Флюорит свойства минерала, формула, фото

Название минерала флюорит произошло от латинского fluere — течь, в связи с легкоплавкостью смесей различных руд с минералом; это обозначение применялось для минерала со времени Агриколы.

Английское название Флюорит - Fluorite

Формула флюорита

CaF2

Флюорит с крупными газово-жидкими включениями. Казахстан
Флюорит с крупными газово-жидкими включениями. Казахстан.Бетнаклала

Содержание

 

История изучения и использования флюорита

Еше в древние времена человек не мог равнодушно пройти мимо удивительного камни, кристаллы которого могут быть бесцветными и водянисто-прозрачными, лиловыми, чернильно фиолетовыми, красноватыми или золотисто-желтыми, оранжевыми, голубыми и всех оттенков зеленого цвета. В отдельных образцах встречаются живописные узоры и полосчатая расцветка. Камень этот, именуемый флюоритом, по цвету может «замаскироваться» под многие первоклассные самоцветы, отличаясь от них меньшей твердостью и неустойчивостью окраски на солнечном свету. Но у него есть свои замечательные свойства. Так, после нагревания он светится в темноте, а в ультрафиолетовых лучах, в зависимости от примеси редкоземельных элементов, загорается голубым, желтым или розоватым огнем. «Камень-самосвет» и только!
Горняки Саксонии прозвали его за красоту «рудным цветком» («эрцблюме»). В умелых руках ювелиров по-разному окрашенный камень превращается в различные имитации, которые на первый взгляд не отличишь от топаза, изумруда, сапфира, цитрина или аметиста. Долгое время камень не имел узаконенного имени.
В первой половине XVI в. в горнорудных районах Саксонии и Чехии жил врач Георг Бауэр, взявший себе, как было принято в ученом мире, псевдоним — Агрикола. Он так заразился профессиональными интересами своих пациентов, что всерьез занялся минералогией, рудным делом и металлургией и вскоре написал ряд выдающихся научных трудов по этим дисциплинам. Его работа «О месторождениях и рудниках в старое и новое время», написанная в 1546 г., была переиздана в Германии, а в 1972 г.— и в России. Агрикола впервые в научной литературе описал «горный цветок». Он отмечал, что добавка этого минерала к руде резко снижает температуру ее плавления, в результате чего ускоряется выплавка металла и уменьшается расход топлива При этом шлаки приобретают текучесть и легко отделяются от металла. Ученый назвал минерал флюоритом (по-латыни «флюор» означает текучий), или флюошпатом (плавиковый шпат). Крещение камня состоялось.

