Généralités sur les phosphates et la phosphatogenèse

Caractéristiques générales des phosphates

Minéralogie des phosphates Les phosphates sont des roches sédimentaires formées de minéraux phosphatés soit Présentation générale du gisement de Taïba … sous forme amorphe ou cryptocristalline (la collophanite), soit sous forme de grains, en fragments organiques épigénisés, en plages finement cristallines cimentant des débris, ou en nodules concrétionnés. Le phosphore est l’élément constitutif principal de très nombreux minéraux des roches magmatiques et sédimentaires de la croûte continentale. Le minéral phosphaté le plus fréquemment représenté est l’apatite de formule moyenne Ca5 (PO4) (OH, Cl, F).

Sous ce nom, on rassemble une série de minéraux hexagonaux de la classe des phosphates que l’on distingue :  Soit en fonction de l’anion qui prédomine dans la formule : OH- , on parlera d’hydroxylapatite ; Cl- , on parlera de chlorapatite ; F – , on parlera de fluorapatite.  Soit en fonction de la substitution partielle du groupe PO4 3- : par (CO3F) 3- , on parlera de carbonate fluorapatite ; par (CO3OH) 3- , on parlera de carbonate hydroxylapatite. Le minéral le plus fréquent parmi les apatites sédimentaires est la carbonate fluorapatite ou francolite. Elle est associée dans le minerai phosphaté à d’autres minéraux. Ce sont : – d’une part des minéraux alumino-calciques :  la crandallite de formule Ca Al3 (OH)5 (PO4)2 H2O admet dans son réseau des substitutions telles que celle de Ca2+/Sr2+.  la millisite de formule (Na, K) Ca Al6 (OH)9 5(PO4)4 3H2O présente aussi des substitutions telles que celle Al3+/Fe3+. – d’autre part des minéraux alumineux :  la wavellite de formule Al3 (OH)3 (PO4)2 5H2O. Les substitutions les plus fréquentes qu’on y rencontre sont celles de OH- /Fet de Al3+/Fe3+.  l’augélite de formule Al2 (OH)3 (PO4) présente des traces de Ba et de Sr. Présentation générale du gisement de Taïba …

Présentation de l’apatite

L’apatite est un minéral d’origine magmatique représenté par la fluorapatite de formule moyenne Ca5 (PO4)3 F. Elle cristallise dans le système hexagonal (fig. 1.4) et sa structure peut être décrite de la façon suivante (Slansky, 1980) : Fig. 1.4 : image de l’apatite (de la collection Muséum de Paris, cliché U. de Cayeux, BRGM) Parallèlement au plan de référence 001, le réseau présente deux plans de symétrie aux cotes ¼ et ¾. Perpendiculairement à ce plan de référence, des colonnes parallèles à l’axe C du cristal présentent une alternance d’ions Ca, dits calcium primaire (CaI), et d’atomes O. Les axes de ces colonnes, sur lesquels se placent les ions Ca, sont des axes de symétrie ternaire du cristal (fig. 1.5).

A chaque ion Ca des axes ternaires est associé 9 atomes O dont 3 sont localisés sur le plan de symétrie situé immédiatement au dessus, 3 autres sur le plan venant immédiatement au dessous et les 3 derniers, plus éloignés, se trouvent dans le plan de l’ion Ca (fig. 1.6). Les colonnes précédentes (Ca-O) sont reliées entre elles par des ions P formant des tétraèdres PO4. Au plan symétrique, deux des quatre atomes d’oxygène sont situés de part et d’autre du plan de symétrie auquel appartient le phosphore et les deux autres appartiennent à ce plan. D’autre part les deux oxygènes et l’un des oxygènes du plan appartiennent à l’une des colonnes et le quatrième oxygène à la colonne opposée (fig. 1.7)