La fluorapofillite-(K) (simbolo IMA: Fapo-K) è un minerale raro del gruppo dell'apofillite all'interno della classe dei minerali di "silicati e germanati" con la composizione chimica KCa4(Si8O20)F(H2O)8 ed è quindi chimicamente un silicato di potassio-calcio contenente acqua con ioni fluoruro o idrossido addizionali; strutturalmente appartiene ai fillosilicati. I componenti indicati tra parentesi tonde, gli ioni fluoruro e idrossido, possono sostituirsi l'uno con l'altro nella formula, ma sono sempre nello stesso rapporto con gli altri componenti del minerale.
Etimologia e storia L'apofillite fu menzionata per la prima volta in Svezia nel 1784 da Carl Rinman, figlio di Sven Rinman, come "zeolite di Hellesta" e gli furono dati anche i nomi banali di "gässten" ('ospite') e "brausestein" ('pietra effervescente'). Come minerale indipendente, l'apofillite fu descritta per la prima volta da José Bonifácio de Andrada e Silva come "ittioftalmo", rinvenuta sull'isola di Utö nell'arcipelago di Stoccolma. Abraham Gottlob Werner germanizzò il nome in "fischaugenstein". Il nome si riferisce alla lucentezza madreperlacea della base, che ricorda un occhio di pesce. Nel 1801, René Just Haüy inizialmente considerò un'apofillite trovata in Islanda come una varietà del mesotipo che aveva stabilito e la chiamò "Mésotype époinlée", ma quattro anni dopo si riferì al minerale usando il termine apofillite per quanto riguarda il suo comportamento davanti al cannello a soffiatura (dalle parole greche ἀπό ('apo', lontano) e φύλλον ('phyllon', foglia), in riferimento al fatto che in seguito al riscaldamento si esfoglia).
Sebbene il nome "apofillite" sia stato sinonimo di un singolo minerale per oltre 200 anni, dopo la scoperta dell'idrossiapofillite nel 1978, a queste due apofilliti sono stati dati nuovi nomi dall'Associazione Mineralogica Internazionale (IMA): le apofilliti con ioni fluoruro (F) > ioni ossidrile (OH) furono d'ora in poi chiamate fluorapofillite, apofilliti con (OH) > F, idrossiapofillite. Il termine 'apofillite' è stato autorizzato a continuare ad essere utilizzato per rappresentanti indeterminati della serie di cristalli misti. Nel 2008, Ernst Burke ha poi rinominato i rappresentanti del gruppo apofillite, per cui la fluorapofillite è diventata "apofillite-(KF)". Questa ridenominazione è stata invertita nel 2015 e, al fine di distinguere le singole specie, il catione monovalente dominante è stato ora aggiunto al nome del minerale come suffisso tra parentesi e l'anione dominante non tetraedrico è stato preceduto dal nome del minerale. Da allora, il nome del minerale riconosciuto dall'IMA è fluorapofillite-(K).
Il campione tipo per la fluorapofillite-(K) non è definito.
Classificazione La classica 9ª edizione della sistematica minerale di Strunz, aggiornata dall'Associazione Mineralogica Internazionale (IMA) fino al 2009, elenca la fluorapofillite-(K) con il nome di "apofillite-(KF)" nella classe "9. Silicati (germanati)" e nella sottoclasse "9.E Fillosilicati"; questa è ulteriormente suddivisa in base alla struttura degli strati, in modo che il minerale possa essere trovato nella sezione "9.EA Reti singole di tetraedri con anelli di 4, 5, (6) e 8 membri" dove la fluorapofillite-(K) forma il sistema nº 9.EA.15.
Questa suddivisione resta invariata anche nell'edizione successiva, proseguita dal database "mindat.org" dove occupa il sistema nº 9.EA.15 insieme a fluorapofillite-(Na) e idrossiapofillite-(K).
Nella Sistematica dei lapis (Lapis-Systematik) di Stefan Weiß la fluorapofillite-(K) si trova nella classe dei "silicati" e nella sottoclasse dei "fillosilicati"; qui è nella sezione formata dai minerali con "strutture a strati tetragonali o pseudotetragonali [Si4O10]4- ecc." dove forma il sistema nº VIII/H.01 insieme a fluorapofillite-(Na) e idrossiapofillite-(K).
