Phosphorite

La phosphorite est à la fois un minéral, une espèce chimique de formule 3 Ca₃(PO₄)₂, Ca(OH,F,Cl)₂, ainsi qu'une roche phosphatée d'origine détritique dont il est le principal constituant.

Phosphorite, Staffel Lahngebiet, Allemagne, muséum minéralogique de l'université de Bonn (de).

Découverte et étymologie

La phosphorite, forme minérale contenant le phosphate tricalcique Ca₃(PO₄)₂, peut être considérée comme une variété d'apatite dont la formule se termine plus simplement par Ca F₂. Le phosphate tricalcique, solide incolore uniquement soluble dans les solutions acides fortes ex: l'acide chlorhydrique dilué ou l'acide nitrique, est un composant essentiel des substances du corps des mammifères : os, émail des dents.

Elle a été décrite par le minéralogiste irlandais Richard Kirwan en 1794 qui a donné le nom à la roche.

Une roche phosphatée transformée en milieu continental

La phosphorite est une roche phosphatée qui n'a pas une origine marine directe, soit une roche sédimentaire et détritique des cavités karstiques, reconnaissable à un encroûtement de ciment compacte, de couleur blanche à jaune. Exemples typiques, les phosphorites du Quercy sont principalement des concrétions microcristallines qui se sont accumulées pendant l'époque tertiaire dans les poches de dissolution spécifique des karsts jurassiques, c'est-à-dire des Causses du Quercy. Dégradées et bénéficiant d'un apport de matière phosphorée plus récent, elles prennent l'aspect de brèches ossifères. Cette roche contient une phase phosphatée importante qui provient de diverses origines minérales ou organiques. Les concentrations au sein des accumulations des cavités sont le résultat d'un lent enrichissement du dépôt initial, incluant des phénomènes d'altération superficielle de la roche calcaire, de remaniement et de transport, de remobilisation du phosphore en solution, mais aussi du lessivage des cadavres et d'excréments, en particulier de chauves-souris. L'élément phosphore peut enfin provenir de l'apatite, chloro-fluoro-phosphate des roches magmatiques.

Ossements fossiles de chauves-souris provenant des gisements de phosphates du Quercy.

Phosphorites du Quercy

Les gisements de phosphate de chaux exploités entre 1870 et 1914 en Tarn-et-Garonne, principalement les cantons de Caylus, de Caussade, de Saint-Antonin possèdent quatre types de dépôts de phosphorites, souvent en masse concrétionnée, parfois en masse compacte dite ostéotite :

• 1. des formes mamelonnées à couches concentriques, très semblables à du travertin provenant de sources incrustantes.
• 2. des albâtres calcaires ou onyx.
• 3. des couches très faibles, à faciès analogue à l'agate.
• 4. des amas condensés, comme les rognons de Caylus.

Impuretés

Cette roche à fortes teneurs en phosphates tricalciques contient parfois des argiles, en particulier de l'argile à montmorillonite provenant de la dissolution des calcaires et des concrétions d'oxydes de fer et de manganèse, ainsi qu'un peu de silice, de calcite et de dolomie, de glauconie. Les phosphorites des Causses en France qui datent de l'Eocène supérieure ou Oligocène sont associées à des dépôts sidérolithiques.

Usage

La roche peut être utilisée comme engrais : elle est simplement broyée ou aujourd'hui plus souvent transformée après traitement industriel à l'acide sulfurique qui libère le superphosphate, soit un mélange de phosphate monocalcique et de sulfate de chaux. Autrefois, en Quercy, la roche des karsts jurassiques à forte teneur en P₂O₅ assimilable était utilisée directement comme engrais.

On l'utilise aussi sous forme de poudres fines dans des fabrications du verre, de l'émail et de la porcelaine, ainsi que dans le raffinage du sucre. Sa poudre permet des préparations médicinales.