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 Fluorapatite Hydroxyapatite

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 par un groupe ou .

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 . C'est pour cette raison que le minéralogiste allemand Abraham Gottlob Werner lui a donné en 1786 ce nom qui est inspiré du grec apatao (ἀπατάω, « tromper »)Abraham Gottlob (1786) Gerhard's Grundr., 281.

Cristallographie thumb|200px|alt= Unité cellulaire de l’apatite | Unité cellulaire de l’apatite |center

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

L'apatite sert de chef de file à un groupe de minéraux isostructuraux de formule générale : . Dans lesquels le calcium est éventuellement remplacé par du strontium, cérium, manganèse, yttrium ou du plomb, et le phosphore par l'arsenic, le vanadium, le soufre, le silicium... (pyromorphite, vanadinite, mimétite, ...) Ce sont des 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 pyromorphiteDuncan (1973) "Apatite, its Crystal Chemistry, Mineralogy, Utilization, and Geologic and Biologic Occurrences", in Applied Mineralogy, vol. 5, Springer-Verlag.

Groupe de l’apatite Chlorapatite Fluorapatite Hydroxyapatite Fluorstrophite Groupe de la pyromorphite Mimétite Pyromorphite Vanadinite Groupe de la svabite

Phosphohedyphane

Les espèces

Chlorapatite Inventeur : Carl Rammelsberg (1860)Carl Rammelsberg, Handbuch der Mineralchemie, 1860, Leipzig. Topotype : Kragerø, Norvège Formule : Gîtologie : Veines dans les roches gabbroïques et dans certaines météorites Système cristallin : hexagonal et monoclinique Particularité : présente dans certaines météorites

Fluorapatite Inventeur : Rammelsberg (1860). Formule : avec des traces de : OH ; Cl ; La ; Ce ; Pr ; Nd ; Sm ; Eu ; Gd ; Dy ; Y ; Er. Système cristallin : hexagonal et monoclinique Particularité : C'est de loin l'apatite la plus fréquente. Luminescence, fluorescence, phosphorescence, thermoluminescence

Hydroxyapatite Système cristallin : hexagonal et monoclinique Formule : La clinohydroxyapatite est maintenant considérée comme un polytype monoclinique de l'hydroxyapatite

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

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 ou fleuve), mais beaucoup moins dans un environnement alcalin (mer). Le changement de pH quand un fleuve se jette dans la mer produit la précipitation du phosphate, ce qui contribue aux eaux troubles des estuaires.

Gisements remarquables

Apatite biologique vignette|Altération biogéochimique de grains d'apatite dans le sol. Les agents de dégradation biologique accélèrent la dissolution du minéral comme le montre sa surface grêlée. L’apatite (hydroxyapatite) est la principale source minérale primaire de phosphore dans certains types de sol.. 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....

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 Monique E. , Jon O. , Channing , Richard D. , "Waking a Sleeping Giant: The Tobacco Industry’s Response to the Polonium-210 Issue", , vol. 98, no. 9 (septembre), 2008, pages 1643-1650, , pré-impression« Le Secret du polonium-210 dans la fumée de cigarette », Le Figaro, 27 août 2008, archive« Du polonium 210 dans les cigarettes: les industriels savaient », Le Nouvel Observateur, 28 août 2008. 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 238 (238U) qui 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 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.

Notes et références

Voir aussi

Apatite

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