На удивительный минерал еще раньше Агриколы обратил внимание великий немецкий живописец и гравер Альбрехт Дюрер, большой знаток самоцветов и ювелирного дела. На его знаменитой гравюре «Меланолия» изображена печальная женщина-ангел в окружении различных приборов и инструментов, безнадежно всматривающаяся в огромный многогранник — кристалл загадочного флюорита.
Нюрнбергский художник Швангард еще в 1670 г. обнаружил, что раствор флюорита в серной кислоте оставляет на стекле нестирающиеся рисунки. Он не догадывался, что при этом «рисует» не смесь, а продукт реакции — фтористый водород. Это явление используют и в наши дни, нанося на стеклянную посуду рисунки с помощью плавиковой кислоты и парафина.
Таинственный минерал, конечно, не могли оставить без внимания вездесущие алхимики. Но, промаявшись с ним безрезультатно, они пришли к убеждению, что во (флюорите, вероятно, сидит сам дьявол и золота из этого камня не получишь. Неожиданные взрывы, тяжелые отравления, разрушения зубов, ногтей и костей, различные недуги и мученическая смерть подстерегали тех, кто пытался проникнуть в тайну минерала.
В 1886 г. французский химик Анри Муассан выделил в результате электролиза из безводного фтористого водорода несколько пузырьков бледно-желтого газа с поразительно агрессивными свойствами, благодаря которым новый элемент был назван фтором (от греческого «фторос» — гибель, разрушение). В струе фтора воспламеняются не только мышьяк и сурьма, но и нагретая вода, не могут устоять перед ним при нагревании ни золото, ни платина, ни алмаз. Фтор легко образует прочные соединения со многими химическими элементами. Фторорганические соединения сейчас успешно применяются в медицинской практике.
Так была раскрыта тайна флюорита, который на языке химии стал называться фтористым кальцием. Теперь минерал в основном служит науке и технике. Его применяют в металлургии для получения легкоплавких шлаков. Чтобы сварить тонну высоколегированной стали, требуется всего около 10 кг флюоритовых окатышей. Флюорит нужен также для синтеза криолита, с помощью которого путем электролиза из расплава бокситов извлекают алюминий. Флюорит используют на химических заводах для получения плавиковой кислоты и фторуглеродистых соединений, его добавляют в стекла и эмали для придания им опаловой или молочно-белой окраски. Теперь в специальных заводских печах выращивают совершенно прозрачные кристаллы оптического флюорита длиной до полуметра, которые идут на изготовление линз, пропускающих Ультрафиолетовые и инфракрасные лучи, не воспринимаемые нашим глазом. На основе этих линз создан прибор — тепловизор, способный «видеть» в тумане даже в кромешной темноте. Кстати, фотографии поверхности Марса, испещренной метеоритным и вулканическими кратерами, получены при подлете к планете наших космических аппаратов с помощью «всевидящего глаза» — объективов из оптического флюорита. Вот вам и фальшминерал, как когда-то камень непочтительно называли ювелиры, которые делали из него фальшивые драгоценности, имитирующие изумруд, аквамарин, циркон, цитрин и другие благородные камни-самоцветы.
Выдающийся русский минералог и химик В. М. Севергин красочно описал свойства флюорита в таких словах: «Можно его шлифовать и полировать и выделывать из него разные вещи; иногда имеет он яркие и приятные цвета, что при прозрачности его в такое приводило заблуждение, что такие камни принимали за топазы, сапфиры, изумруды, хризолиты и пр. Но он мягок, хрупок, легко ломается, и поэтому плохо ограняется, легко окатывается и быстро теряет блеск. Отличить от настоящего камня его нетрудно, так как он царапается стеклом».
Из флюорита изготовляют декоративно-художественные изделия — вазы, письменные приборы, шкатулки и т. п. Чтобы сделать флюорит более прочным в обработке, его предварительно проваривают в канифоли или в других прозрачных смолах, заполняющих пустотки и трещинки в камне. Особенно ценятся монолитные штуфы флюорита лучистого и ритмично-полосчатого строения с чередованием зеленых и фиолетовых, синих и бесцветных или синих и фиолетовых полос. Наиболее эффектны образцы полихромного флюорита из Монголии и Китая.
Еще в античное время из флюорита вытачивали кубки и вазы, называя их «мурриновыми сосудами». Римляне привозили их с Востока в качестве триумфальных трофеев. Есть сведения, что римляне шесть таких сосудов взяли из сокровищ понтийского царя Митридата и пожертвовали Юпитеру, установив в храме, построенном в его честь.
