Апатит рифмуется со словом «аппетит», и, как подобает, играет жизненно важную роль в процессе питания. Этот минерал содержится в зубах и костях, обеспечивая структурную прочность каждого нашего укуса и шага.
Но апатит — это гораздо больше, чем просто строительный блок в биологии. Он имеет важное значение в сельском хозяйстве и является геологическим хронометристом и рассказчиком.
Апатит (Ca₅(PO₄)₃(F,Cl,OH)) — это группа минералов фосфата кальция. Он также содержит фтор, хлор и другие микроэлементы, такие как востребованные редкоземельные элементы (РЗЭ). Апатит отражает разнообразные оттенки зелёного, синего, розового, жёлтого, но иногда может быть прозрачным.
Роль апатита в сельском хозяйстве
За пределами человеческого тела апатит играет решающую роль в сельском хозяйстве. Он является основным источником фосфора — важного питательного вещества для роста растений. Фосфор помогает растениям развивать сильную корневую систему, производить цветы и плоды, а также увеличивать общую урожайность. Без него современное сельское хозяйство столкнулось бы с трудностями в удовлетворении потребностей растущего населения планеты. Поэтому фосфатные удобрения, полученные из апатита, незаменимы для обеспечения глобальной продовольственной безопасности.
Геологическое значение апатита
Геологически апатит образуется в результате различных процессов. Он встречается в магматических породах, где кристаллизуется из остывающей магмы. В осадочных породах он способствует цементации осадков, а в метаморфических породах формируется под воздействием высокого давления и/или температуры.
Апатит также обнаружен в кварцевых жилах и даже в лунных и марсианских метеоритах, что делает его минералом как земного, так и внеземного значения.
Доктор Корали Сигел — геолог, изучающая поведение металлов в магматических и гидротермальных системах. Она изучает апатит, чтобы понять время формирования горных пород.
По словам доктора Сигел, способность апатита формироваться в различных геологических условиях делает его ценным инструментом для исследования рудообразующих систем и реконструкции геологической истории.
Геохронология
Геохронология — это наука определения возраста горных пород, окаменелостей и осадков с помощью естественного радиоактивного распада. Уран-свинцовая геохронология — один из наиболее надёжных и широко используемых радиометрических методов датировки в геологии. Этот метод позволяет датировать минералы возрастом от миллионов до миллиардов лет.
«Апатит содержит от следовых до умеренных концентраций урана (U) и свинца (Pb), что позволяет использовать уран-свинцовую геохронологию для определения времени кристаллизации», — сказала доктор Сигел.
Уран-свинцовое датирование основано на радиоактивном распаде изотопов урана (²³⁸U и ²³⁵U) в изотопы свинца (²⁰⁶Pb и ²⁰⁷Pb). Поскольку эти процессы распада имеют хорошо известные периоды полураспада, измерение соотношения урана и свинца в минерале позволяет геологам определить его возраст.
Используя современное оборудование, такое как LA-ICP-MS (лазерная абляция с индуктивно-связанной плазмой масс-спектрометрии), исследователи могут точно измерять эти концентрации.
Доктор Сигел применила этот метод для изучения апатита в магматических никелевых сульфидах в Восточных золотых полях Западной Австралии, обнаружив, что месторождение было сформировано около 2,4 миллиарда лет назад.
Недавно она изучала апатит в золотоносных кварцевых жилах на золотых приисках в Виктории. Здесь минералы апатита моложе, они образовались в результате гидротермальных процессов, происходивших примерно 160–390 миллионов лет назад.
Австралийская геология — одна из древнейших на Земле, её части датируются более чем 4,4 миллиарда лет, и она богата минеральными ресурсами, включая золото, никель, железную руду, редкоземельные элементы и другие критически важные минералы.
«Апатит помогает нам понять особенности и время гидротермальной активности и минерализации», — объяснила доктор Сигел. «Эта информация помогает нам в поисках месторождений критически важных полезных ископаемых, от которых мы все зависим».
Предоставлено CSIRO.