Apatite
L'apatite est un nom générique désignant des phosphates hexagonaux de composition assez variable, Ca5(PO4)3(OH, Cl, F). Trois espèces sont reconnues par l'IMA, nommées selon l'anion prévalent :
- Chlorapatite Modèle:Formule chimique
- Fluorapatite Modèle:Formule chimique
- Hydroxyapatite Modèle:Formule chimique
Deux variantes monocliniques précédemment reconnues comme espèces (dont la clinohydroxyapatite) sont maintenant reconnues comme des polytypes.
Tous comportent des tétraèdres PO4 isolés, avec des ions Ca2+ en coordination 9. Les carbonate-apatites remplacent un tétraèdre Modèle:Formule chimique par un groupe Modèle:Formule chimique ou Modèle:Formule chimique.
Inventeur et étymologie
Ayant des aspects et des couleurs variés l'apatite fut longtemps confondue avec des minéraux très divers, et sa composition chimique ne fut déterminée que vers la fin de Modèle:S mini- siècleModèle:Vérification siècle. C'est pour cette raison que le minéralogiste allemand Abraham Gottlob Werner lui a donné en 1786 ce nom qui est inspiré du grec apatan (« tromper »)<ref>[[Abraham Gottlob Werner|Abraham Gottlob Modèle:Pc]] (1786) Gerhard's Grundr., 281</ref>.
Cristallographie
- Paramètres de la maille conventionnelle : a = 9,367, c = 6,884, Z = 2 ; V = 523,09
- Densité calculée = 3,20
Cristallochimie
Super-groupe de l’apatite
Elle sert de chef de file à un groupe de minéraux isostructuraux de formule générale : Modèle:Formule chimique. Dans lesquels le calcium est remplacé par du strontium, cérium, manganèse, yttrium, plomb et le phosphore est remplacé par l'arsenic, le vanadium, le soufre, le silicium... (pyromorphite, vanadinite, mimétite, Modèle:Lien...) Ce sont de minéraux de structure hexagonale ou pseudo hexagonale-monoclinique, contenant des arséniates, des phosphates et de vanadates. Ce groupe se scinde en deux sous-groupes : celui de l’apatite et celui de la pyromorphite<ref>Duncan Modèle:Pc (1973) "Apatite, its Crystal Chemistry, Mineralogy, Utilization, and Geologic and Biologic Occurrences", in Applied Mineralogy, vol. 5, Springer-Verlag</ref>.
- Groupe de l’apatite
- Chlorapatite Modèle:Formule chimique
- Fluorapatite Modèle:Formule chimique
- Hydroxyapatite Modèle:Formule chimique
- Fluorstrophite Modèle:Formule chimique
- Groupe de la pyromorphite
- Mimétite Modèle:Formule chimique
- Pyromorphite Modèle:Formule chimique
- Vanadinite Modèle:Formule chimique
- Groupe de la svabite
- Modèle:Lien Modèle:Formule chimique
- Phosphohedyphane Modèle:Formule chimique
- Modèle:Lien Modèle:Formule chimique
Les espèces
- Chlorapatite
- Inventeur : Rammelsberg en 1860 le nom reprend l'espèce initiale supposée et la composition chimique spécifique ici le chlore<ref>[[:en:Karl Friedrich August Rammelsberg|Karl Friedrich August Modèle:Pc]] (1860) Handbuch der Mineralchemie, 1re édition, Leipzig</ref>.
- Topotype : Kragerø, Telemark, Norvège
- Formule : Modèle:Formule chimique
- Gîtologie : veines dans les roches gabbroïques, et dans certaines météorites
- Système cristallin : hexagonal et monoclinique
- Particularité : présente dans certaines météorites
- Fluorapatite - c'est de très loin la plus fréquente
- Formule : Modèle:Formule chimique avec des traces de : OH;Cl;TR;La;Ce;Pr;Nd;Sm;Eu;Gd;Dy;Y;Er.
- Inventeur : Rammelsberg en 1860, le nom reprend l'espèce initiale supposée et la composition chimique spécifique ici le fluor.
