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Apatite : propriétés, usages et types de gisement


L’apatite Ca5 (PO4 , CO3)6 (F,Cl,OH)2 désigne un groupe de minéraux phosphatés de composition variable. Il s’agit de phosphate de calcium fluoré, chloré ou hydroxylé représenté notamment par les phases minérales suivantes :

  • le fluoroapatite (Ca5(PO4)3 F);
  • le chloroapatite (Ca5(PO4)3 Cl);
  • l’hydroxyapatite (Ca5(PO4)3 (OH));
  • le fluoroapatite carbonatée (Ca5 (PO4, CO3 OH)3 (F,OH)).

L’apatite cristallise dans le système hexagonal et se caractérise par :

  • une densité de 3,1 à 3,2;
  • une dureté moyenne de 5 selon l’échelle de Mohs.

L’apatite est souvent de couleur verte mais quelquefois le minéral peut être de teinte blanche, grise, brunâtre, rougeâtre ou bleue.

D’autres variétés de minéraux phosphatés connus mais de moindre importance économique sont des phosphates alumineux dont la wavellite Al3(PO4)2, (OH)35(H3O), la millisite (Na,K) CaAl6(PO4)4 (OH)9H2 O) et la crandallite (CaAl3 (PO4)2(OH)5H2O). La brushite (CaHPO4 2H2O) constitue une variété hydroxylée de phosphate de calcium tandis que la monétite (CaHPO4) est une variété de phosphate de calcium non hydraté.

Usages

L’apatite contient plus de 41 % d’oxyde de phosphore (P2 O5), ce qui en fait la source la plus importante de phosphate. Elle est aussi l’un des trois composants primaires des engrais minéraux.

Le phosphate (P2O5) extrait de roches phosphatées est utilisé principalement (> 90%) dans la fabrication de fertilisant agricole. On l’utilise également dans la fabrication de détergent, de nourriture pour animaux, de nourriture et de boissons, de poudre pour extincteurs, de produits dentaires, pour le traitement de surface des métaux (Harben et Kuzavart, 1996). Quant au phosphore (P) extrait du phosphate, il est utilisé dans la fabrication d’allumettes, de bombes incendiaires, de produits pyrotechniques, en médecine ainsi que dans la tannerie du cuir et le raffinage du sucre (Harben, 1996).

Types de gisement

L’apatite est le minéral le plus répandu des minéraux phosphatés. Il existe plusieurs types de gisements d’apatite dont :

  • les gisements d’origine sédimentaire;
  • les gisements d’origine ignée;
  • les gisements d’origine métamorphique;
  • les gisements de concentration résiduelle et d’enrichissement secondaire.

Les gisements associés aux roches sédimentaires et aux roches ignées constituent les deux principaux types de gisements d’apatite.

Gisements associés aux roches sédimentaires

L’apatite est présente en concentration économique principalement dans les roches sédimentaires connues sous le nom de phosphorite (dolomie ou calcaire à granules phosphatées, guano). Le fluoroapatite carbonatée est le minéral caractéristique des dépôts de phosphorite.

Au Québec, on mentionne la présence de gîtes d’apatite d’origine sédimentaire dans les secteurs de Rivière-Ouelle (Kamouraska), de l’Outaouais et de Philipsburg (Spence, 1921, Hubert, 1973). Toutefois, ces gîtes de roche phosphatée semblent être de faible importance à cause de leur tonnage (Jacob et al., 1990).

Gisements associés au roches ignées

L’apatite est présente dans divers types de roches ignées associées généralement aux complexes ignés alcalins (roches alcalines - carbonatites), aux complexes anorthositiques ou aux intrusions ignées litées.

Dans les complexes ignés alcalins, à structure annulaire, on trouve de l’apatite soit dans le noyau central de carbonatite ou dans les roches alcalines (syénite à néphéline, pyroxénite) situées autour du noyau central. Au Québec, des gîtes d’apatite associés aux carbonatites des complexes alcalins ont été identifiés dans la région d’Oka (carbonatite de Oka) à l’ouest de Montréal, à Saint-Honoré (carbonatite de Saint- Honoré) au nord de Saguenay ainsi qu’au nord-ouest de Girardville (carbonatite de Crevier) près du lac Saint-Jean.

Dans les complexes anorthositiques, l'apatite se trouve fréquemment avec les minéralisations de fer-titane associées à des unités de ferrodiorite, de norite, de monzonite, de jotunite, de leuconorite, de leucotroctolite et de troctolite. Au Québec, on trouve des gîtes d’apatite de ce type notamment dans les suites anorthositiques du lac Saint-Jean, de Labrieville et de Havre-Saint-Pierre.

Dans les complexes mafiques lités, l’apatite accompagne les minéralisations de fer-titane dans des unités de nelsonite, de ferrodiorite et de ferropyroxénite. L’exemple typique de ce type de gisement au Québec est le complexe mafique lité de Sept-Îles. Mentionnons également que des minéralisations d”apatite ont été identifiées dans des unités de ferropyroxénite du Complexe lité du Lac Doré dans la région de Chibougamau.

Gisements associés aux roches métamorphiques

L’apatite est un minéral commun dans les roches de métamorphisme régional ou de contact. Le fluoroapatite est fréquemment associé à la phlogopite dans les marbres calcitiques impurs ou dans les roches calco-silicatées métasomatisées riches en diopside. Au Québec, des gîtes d’apatite associée à des roches métamorphiques se logent dans les roches du Supergroupe de Grenville dans la région de l’Outaouais entre les rivières Gatineau et du Lièvre. De 1870 à 1890, l’Outaouais a été un centre important de production d’apatite pour des fertilisants jusqu’à l’arrivée de phosphates sédimentaires peu coûteux.

Gisements de concentration résiduelle et d’enrichissement secondaire

Des concentrations élevées en apatite se présentent parfois dans le régolithe issu de l’altération et de la dissolution sur place de carbonatites. Ces dépôts sont généralement constitués d’une zone de carbonatite altérée, lessivée et enrichie en apatite, laquelle est recouverte d’un résidu composé surtout de phosphate (apatite ou francolite) et de goéthite. L’épaisseur de la zone de carbonatite altérée peut varier de quelques mètres à plus de 150 mètres à l’intérieur d’un même gisement. Les teneurs en phosphate varient énormément dans le gisement (faibles à plus de 40 %). L’épaisseur du résidu, qui remplit les creux et les dépressions au sommet de la carbonatite altérée, est aussi extrêmement variable (Jacob et al., 1990).


Références

HARBEN, P. W., 2002. The Industrial Minerals HandyBook, A guide to market, specifications & prices, 4th edition, 408 pages.

HARBEN, P. W. et M. KUZAVART, 1996. Industrial Minerals. A global Geology. Industrials Information Ltd. Metal Bulletin, PLC London, 409 pages.

JACOB, H. L., P., W. CONRAD et Y. HÉBERT, 1990. Les phosphates au Québec, Ministère de l’Énergie et des Ressources, MB 90-22, 43 pages.

HÉBERT, Y., 1988. Géologie de la région de Buckingham, Rapport final, Ministère de l’Énergie et des Ressources, DP-87-21, 47 pages.

HUBERT, C., 1973. Région de Kamouraska, Ministère des Richesses naturelles, Québec, RG-151, 205 pages.

SPENCE, H., 1921. Les phosphates du Canada, Ministère des Mines, division des Mines, Canada, N° 397.

HÉBERT, Y., 1987. Inventaire des minéraux de la région de Wakefield, Rapport final, Ministère de l’Énergie et des Ressources, DP-87-21, 47 pages.

 




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