磷灰石由于有[CO₃]2-代替[PO₄]3- ，出现了剩余的负电荷，为此，[CO₃]2-与OH-或F-结合在一起，以离子团形式进入晶格，然而当1个[CO₃]2-代替1个[PO₄]3-时，只有0.4个[CO₃]2-与OH-或F-结合，故Ca2+可被K+、Na+等代替，以达到电价平衡。

[晶体结构] 六方晶系；；a₀=0.938~0.943nm，c₀=0.686~0.688nm；Z=2。

[形态]常呈柱状、 短柱状、厚板状或板状晶形。集合体呈粒状、致密块状。

[物理性质]无杂 质者为无色透明，但常呈浅绿色、黄绿色、褐红色、浅紫色，沉积岩中形成的磷灰石因含有机质染成深灰至黑色；玻璃光泽，断口呈油脂光泽。解理{001}不发育；断口不平坦。硬度5。相对密度3.18 -3.21。加热后常可出现磷光。性脆。

[成因及产状]在沉积岩、沉积变质岩及碱性岩中可形成巨大的有工业价值的矿床。在各种岩浆岩及花岗伟晶岩中呈副矿物。

生物化学作用形成的磷矿，主要由鸟粪或动物骨骼堆积形成，它主要由羟磷灰石组成，如我国西沙群岛，鸟粪堆积形成的磷矿可厚达2m。

此外，人体胆结石和尿路结石可含有少量的碳磷灰石和羟磷灰石。

[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鉴定:以钼酸铵粉末置于矿物上，加一滴硝酸，则生成黄色磷钼酸铵沉淀，此为试磷的有效方法(注意:当有碳酸盐和有机质在时常出现蓝色沉淀)。

[主要用途]提取磷的原料。含稀土元素时可综合利用。