Anche la sistematica dei minerali secondo Dana, utilizzata principalmente nel mondo anglosassone, classifica la fluorapofillite-(K) nella sezione dei "silicati e germanati" e lì nella sottosezione dei "minerali fillosilicati". Qui si trova insieme a idrossiapofillite-(K), a fluorapofillite-(Na) e a carletonite nel "gruppo dell'apofillite (anelli a 4 e 8 membri)" con il sistema nº 72.03.01 all'interno della sottosezione "Fillosilicati: strati bidimensionali illimitati con anelli diversi da quelli a sei membri: anelli a 3, 4 o 5 membri e anelli a 8 membri".
Chimica La fluorapofillite-(K) ha (sulla base di 20 atomi di ossigeno per formula) la seguente composizione misurata:
(K_{0,85} Na_{0,16})_{\Sigma =1,01} Ca_{4,05} (Si_{7,83} Al_{0,07})_{\Sigma =7,90} O20 F_{1,05} \cdot 8,1 H2O,
che è stato idealizzato a KCa4Si8O20F • 8H2O e richiede le seguenti sostante con le relative percentuali in peso: 5,19% di ossido di potassio (K2O), 24,73% di ossido di calcio (CaO), 52,98% di silice (SiO2) così come 2,09% di fluoro e 15,89% di acqua. pp. 288–304
La fluorapofillite-(K) è l'analogo fluoro-dominante dell'idrossiapofillite-(K) dominata da idrossili, con la quale forma una serie continua di cristalli misti con ioni fluoruro variabilmente intercambiabili (fluorapofillite-(K)) e ioni idrossido (idrossiapofillite-(K)). La fluorapofillite-(K) e l'idrossiapofillite-(K) non possono essere distinte l'una dall'altra né visivamente, né mediante diffrazione dei raggi X e, nella maggior parte dei casi, anche con metodi ottici. Possono essere assegnate con precisione solo da analisi chimiche.
In alcune apofilliti contenenti ammonio, fino al 25% di ione potassio (K+) è sostituito da NH4+. È possibile che ci sia un'altra serie di cristalli misti tra fluorapofillite-(K) e un ipotetico membro terminale fluorapofillite-(NH4).
In particolare, le apofilliti indiane provenienti da basalti altamente porosi, che hanno un contenuto massimo di 600-750 ppm di vanadio, hanno un contenuto di oligoelementi di 1600 ppm di vanadio e 350 ppm di manganese. È stato scoperto che il vanadio quadrivalente sotto forma di ione vanadile (VO2+) è responsabile del colore verde delle apofilliti indiane e anche del loro dicroismo.
Abito cristallino La fluorapofillite-(K) cristallizza nel sistema tetragonale nel gruppo spaziale P4/mnc (gruppo nº 128) con i parametri della grata a = 8,963 Å e c = 15,804 Å così come due unità di formula per cella unitaria.
La fluorapofillite-(K) ha un'insolita struttura a strato singolo costituita da infiniti strati o reti di tetraedri SiO4 paralleli a {001}. A differenza degli anelli a sei pieghe del gruppo delle miche, questi strati di anelli quadrupli e a forma di otto sono costituiti da tetraedri silicati [SiO4]4− collegati agli angoli. I quattro anelli puntano alternativamente verso l'alto e verso il basso rispetto all'asse . Gli strati sono collegati tra loro da grandi ioni calcio, che collegano due atomi di ossigeno, uno ione (F,OH) e due molecole di acqua da ciascuno degli strati adiacenti. La connessione delle molecole di acqua con gli atomi di ossigeno del tetraedro SiO4 avviene tramite legami idrogeno. Ogni ione (F,OH) è circondato da quattro ioni calcio che giacciono sullo stesso piano, mentre ogni ione potassio è circondato da otto molecole di acqua. In questo modo, gli strati tetraedrici si alternano continuamente a strati costituiti dai grandi cationi di calcio e potassio nonché da molecole di F/OH e acqua. La disposizione degli strati paralleli {001} spiega la perfetta sfaldatura della fluorapofillite-(K) in questa direzione. p. 659 pp. 154–155
L'acqua cristallina viene espulsa in due fasi tra 310 e 334 °C e tra 430 e 450 °C.
