Apatite

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Apatite Catégorie VIII : phosphates, arséniates, vanadates
cristal d'Apatite non taillé
Général
Formule brute	Ca₅(PO₄)₃(OH,Cl,F)
Identification
Couleur	incolore, jaune, bleue, verte, violette, rouge, brun-rouge
Classe cristalline ou groupe d'espace	hexagonal dipyramidal, $6/m\$
Système cristallin	hexagonal
Échelle de Mohs	5
Éclat	vitreux
Propriétés optiques
Indice de réfraction	n_o=1,633-1,667 n_e=1,630-1,664
Biréfringence	0,002 bis 0,004 ; biaxe négatif
Dispersion	2v_z ~ δ=0,003
Autres propriétés
Densité	3.16-3.2
Solubilité	soluble dans l'HNO₃
Caractères distinctifs
Magnétisme	aucun
Principales variétés

Les apatites forment une famille de phosphates hexagonaux de composition assez variable, Ca₅(PO₄)₃(OH,Cl,F). On les classe en hydroxyapatites (« Hap »), chlore-apatites (« Cl-ap ») et fluor-apatites (« Fap ») selon l’anion prévalent.

Tous comportent des tétraèdres PO₄ isolés et de coordination 9 pour le calcium. Les carbonate-apatites remplacent un tétraèdre PO₄ par un groupe CO₃OH ou CO₃F. Le calcium est souvent partiellement remplacé par du strontium, cérium, manganèse et d'autres cations.

[modifier] Localisation

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.

[modifier] Utilisations

Le minéral est exploité comme 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 aux États-Unis (http://en.wikipedia.org/wiki/Apatite). L'apatite est également utilisée dans l'industrie chimique. Lorsque ce minéral est de qualité gemme, il peut être utilisé en bijouterie (facettes, cabochons).

L’apatite joue un rôle clé dans la physiologie ainsi que dans la pathologie de l’organisme des vertébrés. Tous les tissus durs de l’organisme – à l’exception des parties dures des oreilles – sont composés d’apatites ; les calcifications pathologiques sont également constituées d’apatite.

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 permance 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.

[modifier] voir aussi

Schmittner Karl-Erich and Giresse Pierre, 1999. Micro-environmental controls on biomineralization: superficial processes of apatite and calcite precipitation in Quaternary soils, Roussillon, France. Sedimentology 46/3: 463-476.