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 Ca₅(PO₄)₃Cl
• Fluorapatite Ca₅(PO₄)₃F
• Hydroxylapatite Ca₅(PO₄)₃(OH)

Deux variantes monocliniques précédemment reconnues comme espèces (dont la clinohydroxylapatite) sont maintenant reconnues comme des polytypes)
Tous comportent des tétraèdres PO₄ isolés, avec des ions Ca en coordination 9. Les carbonate-apatites remplacent un tétraèdre PO₄ par un groupe CO₃OH ou CO₃F. Le supergroupe de l'apatite renferme des minéraux de structure similaire, mais 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, mimetite, fluorellestadite...)

Décrite par le minéralogiste allemand Abraham Gottlob Werner en 1786, le terme est inspiré du grec apatan ; tromper.

• Paramètres de la maille conventionnelle : a = 9.367, c = 6.884, Z = 2; V = 523.09
• Densité calculée= 3.20

• Chlorapatite

Inventeur : Rammelsberg en 1860 le nom reprend l'espèce initiale supposée et la composition chimique spécifique ici le chlore.

Topotype : Kragerø, Telemark, Norvège

Formule: Ca₅ (PO₄)₃Cl

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: Ca₅ (PO₄)₃F 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

• Hydroxylapatite

Système cristallin: Hexagonal et monoclinique

La clinohydroxylapatite est maintenant consideree comme un polytype monoclinique de l'hydroxylapatite

Formule: Ca₅ (PO₄)₃(OH)

masse moléculaire : 499.72gm

Système cristallin: monoclinique

Uniaxe négatif;δ = 0.008

Particularité : Radioactivité détectable

Topotype : Thunder Bay district, northwestern Ontario, Canada

• carbonate-apatite Variété d'apatite riche en calcium, décrite initalement par le minéralogiste allmande Fridolin Sandberger sous le nom de collophane. Ce nom est utilisé pour les variétés cryptocristalline colloïdale (amorphe) de Carbonate-Fluorapatite ou carbonate-hydroxylapatite, telles que celles qui constituent la majeure partie des roches phosphatées provenant de la dégradations des dépôts fossilifères.

Synonymie pour cette variété :

• collophanite (Dana, E.S. 1892)

• α-Dahllite, β-Dahllite et γ-Dahllite Nommé en hommage aux géologues norvégiens Tellef Dahll (1825-1893) et Johan Marin Dhall (1830 - 1877).

• grodnolite (Morozewicz 1924) Nommée d'après le topotype Grodno (Hrodna, biélorusse)

• kurskite (Chirvinsky 1911) .

• podolite (Chirvinsky 1907)

• pseudo-apatite (Breithaupt 1837) décrite à partir d'échantillons de la mine de Churprinz prés de Freiberg en Saxe.

• cerapatite (Fersman 1928) : Variété d'apatite riche en éléments rare et notamment le cérium pour 1,33 % de Ce₂O₃. Décrite par Fresman en 1928 sur des échantillons de la péninsule de Kola en Russie.

• eupyrchroite : variété fibreuse et mamelonnée d’apatite décrit à Crown Point dans l’Etat de New-York par le minéralogiste américain Emmons en 1838.

• lazur-apatite : variété bleu-ciel d’apatite décrite par le minéralogiste russe Nordenskiöld en 1857 sur des échantillons de Bucharia (Turkestan oriental ou chinois (actuel Xinjiang)) .

• moroxite  : variété bleu-vert d’apatite décrite par le minéralogiste norvégien Abildgaard en 1798 à Arendal, Norvège.

• munkforssite : variété contesté qui serait plutôt un mélange d’apatite et de minéraux magnésiens, décrite par le minéralogiste suédois Igelström en 1897 à Dicksberg, Ransäter parish, Munkfors, Värmland, Suède, topotype qui a inspiré le nom.

• phosphorite (Kirwan 1794) : variété concrétionée ou fibreuse d'apatite avec de nombreuses impuretés décrite par Kirwan dès 1794.

• Trilliumite : variété gemme d’apatite vert-jaune décrite à Bancroft District, Hastings Co., Ontario, Canada.

• agustite (Tromsdorff) : nommée suite à sa propriété de donner des sels sans gout.
• améthiste basaltine (Sage 1777) Apatite de couleur violette décrite sur des échantillons de Saxe
• asparagolite : Apatite de couleur verte encore appelée "pierre d'asperge" d'où son nom qui dérive du Grec asparagos (asperge).
• augustite (Synonymie partagée avec l'émeraude)
• beryl de Saxe
• chaux phosphatée (René Just Haüy 1801)
• chaux phosphorée (Ignaz von Born)
• chrysolithe ordinaire (Jean-Baptiste Romé de L'Isle 1772 )
• estramadurite (Roscoe et Schorlemmer 1877) le nom rappelle le lieu de découverte l'Estrémadure en Espagne.
• fluocollophanite
• fluorcollophane
• kietyogite
• pierre d'asperge (Brochant)
• pierre phosphorique (Davila 1767)
• phosphate calcaire (Proust 1788)
• pyroguanite (Shepard 1856)
• sombrerite (Phipson 1862) Espèce, supposée, initialement décrite à l'ile de Sombrero à Anguilla.

• 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.

• Canada

Yates mine, Otter Lake, Pontiac RCM, Outaouais, Québec

Liscombe , Cardiff Township, Comté d’Haliburton, Ontario (variété trilliumite)

• France

Carrière Barbin, Nantes Loire-Atlantique

• Portugal

Mines de Panasqueira, Panasqueira, Covilhã, District de Castelo Branco

• L’apatite (hydroxylapatite) est le minéral principal qui rentre dans la composition du tissus osseux.
• 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 . 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 100 °C 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 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) pierre fine.