二、無水磷酸鹽礦物

無水磷酸鹽礦物包括的主要礦物種有獨居石、磷灰石、磷氯鉛礦，這三種礦物的主要特征見表17－3－2。其他特征如下：

表17－3－2　獨居石、磷灰石、磷氯鉛礦的主要特征

（一）化學成分

獨居石，又稱磷鈰鑭礦：成分中常含有鑭系元素呈類質同象代替Ce。也常有Th、Y、U、Ca、S、Si等以類質同象代替形式進入晶體。離子間常見的替換形式有：Ca²⁺+［SO₄］^2－→Ce³⁺+［PO₄］^3－；Th⁴⁺+［SiO₄］^4－→Ce³⁺+［PO₄］^3－；Th⁴⁺+Ca²⁺→2Ce³⁺；La→Ce等。當La＞Ce時，被稱為鑭獨居石；富含U、Th者，被稱為釷獨居石；富含Si者，被稱為硅獨居石。

獨居石中，ThO₂的含量常大于U，并隨著產于偉晶巖、花崗巖及熱液作用中使ThO₂的含量逐漸降低。ThO₂的含量也與Ce族稀土呈反消長的關系。

在熱液作用中，獨居石的Ce族稀土的含量特高，而Y族稀土的含量最低，∑Ce₂O₃/∑Y₂ O₃在巖漿或偉晶期為8～35之間，在熱液期其比值＞100。在Ce族稀土元素范圍內，重Ce族稀土元素與輕Ce族稀土元素的分配隨地質作用的不同而不同，巖漿期和偉晶期的獨居石的La/Nd＜1.6，Y族稀土元素較高；熱液期的La/Nd在1.6～4.5之間；Y族稀土元素較低。

磷灰石：成分中F、Cl、（OH）之間可形成完全類質同象關系，構成磷灰石的亞種：氟磷灰石、氯磷灰石、羥磷灰石。［CO₃］^2－置換［PO₄］^3－形成碳磷灰石。此外，經常有O、Mn、Fe、Y、Na、K、Ba、Si及稀土元素置換Ca形成了磷灰石亞種：錳羥磷灰石、鉀羥磷灰石、堿磷灰石、釔磷灰石、硅磷灰石、氧磷灰石等。

磷氯鉛礦：成分中含有Ca、As、V等呈類質同象關系的元素。

（三）晶體結構

獨居石：晶體結構為獨居石型，結構中［PO₄］^3－與Ce沿c軸相間排列而成，Ce聯結周圍6個［PO₄］^3－中的9個O，形成［CeO₉］不規(guī)則配位多面體，Ce的配位數為9。

磷灰石：晶體結構為磷灰石型。如圖17－3－1所示，結構中Ca有兩種配位多面體形式，一種為Ca與上下層6個［PO₄］^3－中的9個O聯結，配位數為9，其中6個O與Ca距離近，3個O與Ca距離遠，構成［CaO₉］不規(guī)則配位多面體。在沿c軸形成平行的通道中，充填其中的附加陰離子與上下層的6個另一種Ca組成［FCa₆］或［OHCa₆］八面體聯結，而這種Ca則與周圍的4個［PO₄］^3－中6個O和一個F或Cl形成配位數為7的［CaO₆F（OH）₇］配位多面體。

磷氯鉛礦：晶體結構為磷灰石型，結構中Pb代替了Ca的位置，Cl代替了F或OH的位置。

圖17－3－1　磷灰石晶體結構（俯視圖）

（三）成因產狀與礦物共生組合

獨居石主要產于花崗巖、偉晶巖及其有關的礦床中?；◢弾r中，獨居石與條紋長石、石英、黑云母等礦物共生；偉晶巖中，獨居石與黑云母、褐簾石、鋯石及白云母、釷石、鐵金紅石、磷釔礦、綠柱石、鈉長石、鋰輝石、銫榴石、榍石等礦物共生；產于高溫熱液礦床中的獨居石與磁鐵礦、赤鐵礦、白云石、金云母、鈉閃石、氟碳鈰礦、磷灰石、重晶石、螢石等礦物共生；產于方解石石英脈中的獨居石與方解石、石英、重晶石、螢石、云母、透閃石、透輝石等礦物共生。

外生條件下，獨居石性質穩(wěn)定，可形成砂礦。

磷灰石形成的環(huán)境條件比較廣泛，可形成于各種地質作用中。在堿性巖及基性巖中形成的磷灰石呈浸染狀或塊狀產出，與鈣長石、拉長石、紫蘇輝石、鈦磁鐵礦等礦物共生，富集成具有工業(yè)價值的礦床；產于酸性巖漿巖及花崗偉晶巖的磷灰石常以副礦物形式產出，與褐簾石、獨居石、鋯石、綠柱石等礦物共生；產于鉀長偉晶巖中的磷灰石與透輝石、鉀長石、方解石、方柱石、榍石、黃鐵礦等礦物共生；在淺海相沉積環(huán)境下，磷灰石呈膠體狀產出，與粘土礦物、石英、絹云母等礦物共生，形成具有極大價值的礦床。我國的湖南、云南、四川、安徽、貴州等地均產出這種沉積型磷礦床，它常產出在寒武紀、震旦紀、泥盆紀等地層中。

以生物化學作用形成的磷灰石，主要由鳥糞與動物骨骼堆積而成。在我國西沙群島，鳥糞層可厚達數米。

磷氯鉛礦主要形成于鉛鋅硫化物礦床氧化帶中，為方鉛礦氧化后形成的次生礦物，常與白鉛礦等礦物共生。

（四）鑒定特征

獨居石：具有板狀晶形，呈黃褐色至紅褐色，樹脂光澤，密度較大。

磷灰石：具有柱狀晶形，玻璃光澤，硬度中等。

磷氯鉛礦：具有細小柱狀形態(tài)，金剛光澤，密度特大，顏色呈黃綠色。

（五）用途

獨居石可作為提取稀土的重要礦物原料。

磷灰石可作為制造磷肥及化學工業(yè)上的各種磷酸鹽和磷酸的材料。

磷氯鉛礦可與其他鉛礦物一起作為提取鉛的礦物原料；也可作為尋找原生鉛礦床的標志礦物。