Apatit – Mineralogisches Alphabet #A

Mineral des Jahres 2023 (für Österreich)

Wieder ein Mineral des Jahres, diesmal für Österreich. Hier kommt ein ziemlich wichtiges Mineral zu Ehren, das für unsere Ernährung fast unverzichtbar ist. Sowohl als Dünger für die Produktion von pflanzlichen Nahrungsmitteln als auch ganz unprosaisch. Es ist genau dieses Mineral, das unsere Zähne hart genug macht, um unsere Nahrung kauen zu können. Im Prinzip handelt es sich bei diesem Post um einen etwas aufgepeppten Repost zu diesem Anlass.

Was ist Apatit?

Phosphatdünger sind aus unserer modernen Landwirtschaft nicht mehr wegzudenken und eines der wichtigsten Phosphatminerale ist Apatit. Wobei Apatit eigentlich der Name einer ganzen Mineralfamilie ist, der Apatitgruppe, mit der allgemeinen Formel Ca5[(F,Cl,OH)|(PO4)3].

Apatit ist als Nebenmineral in fast allen magmatischen Gesteinen enthalten. Das Mineral wurde bereits 1786 von Werner beschrieben und nach dem altgriechischen Wort ápatân (täuschen) benannt. Der Name bezieht sich auf die zahlreichen Form- und Farbvariationen, in denen die Minerale der Apatitfamilie auftreten. Dies führt häufig zu Verwechslungen mit anderen Mineralen wie Beryll, Turmalin, Diopsid oder auch Topas.

Welche Eigenschaften hat Apatit?

Mit einer Mohshärte von 5 gehört Apatit zu den mittelharten Mineralen, die sich noch mit einem Messer ritzen lassen. Er gehört zu den Referenzmineralien der Mohsschen Härteskala.

Seine Härte erschwert auch die Verwendung von Apatit als Schmuckstein, obwohl dies gelegentlich geschieht. Da das Mineral außerdem säure- und hitzeempfindlich ist und schon bei geringer Licht- und Wärmezufuhr Farbveränderungen auftreten können, ist die Bedeutung von Apatit als Schmuckstein gering.

Die wichtigsten Mitglieder der Apatitgruppe sind Fluorapatit, Ca5[F|(PO4)3], sowie Chlorapatit, Ca5[Cl|(PO4)3], und Hydroxylapatit, Ca5[OH|(PO4)3]. Letztere sind im Vergleich zu Fluorapatit eher selten. Die reinen Endglieder sind in der Natur sehr selten, die meisten Apatite sind Mischkristalle der Endglieder.

Bildung und Vorkommen

Hydroxylapatit ist für uns von nicht zu unterschätzender Bedeutung, denn fast unsere gesamte Hartsubstanz besteht aus diesem Mineral. Knochen und vor allem unsere Zähne. So besteht das Dentin zu etwa 70 Prozent, der Zahnschmelz sogar zu gut 95 Prozent aus Hydroxylapatit. Und hier beginnen die Probleme. Hydroxylapatit zeigt unter dem Einfluss von Säuren eine geringe Stabilität. Das kann zu hässlichen Löchern in den Zähnen führen. Zum Glück ist Fluorapatit viel säureresistenter. Wir müssen nur das Hydroxid-Ion gegen ein Fluor-Ion austauschen. Deshalb enthalten Zahnpasten Fluor.

Abgesehen von der oben erwähnten Biomineralisation kommt Apatit in der Geologie in vielen Bereichen vor. So können Apatite hydrothermal in Pegmatiten, aber auch in metamorphen Kalksteinen oder in Magmatiten auftreten.

Apatit als Rohstoff

Apatit ist auch eines der wichtigsten Erzminerale für die Gewinnung von Phosphor zur Herstellung von Düngemitteln oder für die chemische Industrie. Der Einsatz von Phosphatdüngern ist aus der modernen Landwirtschaft nicht mehr wegzudenken. Dabei wird häufig übersehen, dass Phosphor eine nicht erneuerbare Ressource ist, die aus phosphatreichen Gesteinen gewonnen wird. Je nach Datenlage reichen die erreichbaren Reserven aus phosphatreichen Gesteinen noch für etwa 50 bis 100 Jahre. Ähnlich wie z.B. beim Erdöl konzentrieren sich die bekannten Reserven auf eine Handvoll Länder, darunter China, Marokko, Südafrika und die USA. China verfügt zwar über die größten bekannten Reserven und hat Zölle auf Phosphatexporte erhoben. Dabei sind die USA nicht nur der weltgrößte Phosphatproduzent, sondern auch der weltgrößte Importeur. Die pliozäne Fossillagerstätte Bone Valley stellt dabei mit Reserven von ca. 1.200 Mio. t (nach USGS) das bedeutendste Phosphatvorkommen der USA dar. Die eigenen Reserven dürften laut Jasinski noch für etwa 25 Jahre ausreichen.

Apatit Dünnschliff

Im Dünnschliff zeigt sich Apatit oft als idiomorphes Mineral, da es im Magma meist früh auskristallisiert. Der Umriss er oft farblosen Minerale ist oft sechsseitig oder säulig. Die Spaltbarkeit ist schlecht. Die mittelhohe Dünnschliff zeigt sich Apatit oft als idiomorphes Mineral, da es im Magma vornehmlich sehr früh auskristallisiert. Der Umriss des überwiegend farblosen Minerals ist oft hexagonal oder säulig. Die Spaltbarkeit ist gering. Die mittlere Lichtbrechung zeigt ein positives Relief im Vergleich zu Quarz oder Feldspat. Die Doppelbrechung ist gering, im Polarisationsmikroskop zeigen sich meist graue Interferenzfarben.

Das Mineral des Jahres für Österreich wird seit 2018 von der Arbeitsgemeinschaft Mineral des Jahres gewählt, in deren Beirat die wichtigsten mineralogischen staatlichen Institutionen, Museen, Organisationen und Vereine vertreten sind.