Roche phosphatée - Définition

Minéraux et éléments des roches phosphatées

Minéraux des roches phosphatées

La valence du phosphore est une valence stable. On observe donc la formation de (PO₄)^2-

• Apatite : (calcium, magnésium, azote)₁₀(PO₄)_6-x(CO₃)_xF_y(F, OH)₂
• Pristine : fluor-apatite
• Francolite : par substitution PO₄ en CO₃
• Dallite : par substitution F en OH
• Thuyaminite : contient une phase d'uranium jaune
• Vivianite : phosphate de fer
• Pyromorphite : phosphate de plomb
• Turquoise : phosphate de cuivre et aluminium

Des substitutions du calcium sont aussi possibles avec le potassium, le strontium, l'uranium et le thorium. PO₄ peut se substituer par SiO₄, AsO₄, VO₄. L'uranium contenu en substitution peut être utilisé pour une datation absolue aux isotopes radioactifs. La solubilité des phosphates augmente avec la présence de carbonates. La présence de magnésium empêche la croissance de l'apatite.

Éléments des roches phosphatées

Les éléments de roches phosphatées sont soit phosphatés, soit phosphatisés, selon s'ils contiennent naturellement du phosphore ou si celui-ci s'est introduit dans l'élément de manière secondaire, par diagenèse ou autre processus. Ces éléments peuvent être des os, des ooïdes, des oncolithes, des oncoïdes, des pellets, des nodules, des concrétions, des lithoclastes...

L'étude macroscopique des éléments révèle des formes très diverses et est donc peu fiable.

Une classification de ces éléments, celle de D. Giot, tient compte de la taille et de la forme des éléments. On peut aussi classer les éléments par leur disposition dans l'espace, précisément de leur répartition en fonction de leur position dans le domaine tidal :

• phopho-muds en domaine subtidal ;
• phophochèmes en domaine intertidal ;
• phosphoclastes en domaine intertidal à barrière ;
• concrétions après dépôt en domaine côtier et de plateau continental ;
• grains et croûtes phosphatées en milieu côtier et supratidal.

Gisements phosphatés

La formation de roches phosphatées est connue en tout temps et en tous lieux. On distingue des gisements :

• continentaux : karsts et sols. Leur volume est grand mais leurs teneurs sont faibles.
• épicontinentaux : lagons et bassins peu profonds. Ils sont riches et exploitables.
• marins : talus continental, hauts fonds sous-marins. Ils sont minces et pauvres.

Ils sont associés à des faciès confinés riches en matière organique, siliceuses, magnésiennes, évaporitiques, etc. Leur géométrie est celle de gisements à niveaux condensés, correspondant à un haut niveau marin.

Le milieu de formation favorable peut être décrit comme une région à température proche de 30 °C, soit aride à semi-aride, à proximité d'un courant de remontées d'eau (« upwellings »), dont la morphologie est adaptée à une sédimentation condensée. L'accumulation et l'évacuation des dépôts organiques y sont possibles. Un remaniement s'y effectue pour éliminer la phase terrigène et la diagenèse peut s'y effectuer.

Sur les continents, des concentrations secondaires de phosphates de chaux s'accumulent dans des poches de dissolution d'un karst. Les phosphorites observables aux abords des causses jurassiques se sont formées tout au long du Tertiaire. C'est le cas des petits phosphorites gisements du Quercy. Ce phosphate secondaire, apparaissant en concrétions microcristallines de forme et de coloration variables, provient généralement de la dissolution d'un phosphate sédimentaire. Il peut aussi provenir de l'apatite, chloro-fluoro-phosphate de chaux des roches magmatiques.