Proprietà Morfologia La fluorapofillite-(K) forma quasi sempre cristalli cresciuti fino a 20 cm di dimensione, che si presentano essenzialmente in quattro diversi tipi di base con le principali forme di superficie {110}, {101} e {001}. Quando si confronta con i disegni storici dei cristalli, va notato che il posizionamento dei cristalli nei disegni moderni è ruotato di 45° rispetto all'orientamento morfologico precedente.
Oltre ai cristalli prismatici o isometrici, pseudo-cubi con le forme superficiali che determinano la forma, per lo più l'equilibrio, {110} e {001}, ci sono cristalli che appaiono dipiramidali a causa della dominanza di {101} e tabulari a causa della dominanza di {001}. Le superfici dei {110} mostrano spesso striature e arrotondamenti chiari e profondi, paralleli ai bordi, dovuti alla presenza simultanea di {110} e {210}.. A ciò si contrappone l'opinione, già sostenuta alla fine del XIX secolo, che il gruppo delle apofilliti sia causato da errori strutturali con la formazione di innumerevoli subindividui contigui, per cui i singoli blocchi sono sfalsati da 1° a 3° ciascuno.
Le superfici di {001} sono spesso opache o ruvide. La fluorapofillite-(K) forma occasionalmente geminati con l'asse gemello normale su {111} e anche la superficie di adesione normale su (111), quindi approssimativamente parallela a {11} (vecchia configurazione). pp. 1731–1745 Bisogna fare riferimento anche agli aggregati radiali di fluorapofillite-(K) provenienti da Momin Akhada vicino a Rahuri non lontano da Ahmednagar in India, il cui aspetto sferico ricorda la cosiddetta "palla da discoteca".
Proprietà fisiche e chimiche Nella sua forma pura, la fluorapofillite-(K) è incolore e trasparente. Tuttavia, a causa della rifrazione multipla della luce dovuta a difetti di struttura reticolare o alla formazione di policristallini, i cristalli sono più spesso bianchi, per cui la trasparenza diminuisce di conseguenza, o mostrano toni rosati, giallastri o verdastri a causa di atomi estranei come il vanadio o a causa di inclusioni di altri minerali (come per esempio celadonite o ematite). Il colore dello striscio della fluorapofillite-(K), invece, è sempre bianco. Le superfici dei cristalli, da traslucide a trasparenti, hanno una forte lucentezza vitrea su tutte le superfici, ma lucentezza madreperlacea sulle superfici dei {001} e sulle superfici di sfaldatura.
La fluorapofillite-(K) ha una scissione molto perfetta dopo {001}, ma a causa della sua fragilità, si frattura in modo simile all'ambligonite, con le superfici di frattura irregolari. Con una durezza Mohs compresa tra 4,5 e 5, la fluorapofillite-(K) è uno dei minerali medio-duri che, come i minerali di riferimento fluorite e apatite, può essere graffiato più o meno facilmente con un coltellino tascabile. La densità misurata per la fluorapofillite-(K) è compresa tra 2,33 e 2,37 g/cm³, a seconda dell'autore, la densità calcolata è di 2,37 g/cm³.
In sezione sottile, la fluorapofillite-(K) è incolore e presenta colori di interferenza anomali. Il minerale è caratterizzato da una birifrangenza sorprendentemente bassa e da una variazione del carattere ottico da positivo a negativo, che spesso può essere osservata nello stesso cristallo. La fluorapofillite-(K) è spesso otticamente anomala e biassiale. Le anomalie ottiche del minerale sono note da tempo; oltre alla biassialità, si manifestano, tra l'altro, nella divisione del campo e negli “anelli apofillitici”, peculiarità cromatica nelle figure di interferenza. L'apofillite è altamente piroelettrica in modo tale che quando il cristallo riscaldato si raffredda, le estremità del suo asse maggiore si caricano positivamente e le regioni centrali si caricano negativamente.