Les minéraux

Apatite, phosphorite et phosphate de roche



Cristaux d'apatite: Une dispersion de petits cristaux d'apatite jaune verdâtre de Cerro del Mercado, Durango, Mexique. Ces cristaux hexagonaux sont petits, pour la plupart d'environ 8 millimètres de longueur. Les cristaux d'apatite de cette clarté ne sont pas souvent trouvés dans de grandes tailles.

Qu'est-ce que l'apatite?

L'apatite est le nom d'un groupe de minéraux phosphatés ayant des compositions chimiques et des propriétés physiques similaires. Ils sont un constituant important de la phosphorite, une roche extraite pour sa teneur en phosphore et utilisée pour fabriquer des engrais, des acides et des produits chimiques. L'apatite a une dureté relativement constante et sert de minéral indice pour une dureté de cinq dans l'échelle de dureté de Mohs. Les spécimens d'une excellente clarté et couleur sont parfois taillés sous forme de pierres précieuses à facettes. Ceux qui ont une bonne couleur et une translucidité sont coupés en cabochons.

Propriétés physiques de l'apatite

Classification chimiquePhosphate
CouleurVert, marron, bleu, jaune, violet, rose, incolore. Des spécimens transparents avec une excellente clarté et des couleurs vives sont utilisés comme pierres précieuses.
Traînéeblanc
LustreVitré à sous-résineux
DiaphanéitéTransparent à translucide
ClivagePauvre à indistinct
Dureté Mohs5
Gravité spécifique3.1 à 3.3
Propriétés de diagnosticCouleur, forme cristalline et dureté. Cassant, souvent très fracturé. Peut être rayé avec une lame de couteau en acier.
Composition chimiqueUn groupe de phosphates de calcium.
Fluorapatite: Ca5(PO4)3F
Hydroxylapatite: Ca5(PO4)3(OH)
Chlorapatite: Ca5(PO4)3Cl
Apatite / francolite riches en carbonate:
Californie5(PO4,CO3)3(F, O)
Crystal SystemHexagonal
Les usagesEngrais, acide phosphorique, acide fluorhydrique, pierres précieuses, minerai d'éléments de terres rares, pigments, pierres précieuses. Sert d'une dureté de 5 sur l'échelle de dureté Mohs.

Propriétés physiques

L'apatite est surtout connue pour son utilisation comme minéral d'indice avec une dureté de 5 dans l'échelle de dureté Mohs. Il est généralement de couleur verte, mais peut être jaune, marron, bleu, violet, rose ou incolore. Ces couleurs sont souvent si vives que l'apatite a souvent été taillée comme une pierre précieuse. L'apatite est un matériau fragile. Il se rompt à la fois par fracture et par clivage, mais le clivage est généralement indistinct. Des cristaux d'apatite hexagonaux se trouvent parfois dans les roches ignées et métamorphiques.

Apatite à facettes: Cinq pierres facettées de Madagascar de différentes couleurs. Dans le sens des aiguilles d'une montre à partir de la gauche: un ovale vert de 8 x 6,2 millimètres de 1,23 carat; un ovale jaune de 8 x 6,3 millimètres de 1,37 carat; un ovale vert bleuâtre de 8,1 x 6,2 millimètres de 1,38 carat; un ovale bleu de 7,1 x 5 millimètres de 0,91 carat (traité thermiquement); et un ovale vert bleuâtre de 7,1 x 5,2 millimètres de 1,05 carat (traité thermiquement).

La meilleure façon d'en apprendre davantage sur les minéraux est d'étudier avec une collection de petits spécimens que vous pouvez manipuler, examiner et observer leurs propriétés. Des collections minérales peu coûteuses sont disponibles dans le magasin.

Occurrence géologique

L'apatite se forme dans une grande variété de conditions et se trouve dans les roches ignées, métamorphiques et sédimentaires. Les dépôts les plus importants d'apatite se trouvent dans des roches sédimentaires formées dans des environnements marins et lacustres. Là, des débris organiques phosphatés (comme les os, les dents, les écailles et les matières fécales) se sont accumulés et ont été minéralisés pendant la diagenèse. Certains de ces gisements contiennent suffisamment de phosphore pour pouvoir être exploités et utilisés pour produire des engrais et des produits chimiques.

