A variabilidade de composição da apatita associada a carbonatitos

Resumo

A apatita, um dos minerais não silicatados mais abundantes na crosta, é praticamente o único mineral de minério dos depósitos fosfáticos explotados no mundo. A fórmula estrutural simplificada da fluorapatita (espécie mais comum) é Ca1O(PO4)6 F2. Muitos substituintes podem ser encontrados, em todos os sítios cristaloquimicos, em apatita de todos os ambientes geológicos e mesmo dos materiais apatiticos orgânicos e sintéticos. São discutidos aqui principalmente os casos naturais e inorgânicos associados a carbonatitos. A ocupação do sítio aniônico monovalente dá as denominações principais atualmente aceitas oficialmente para as espécies dentro do grupo da apatita: fluorapatita, hidroxiapatita e clorapatita. Entre os substituintes do cálcio, podem ser destacados os elementos terras raras e elementos com interesse ambiental, como o cádmio, que pode ser incorporado aos fertilizantes, resultando em problemas de contaminação. Havendo duas posições distintas para o cálcio e seus substituintes na estrutura da apatita, vários dos estudos mais recentes exploram este aspecto, mostrando influências de todo um conjunto de fatores que interagem com as características de cada elemento na preferência de ocupação do sítio Ca1 ou Ca2. Entre os ânions substituintes para o fosfato, destaca-se o carbonato, cuja entrada provoca modificações estruturais e exige mecanismos de compensação de cargas, como substituições acopladas nos sítios catiônico e aniônico monovalente para manutenção da neutralidade da estrutura, ou mesmo criação de vacâncias estruturais. Esta questão ainda é polêmica e vem sendo abordada há muitas décadas, sendo considerada fundamental na questão da compreensão da variação da solubilidade, reatividade, cristalinidade e estabilidade térmica. O ânion carbonato também pode entrar no sítio do flúor, embora raramente.