Флюорит давно служит и ювелирному делу. Так, несколько лет назад в могильнике Секешфехервар, датируемом IX—X вв. и расположенном в Задунайском районе Венгрии, были найдены браслет и ожерелье, состоящие из бочонковидных бусинок фиолетового цвета. Все бусины имеют 12 нарезанных граней и отверстия для нанизывания на шнурок. Венгерские минералоги установили, чго они изготовлены из местного камня, жилы которого обнажаются в окрестных горах Веление.
При раскопках славянских погребений X—XIII вв. на Украине археологи наряду с большим количеством бус из хрусталя и сердолика встречали и ожерелья из флюорита, которые, видимо, были привезены с Востока.
Зонально окрашенные, просвечивающие фиолетовые и зеленые флюориты обрабатывали в Северной Англии (Корнуэлл и Дербишир), с 1765 г. их использовали также на Петергофской гранильной фабрике для выделки красивых ваз, бокалов, канделябров, столешниц и т. д. Флюорит, который английские горняки прозвали «Блу Джон» («Синий Джон»), обладает столь красивым рисунком, что его часто используют для выделки недорогих украшений и поделок. В Геологическом музее в Лондоне выставлена прекрасная ваза высотой 75 см, целиком выточенная из многоцветно-полосчатого флюорита. Один из приключенческих рассказов Артура Конан-Дойла посвящен флюоритовой пещере и называется «Синий Джон». Превосходными декоративными изделиями из флюорита можно полюбоваться в Павловском дворце-музее под Ленинградом. Граненые ювелирные вставки из желтого, зеленого и фиолетового камня английских месторождений выставлены а Народном музее в Праге.
В нашей стране промышленные месторождения плавикового шпата и поделочного флюорита сосредоточены в Забайкалье, на Дальнем Востоке. Месторождения имеются в Средней Азии, Казахстане, имеются они и на Украине. Иногда в недрах попадаются настоящие уникумы. В Минералогическом музее Ленинградского горного института модн0 увидеть нежно-голубой гигантский кристалл флюорит массой 330 кг.
В Забайкалье известно свыше 20 крупных месторождений и около 1000 проявлений минерала. Одно из них — Усугли — помогла открыть лиса. Убегая от охотников, она спряталась в первую попавшуюся нору, откуда и была вытащена за хвост вместе с разноцветными камешками, зажатыми в когтях. Сейчас в этом районе находится крупное промышленное предприятие. Плавиковый шпат добывают также на соседних рудниках — Солонечном, Абагайтуе и Калангуе. Калангуйский плавикошпатовый комбинат поставляет свою продукцию более чем двумстам предприятиям металлургической, химической, оптической, керамической и других отраслей промышленности. Забайкальский флюорит, правда, в довольно ограниченном количестве, украинские камнерезы иногда используют при изготовлении декоративных поделок и ювелирных украшений. В художественных и мозаичных работах с успехом применяются поделочные флюоритовые брекчии Чибаргатского месторождения близ Ташкента.
На Украине известны месторождения плавикового шпата в Приднестровье (Бахтынское), в Приазовье (Покрово-Киреевское), в Донбассе на берегах р. Лугани, близ с. Волнухино; проявления флюорита открыты в Полесье, на Волыни, в Крыму и других местах.
В камерных пегматитах гранитного плутона Волыни, настоящих подземных оранжереях каменных цветов, изредка встречаются кристаллы размером до 12 см в поперечнике. Они имеют различные оттенки зеленого, фиолетового и голубого цветов. Кубики и октаэдры, красиво окрашенные или укутаные в черные «рубашки», представляют в основном интерес для минералогов и коллекционеров. Некоторые флюоритовые породы Восточного Призовья и зоны сочленения его с Донбассом (рудник дальний) являются своеобразным поделочным камнем, флюорит-кварцевые и флюорит-халцедоновые проявлена геологи обнаружили в низовьях р. Кальмиус и в некоторых других местах. В жильных породах обычно тесн0 срастаются лиловый флюорит, коричневый, буровато-желтый халцедон и розовый кальцит. В приполировках на темно-лиловом фоне флюоритовой массы выступает сеть ветвистых прожилков желтого халцедона. Породы с флюоритом и розовым кальцитом в полированных срезах декоративны и напоминают карнатский родонит. Они легко режутся, полируются для поделок и сувениров.
Карбонат-флюоритовые руды Покрово-Киреевского промышленного месторождения в с. Кумачево Донецкой области, окрашенные в темно-фиолетовый, редкий в природе цвет, тоже могут быть отнесены к поделочным и орнаментным материалам, причем их стоимость при попутной добыче минерала для других целей будет невелика.
Кристаллы из магматических пород Волыни и Приазовья, эти яркие «каменные цветы» Украинского шита, могут украсить любое собрание минералов и порадовать своей красотой в изделиях мастеров- камнерезов.

