水酸魚眼石：詳細とその他
概要
水酸魚眼石（すいさんぎょがんせき、Hydroxylapatite）は、リン酸塩鉱物の一種であり、ハイドロキシアパタイト（Hydroxylapatite）としても知られています。化学組成は Ca5(PO4)3(OH) で表され、カルシウム、リン、酸素、水素から構成されています。
この鉱物は、自然界において比較的多く産出する鉱物の一つであり、特に堆積岩や変成岩、火成岩など、様々な地質学的環境で見られます。また、生物の骨や歯の無機質成分としても主要な構成要素であり、生体鉱物としての側面も持ち合わせています。
その名前は、ギリシャ語の「apatite」（欺く）に由来しており、かつては他の鉱物と誤認されやすかったことに起因します。水酸基（OH）が含まれることから「水酸魚眼石」という和名が付けられていますが、一般的には「ハイドロキシアパタイト」という名称の方が広く認識されています。
物理的・化学的性質
結晶構造
水酸魚眼石は、六方晶系に属する鉱物です。その結晶構造は、アパタイトグループに共通する特徴的な構造を持っています。カルシウムイオン (Ca2+) が3つの位置に配置され、リン酸イオン (PO43-) が1つの位置に配置されることで、安定した結晶格子を形成します。水酸基イオン (OH–) は、これらのイオンの間に位置し、結晶の全体的な電荷バランスを保つ役割を担っています。
結晶の形状は、一般的に六角柱状や針状、板状など多様ですが、塊状で産出することも少なくありません。透明なものから半透明、不透明なものまであり、色は無色、白色、淡黄色、淡青色、淡緑色など、不純物の種類や量によって変化します。
硬度
モース硬度は5前後であり、比較的硬い部類に入ります。ナイフで傷つけることは困難ですが、石英（モース硬度7）よりは柔らかいです。
比重
比重は3.1～3.2程度です。
条痕
条痕は白色です。
断口
断口は貝殻状や不平坦状を示すことがあります。
光沢
光沢はガラス光沢や樹脂光沢ですが、風化したり塊状で産出したりする場合は、亜金属光沢や土状光沢を示すこともあります。
劈開
劈開は不明瞭です。
溶解性
塩酸などの酸には溶解しますが、ゆっくりと溶解する傾向があります。加熱すると、水酸基が脱離し、より安定なフルオロアパタイトやクロロアパタイトなどに変化する可能性があります。
産出地と鉱床
水酸魚眼石は、地球上の様々な場所で発見されています。その産出環境は多岐にわたり、以下のような場所で見られます。
火成岩
マグマの固結によって形成される火成岩中にも、微量ながら含まれることがあります。特に、アルカリ岩やペグマタイトなど、リンを多く含む岩石中に見られることがあります。
変成岩
既存の岩石が熱や圧力によって変成作用を受けた際に、再結晶して生成されることがあります。大理石や片岩、グライゼン化された岩石などで見られます。
堆積岩
堆積岩中では、生物由来の堆積物として、あるいは後続の熱水作用などによって生成されることがあります。リン鉱石の主要成分としても知られています。
水熱鉱床
熱水活動によって形成された鉱床においても、他の鉱物と共に産出することがあります。特に、リン酸塩鉱物としては比較的安定な鉱物であるため、熱水環境下でも残存しやすい傾向があります。
生物起源
前述の通り、水酸魚眼石は生物の骨や歯の主要な無機質成分です。そのため、化石化した骨や歯、あるいは鳥の糞石（グアノ）などからも採取されます。これらの生物由来の堆積物は、リン鉱石の重要な供給源ともなっています。
代表的な産地としては、アメリカ合衆国（フロリダ州、テネシー州）、カナダ、メキシコ、ブラジル、ロシア、中国、北アフリカ、東南アジアなどが挙げられます。
用途と利用
水酸魚眼石は、その化学的・物理的特性から、様々な分野で利用されています。
肥料
リン鉱石の主成分として、リン酸肥料の原料となります。農業において作物の生育に不可欠なリンを供給するため、重要な役割を果たしています。
研磨剤・研磨材
その硬度と研磨性を活かして、歯磨き粉の研磨剤や、金属、ガラスなどの研磨材として利用されることがあります。
セラミックス・ガラス
セラミックスやガラスの製造において、原料や添加剤として使用されることがあります。焼結性を向上させたり、特性を改良したりする効果があります。
生体材料
水酸魚眼石は生体適合性が非常に高いため、医療分野での応用が期待されています。骨補填材、人工骨、歯科材料、ドラッグデリバリーシステム（DDS）の担体など、様々な用途で研究・開発が進められています。
顔料
白色顔料として、塗料やプラスチックなどに使用されることがあります。
分析化学
吸着剤やクロマトグラフィーの固定相としても利用されることがあります。
その他
変種
水酸魚眼石には、水酸基 (OH–) がフッ化物イオン (F–)、塩化物イオン (Cl–)、あるいは酸素イオン (O2-) などで置換された変種が存在します。これらはそれぞれ、フルオロアパタイト (Ca5(PO4)3F)、クロロアパタイト (Ca5(PO4)3Cl)、ストロンチウムアパタイト (Sr5(PO4)3(OH)) などと呼ばれ、アパタイトグループを形成しています。これらの変種も、化学組成や結晶構造、性質において水酸魚眼石と類似しています。
類似鉱物
アパタイトグループに属する他の鉱物（フルオロアパタイト、クロロアパタイトなど）とは、化学組成や水酸基の存在の有無、あるいは置換イオンによって区別されます。しかし、肉眼での判別は困難な場合が多く、化学分析やX線回折などの分析手法が必要となることがあります。
鉱物としての鑑賞
水酸魚眼石は、その多様な色合いや結晶形状から、鉱物コレクターの間で人気があります。特に、透明感があり、美しい形状をした結晶は、鑑賞用として価値が高いとされています。
まとめ
水酸魚眼石（ハイドロキシアパタイト）は、化学組成 Ca5(PO4)3(OH) を持つリン酸塩鉱物です。六方晶系に属し、硬度は5前後、比重は3.1～3.2程度です。火成岩、変成岩、堆積岩、水熱鉱床、そして生物の骨や歯など、幅広い地質学的・生物学的環境で生成されます。その用途は、肥料、研磨剤、セラミックス、医療材料、顔料など多岐にわたります。水酸基が他の陰イオンに置換された変種も存在し、アパタイトグループを形成しています。