L'apatite se présente parfois sous forme de cristaux hexagonaux bien formés dans les veines hydrothermales et les poches de pegmatite. Ces cristaux ont souvent une clarté très élevée et une couleur vive et ont été taillés en gemmes pour les collectionneurs. Les collectionneurs de minéraux apprécient également ces cristaux d'apatite bien formés, et les prix payés pour eux dépassent souvent leur valeur de gemme brute.

Roche de phosphate de la formation supérieure de Zhujiaqing de la province du Yunnan du sud-ouest de la Chine avec une texture péloïde fossilifère. Photographie de James St. John, utilisée ici sous licence Creative Commons.

Phosphate Rock et Phosphorite

La roche phosphatée et la phosphorite sont des noms utilisés pour les roches sédimentaires qui contiennent au moins 15% à 20% de phosphate sur la base du poids. La teneur en phosphore de ces roches provient principalement de la présence de minéraux apatitiques. Il n'est pas possible de déterminer quels minéraux du groupe des apatites sont contenus dans la roche sans tests en laboratoire car leurs tailles de particules sont si petites.

La plupart des roches phosphatées ont une origine non détritique semblable au calcaire. Une partie du phosphate est déposée par précipitation à partir de la solution; certains sont les restes et les déchets des organismes; et une partie est déposée par les eaux souterraines pendant la diagenèse.

Comme le calcaire, la roche phosphatée se dépose dans des bassins sédimentaires où l'afflux de matières détritiques est relativement faible. Cela permet au phosphate de s'accumuler avec très peu de dilution à partir d'autres matériaux. Lorsque le taux de dilution est élevé, des schistes phosphatés, des mudstones, des calcaires et des grès se formeront à la place de la roche phosphatée.

Roche de phosphate de la mine Simplot, formation Phosphoria du sud-est de l'Idaho, avec une texture péloïde. Photographie de James St. John, utilisée ici sous licence Creative Commons.

Utilisations de l'apatite comme roche phosphatée

La majeure partie de la roche phosphatée extraite dans le monde est utilisée pour produire des engrais phosphatés. Il est également utilisé pour produire des compléments alimentaires pour animaux, de l'acide phosphorique, du phosphore élémentaire et des composés phosphatés pour l'industrie chimique.

La Chine est le plus grand producteur de phosphate naturel, produisant environ 100 millions de tonnes en 2014. Les États-Unis, la Russie, le Maroc et le Sahara occidental sont également d'importants producteurs de phosphate. Plus de 75% des réserves mondiales de phosphate naturel se trouvent au Maroc et au Sahara occidental.

La roche phosphatée est le seul matériau pouvant être utilisé pour produire suffisamment d'engrais pour satisfaire la demande mondiale. Sans cela, les agriculteurs ne seraient pas en mesure de produire suffisamment de nourriture pour nourrir la population mondiale. Il est surprenant qu'un type de roche, une roche dont la plupart des gens ne connaissent rien, soit si important pour garder le monde nourri et vivant.

Apatite oeil de chat: Deux jolis cabochons à la chatoyance produits par une fine soie d'aiguilles rutiles. La pierre de gauche est un ovale jaune de 7 x 5,9 millimètres de 1,82 carat taillé dans de l'apatite extraite au Kenya. La pierre de droite est un ovale doré verdâtre (traité thermiquement) de 9,3 x 6,9 millimètres de 2,77 carats taillé dans de l'apatite extraite au Kenya.

Gemology

Des spécimens transparents d'apatite de couleur vert vif, bleu, jaune ou rose et d'une excellente clarté sont souvent taillés en pierres précieuses à facettes. Certaines pierres sont traitées thermiquement pour améliorer leur couleur.

De jolies pierres translucides d'excellente couleur sont taillées en cabochon. L'apatite translucide contient rarement une fine soie de cristaux rutiles parallèles. Lorsqu'ils sont coupés en cabochon avec la soie orientée parallèlement au bas de la pierre, ces spécimens présentent souvent une chatoyance connue sous le nom d '"oeil de chat".

En tant que pierre précieuse, l'apatite est plus populaire auprès des collectionneurs de pierres précieuses que chez les acheteurs de bijoux. Le minéral a une dureté Mohs de 5, rompt avec la séparation et est très cassant. Ces caractéristiques le rendent trop fragile pour être utilisé dans la plupart des types de bijoux.