 

Флюорит голубые кристаллы Таджикистан

Кристаллографическая характеристика

Сингония Кубическая 3L44L36L29PC.

Класс. Гексоктаэдрический

Кристаллическая структура

 

Главные формы: Главные формы: а(100), d(110), о(111), е(210), f(310), n(211), m(311), t(421). Из них наиболее часты а(100), а также о(111);

Форма нахождения в природе

Облик кристаллов. Кристаллы чаще всего кубического облика, реже октаэдрического, иногда значительное развитие получают грани ромбического додекаэдра. Наблюдаются скелетные кристаллы в виде октаэдров, грани которых покрыты ориентированно наросшими кристалликами флюорита с гранями (110), (100) и (МО) ; нередки параллельные сростки мелких кубических кристаллов — гранные формы, по Шафрановскому, взаимное ориентированное обрастание кристаллов, ступенчатое их развитие, а также развитие различных видов вершинных форм. Иногда кристаллы значительно уплощены по одной из граней куба. Грани октаэдра обычно неровные, тусклые; грани куба гладкие и блестящие, но иногда исштрихованы параллельно ребрам куба или имеют паркетообразный рисунок. Наблюдаются фигуры естественного травления в виде углублений на гранях и притупления вершин и ребер. Кислоты вызывают образование на поверхности грани куба флюорита четырехгранных пирамид, обращенных вершинами внутрь, а от щелочей появляется только шероховатость.
Наблюдаются своеобразные кокардовые текстуры, когда шестоватые выделения флюорита обрстают ядро из плотного флюорита или обломка вмещающей породы. Отмечалась закономерная кристаллографическая ориентировка шестоватых кристаллов: L3 флюорита располагается вдоль удлинения, спайность по (111) ориентирована перпендикулярно удлинению (Калангуй в Читинской обл.)

Двойники по (111) распространены обычно в виде взаимно прорастающих кубов, реже сдвойникованными бывают октаэдры, в таком случае октаэдры часто уплощены по (111).
Известны эпитаксические нарастания сидерита на флюорит: (0001) сидерита параллельна (111) флюорита; нарастания пирита на флюорит с взаимно параллельными осями (Маркс, по Хинце), а также нарастания, в которых ребра пентагонального додекаэдра пирита параллельны ребрам куба флюорита; отмечались ориентированные включения пирита и халькопирита, расположенные вдоль граней куба флюорита; известны ориентированные нарастания кварца на флюорит и закономерные сростки с кварцем, причем кристаллы кварца ориентированы так, что грань ромбоэдра кварца параллельна грани куба флюорита. Описано прорастание флюорита фенакитом с расположением одной из граней ромбоэдра фенакита параллельно грани куба.
Характерны плеохроичные дворики вокруг включений радиоактивных минералов (иногда дворики с четверной симметрией — во флюорите из Вёльсендорфа в Германиии). Очень обычны газовожидкие включения в кристаллах оптического флюорита.

Агрегаты. Кристаллы и их сростки, агрегаты преимущественно зернистые, также плотные и землистые, нередко столбчатые и волокнистые частью радиально-лучистые, иногда с кокардовыми текстурами.

Физические свойства

Оптические

Кристаллы кальцита (белый) и флюорита (желтый). Северный Кавказ. Белоречеснкое месторождение
Кристаллы кальцита (белый) и флюорита (желтый). Северный Кавказ. Белоречеснкое месторождение

Цвет варьирует: бывает бесцветным и водяно-прозрачным, обычно отличается разнообразием оттенков: зеленый, зеленовато-голубой, фиолетово-синий, винно-желтый, белый, серый, небесно-голубой, темно-пурнуровый, синевато-черный и коричневый; также розово-красный, малиново-красный, розовый.
Часто окраска распределена по зонам, параллельным граням или пирамидам нарастания кристаллов или локализуется в плеохроичных ореолах вокруг радиоактивных включений. В массивном, столбчатом или волокнистом флюорите часто видны параллельные полосы различного цвета. Выяснению причины окраски посвящено много работ, но вопрос не может считаться решенным; по последним данным, видимая окраска некоторых флюоритов не зависит от присутствия хромофоров и связана с дефектами кристаллической структуры — F-центрами (например, фиолетовый цвет некоторых оптических флюоритов из пегматитов).
Ранее причина окраски связывалась с присутствием разных элементов: Ненадкевич (но Бетехтииу) связывал фиолетовую окраску с наличием незначительных количеств семивалентного марганца; Власовым и Кутуковой установлено присутствие марганца в фиолетовом и розовом флюорите, при отсутствии марганца в зеленом, желтом, голубом и бесцветном; ими же отмечается, что красно-розовый флюорит на солнечном свету в течение нескольких дней обесцвечивается. Пурпурная окраска, по Берману, вызывается радиоактивным излучением. Указывалось, что содержание, различных редких земель влияет на окраску флюорита: для различно окрашенных зон кристаллов Козловой определено различное содержание редких земель: наименьшее в фиолетовых, наибольшее в зеленых. В голубых и фиолетовых установлено наличие свободных, электрически нейтральных атомов F и Са. Причина зеленой окраски также трактуется по-разному: Изети считает, что зеленая окраска вызвана радиоактивным излучением и наличием Eu2+, Феофилов связывает зеленую окраску с присутствием Sm2+, который возникает из Sm3+ в результате действия радиоактивного излучения.
Окраска некоторых разновидностей минерала вызвана наличием посторонних примесей, отложенных в процессе роста на определенных плоскостях.
Высказано предположение, что зональная окраска флюорита гипогенных месторождений урана обусловлена эпитаксическим нарастанием на флюорит близкого в структурном отношении уранинита.
Окраска флюорита термически неустойчива: при нагревании она часто исчезает и вновь восстанавливается при облучении рентгеновскими лучами. После нагревания отдельные темно-фиолетовые разности становятся аметистовыми: наиболее термически устойчива пурпурная окраска. Некоторые обесцвеченные флюориты окрашиваются снова при хранении в темноте. При облучении рентгеновскими лучами фиолетовые флюориты остаются фиолетовыми, бесцветные флюориты становятся зелеными или синими, синие — пурпурно-красными. Под воздействием катодных лучей кристаллы флюорита иногда становятся с поверхности густофиолетовыми, α-лучи радия в бесцветных кристаллах вызывают голубую и зеленоватую окраски, проникающие на глубину. Фиолетовая окраска, полученная искусственно, менее устойчива, чем природная; радиоактивное α-излучение вызывает полосчатую окраску.