- Particularité : luminescence, fluorescence, phosphorescence, thermoluminescence
- Hydroxyapatite
- Système cristallin : hexagonal et monoclinique
- La clinohydroxyapatite est maintenant considérée comme un polytype monoclinique de l'hydroxyapatite
- Formule:Modèle:Formule chimique
- masse moléculaire : 499.72 gm
- Système cristallin : monoclinique
- Uniaxe négatif;δ = 0.008
- Particularité : radioactivité détectable
- Topotype : district de Thunder Bay Nord-Ouest ontarien, Canada
Synonymie
Variétés et mélange
Galerie
-
Trilliumite - Liscombe (Ontario) Modèle:Unité/2. -
Apatite - Nantes (France). -
Apatite - Panasqueira (Portugal). -
Apatite taillée - Brésil 0,98 Ct.
Gîtologie
- Les apatites sont des minéraux secondaires, communs dans les roches magmatiques, mais leur concentration n'est pas suffisante pour une exploitation industrielle.
- Les apatites sont souvent associées avec les gîtes de fer, ce qui représente un problème sérieux pour l'industrie sidérurgique : le phosphore contenu dans les minerais de fer passe en fait complètement dans la phase métallique : son élimination dans la phase d'affinage de l'acier est coûteuse. La forte teneur en phosphore a été la raison de l'abandon de la « minette lorraine ».
- Les apatites hydrothermales sont plus rares. Les apatites pegmatitiques ou métamorphiques sont des minéraux d’importance économique forte pour leur contenu en éléments rares plus que pour leur teneur en phosphore.
- Les apatites sédimentaires ont une origine chimique et/ou organique (biochimique) : la matière première « brute » pour l'industrie du phosphore est la phosphorite, une roche sédimentaire phosphoreuse dont le composant principal est la carbonato-fluorapatite (« carFap »). La partie inorganique des squelettes des vertébrés est essentiellement carbonato-hydroxyapatite (« carHap ») et ces squelettes forment des sédiments à phosphates. Le phosphate de calcium est soluble en environnement acide (rivière), mais beaucoup moins dans un environnement alcalin (mer). Le changement de pH quand une rivière se jette dans la mer produit la précipitation du phosphate, ce qui contribue aux eaux troubles des estuaires.
Gisements remarquables
Apatite biologique
L’apatite (hydroxyapatite) est la principale source minérale primaire de phosphore dans certains types de sol<ref>Modèle:Article.</ref>. La libération de phosphore disponible dans le milieu biologique résulte d'une altération de ce minéral par des agents de dégradation biologique (bactéries, mycorhizes, micro-algues, lichens), le phosphore participant à la nutrition des organismes, entre notamment dans la composition des tissus végétaux, des tissus osseux et dentaire animaux<ref>Modèle:Article.</ref>,<ref>Modèle:Article.</ref>,<ref>Modèle:Article.</ref>.
C'est aussi le constituant des microfossiles appelés conodontes.
Utilisations
- Source de phosphore pour fabriquer des engrais artificiels. Ces engrais peuvent contenir des traces du polonium 210 présent naturellement dans le minerai, comme ceux utilisés pour la fertilisation du tabac par les principales majors du secteur <ref name="AJPH">{{#invoke:Langue|indicationDeLangue}} Monique E. Modèle:Pc, Jon O. Modèle:Pc, Channing Modèle:Pc, Richard D. Modèle:Pc, "Waking a Sleeping Giant: The Tobacco Industry’s Response to the Polonium-210 Issue", Modèle:Lien, vol. 98, no. 9 (septembre), 2008, pages 1643-1650, doi 10.2105/AJPH.2007.130963, pré-impression</ref>,<ref name="Figaro">« Le Secret du polonium-210 dans la fumée de cigarette », Le Figaro, 27 août 2008, archive</ref>,<ref>« Du polonium 210 dans les cigarettes: les industriels savaient », Le Nouvel Observateur, 28 août 2008</ref>. L'apatite est également utilisée dans l'industrie chimique.
- Les apatites sont utilisées pour la thermochronologie basse température en géologie. En effet, elles comportent une quantité d'uranium dont l'isotope 238 se désintègre au cours du temps en entraînant une déformation du réseau cristallin (ce qu'on appelle une "trace de fission"). Ces traces sont en permanence résorbées si le minéral se situe à une température supérieure à Modèle:Tmp environ. En deçà de cette température, elles sont conservées dans le minéral. En utilisant la constante de désintégration de 238U, le comptage de ces traces permet de remonter à l'âge de refroidissement de la roche, c’est-à-dire sa remontée dans la croûte terrestre ou son exhumation.
- Lorsque ce minéral est de qualité gemme, il peut être utilisé en bijouterie (facettes, cabochons) comme une pierre fine.