  • Черта  бесцветная, иногда у разностей темно-лилового цвета слегка окрашена.
  • Блеск флюорита сильный стеклянный до тусклого (в массивных выделениях).
  • Прозрачность. Прозрачен.

Механические

  • Твердость 4. Флюориты, окрашенные в темный цвет, отличаются повышенной твердостью. Хрупок.
  • Плотность бесцветного прозрачного флюорита 3,180; вхождение редких земель существенно повышает плотность.
  • Спайность  по (111) совершенная, по (110) неясная. Несовершенство спайности некоторых флюоритов обусловливается наличием включений других минералов (кварца, барита), а свилеватая поверхность спайных поверхностей — присутствием газовых, жидких и твердых включений.
  • Излом плоскораковистый до занозистого или неровного.

Химические свойства

Полностью разлагается крепкой серной кислотой с выделением HF; также хлорной кислотой в присутствии небольшого количества борной кислоты.

Растворимость CaF2 в химически чистой воде, по Кольраушу, незначительна, но заметно возрастает соответственно с повышением температуры; по Казакову и Соколовой, при 0° раствор содержал мг/л фтора, при 20° — 15 мг/л, при 100° — 30,0 мг/л. Присутствие в воде CaS04 также, как и СаС03, снижает растворимость CaF3 (в присутствии гипса раствор содержал всего 6—8 мг/л F при комнатной температуре); при увеличении концентрации NaCl в растворе растворимость CaF2 постепенно увеличивается, достигая максимума 18 мг/л F при 100 г/л NaCl; присутствие Na2SO4 заметного влияния не оказывает, при содержании 10 г/л MgSO4 и выше растворимость CaF2 резко возрастает, в растворах с низкой концентрацией MgSO4 (около 2 г/л) она незначительна.
Растворимость CaF2 в водных растворах значительно повышается в присутствии солей алюминия (образуется малодиссоциированный ион AlF2).

Прочие свойства

Не электропроводен. Диамагнитен, а при низких температурах парамагнитен. На гранях куба установлена разность электрических потенциалов между серединами граней и их краями, возникающая в результате действия свата (фотоэлектричество) или тепла (термоэлектричество). Обычно флуоресцирует в ультрафиолетовых и в катодных лучах, светится и после удаления источника излучения (остаточная люминесценция); люминесцирует также в результате нагревания, причем термолюминесценция может вызываться любым источником тепла: нагреванием в руке или на солнечном свету. Свечение обычно голубое или фиолетовое, также красное, иногда после нагревания зеленое («хлорофан» и «пиросмарагд»). Элементами-активаторами считаются редкие земли; голубое свечение в ультрафиолетовых лучах связывается с присутствием Eu2+, термолюминесценция — с TR 3+ . У искусственных флюоритов, активированных редкими землями, спектры люминесценции бывают тождественны природным.  Установлена поляризованная люминесценция F-центров в интенсивно окрашенных красных кристаллах CaF2, зависящая от длины волны возбуждающего света. При продолжительном одностороннем давлении обнаруживает пластическую деформацию.  Флотируется разными реагентами.

Температура плавления 1360°, кипения — 2450° (по Берчу и др.).  Показатели преломления минерала, как и плотности в результате нагревания понижаются.

Искусственное получение минерала

Мелкие октаэдрические, кубические или кубооктаэдрические кристаллы получаются различными способами: диффузией NH4F в раствор СаСl; испарением pacтвopa CaF2 в НСl; реакцией кальциевого фторосиликата и СаСl2 с охлаждением раствора; действием раствора HF на стекло, содержащее Са. В настоящее время искусственные кристаллы флюорита (для целей ультрафиолетовой оптики) выращиваются из природного материала по методу Стокбаргера из промышленных отходов флюоритового оптического сырья в высокотемпературной вакуумной установке при 1450° и вакууме 10~5 мм ртутного столба, в молибденовых или графитовых тиглях (материал не должен содержать больших количеств цериевых или иттрпевых земель, но небольшое количество TR необходимо; вредной примесью является барит).

Сноповидные (расщепленные) кристаллы барита и кубические кристаллы флюорита. Северный Кавказ. Белоречеснкое месторождение
Сноповидные (расщепленные) кристаллы барита и кубические кристаллы флюорита. Северный Кавказ. Белоречеснкое месторождение

Диагностические признаки

Узнается по кубической форме кристаллов, спайности по октаэдру, стеклянному блеску, средней твердости, разнообразной окраске. От похожих на него галита и сильвина отличается отсутствием вкуса, от фиолетового кварца - меньшей твердостью, от кальцита - отсутствием реакции с соляной кислотой.Под микроскопом — от других изотропных минералов — низким показателем преломления. От сходного кристобалита — более низким светопреломлением.

Спутники: эгирин, гастингсит, кроссит-крокидолит, канкринит, титаномагнетит, сфен, топаз, берилл, апатит, корундофиллит, плагиоклаз, кварц, барит, кальцит, сфалерит, галенит (Аурахмат), блеклая руда (Бадамское), антимонит, киноварь (Хайдаркан), накрит, арагонит, пирит, реальгар, аурипигмент, целестин, ангидрит, гипс, доломит, сера, миллерит.

 

Происхождение и нахождение

Изменение минерала

Псевдоморфозы по флюориту (как выполнения, так и замещения) часто образуют глинистые минералы и различные окислы железа, марганца, а также доломит, кальцит, сидерит, церуссит, смитсонит, пирит, марказит, сфалерит, гемиморфит, тальк, хлорит, полевой шпат, нонтронит, кварц и халцедон

Широко распространенный минерал, встречается в месторождениях самого разнообразного генезиса. Чаще всего жильный минерал гидротермальных месторождений различного типа (оловорудных, молибдено-вольфрамовых, сурьмяно-ртутных и др.). Кроме того, встречается в больших количествах в пегматитах, в осадочных породах; изредка в альпийских жилах и зоне гипергенеза рудных месторождений.

Физические методы исследования

 

Старинные методы. Под паяльной трубкой растрескивается, светится и с трудом оплавляется по краям. По выделении всего F образуется неплавкая известь (СаО).

 

Кристаллооптические свойства в тонких препаратах (шлифах)

В шлифах в проходящем свете от бесцветного до зеленого и пурпурного. Изотропен. Иногда в кристаллах, испытавших деформацию, наблюдается слабое аномальное двупреломление в разрезах, параллельных (100) -n= 1,43. Изоморфное замещение кальция редкими землями вызывает повышение показателя преломления до 1,4572 у иттрофлюорита. Дисперсия светопреломления флюорита в видимой части спектра незначительна. Характерно исключительно высокое пропускание света как в видимой, так и в инфракрасной и ультрафиолетовой частях спектра, что делает флюорит ценным оптическим сырьем. Пропускание для видимой области спектра, по Козловой, довольно постоянно и составляет 86% при толщине пластинки 0,4 см, пропускание в ультрафиолетовой области возрастает с увеличением длины волны, в инфракрасной — значительно уменьшается.

Mineralmarket

Галлерея