螢石(Fluorite)又稱氟石。自然界中較常見的一種礦物,可以與其他多種礦物共生,世界多地均產(chǎn),有5個(gè)有效變種。等軸晶系,主要成分是氟化鈣(CaF?)。結(jié)晶為八面體和立方體。晶體呈玻璃光澤,顏色鮮艷多變,質(zhì)脆,莫氏硬度為4,熔點(diǎn)1360℃,具有完全解理的性質(zhì)。部分樣本在受摩擦、加熱、紫外線照射等情況下可以發(fā)光。
該礦物來自火山巖漿,在巖漿冷卻過程中,被巖漿分離出來的氣水溶液內(nèi)含氟,在溶液沿裂隙上升的過程里,氣水溶液中的氟離子與周圍巖石中的鈣離子結(jié)合,形成氟化鈣,冷卻結(jié)晶后即形成螢石。存在于花崗巖、偉晶巖、正長巖等巖石內(nèi)。
因質(zhì)脆軟而不常被用作寶石。在工業(yè)方面,螢石是氟的主要來源,能夠提取制備氟元素及其各種化合物。而顏色艷麗,結(jié)晶形態(tài)美觀的螢石標(biāo)本可用于收藏、裝飾和雕刻工藝品。
較主要的螢石礦床區(qū)域位于:英國康沃爾、卡斯?fàn)栴D、德比郡、達(dá)勒姆;法國多姆山;瑞士勃朗峰;德國黑森林;西班牙阿斯圖里亞斯;俄羅斯達(dá)利涅戈?duì)査箍耍还_克斯坦卡拉奧巴;中國湖南;墨西哥奇瓦瓦州、科阿韋拉、杜蘭戈;美國紐約、俄亥俄州、伊利諾斯州、田納西州、科羅拉多州、新墨西哥州;加拿大安大略湖、不列顛哥倫比亞?。幻佤斖吲?;納米比亞;巴基斯坦。
螢石的多數(shù)結(jié)晶為八面體和立方體,少見十二面晶體。也有八面
體和立方體相交而成的組合晶體。解理痕跡在多數(shù)晶體上有呈現(xiàn),從較大晶體上剝落的解理塊也很常見。
在八面體結(jié)晶下,解理塊較扁平、呈三角形;立方晶體的解理塊為扁的長方體。螢石的晶體往往出現(xiàn)穿插雙晶,即兩個(gè)晶體相互貫穿所構(gòu)成的雙晶現(xiàn)象。也有團(tuán)簇而成的共生立方晶體,或?yàn)轭w粒狀、葡萄狀、球狀或不規(guī)則大塊。
螢石礦為花崗巖、偉晶巖、正長巖中的副礦物。在碳酸巖、堿性侵入巖中和火山周邊的噴氣孔旁均能夠發(fā)現(xiàn)螢石。該種亦沉積于熱液礦脈及層控礦床內(nèi)。在砂巖的自然銜接處螢石會(huì)產(chǎn)生粘合劑的作用。
螢石是一種可以提煉大量氟元素礦物。同時(shí)其還被用于煉鋼中的助溶劑以除去雜質(zhì)。該礦物在制作生產(chǎn)玻璃和搪瓷時(shí)也有應(yīng)用。此外,在光學(xué)領(lǐng)域?qū)τ谖炇男枨罅枯^大。其人工合成晶體長大后可以制成多種透鏡。如用螢石制造的照相機(jī)鏡頭,因其具有非常低的色散,所以由其打磨成的鏡片比選用普通玻璃的鏡頭具有更少的色差。
螢石的顏色鮮艷豐富,晶體光滑無暇,被稱之為“世界上鮮艷的寶石”。但因其硬度低,所以通常情況下不能被用作珠寶。但正因螢石質(zhì)地柔軟,所以當(dāng)出現(xiàn)足夠大的晶體時(shí),便可以相對(duì)容易的用它來雕刻裝飾物。該礦物在礦石收藏家中十分流行。尤其是一些品相良好的標(biāo)本可以出現(xiàn)很高的價(jià)格。
新石器時(shí)代,中國的河姆渡人就曾選用螢石作裝飾。螢石的開采及挖掘起源于古埃及時(shí)期,當(dāng)時(shí)的人們廣泛的用螢石制作塑像及圣甲蟲形狀的雕刻。古羅馬時(shí)期,螢石作為名貴石料廣泛地用于酒杯和花瓶的制作,古羅馬人甚至相信螢石酒杯會(huì)使人千杯不醉。
1529年德國礦物學(xué)家格奧爾格·阿格里科拉(G.Agricola)在他的著作中早提到了螢石,1556年他在研究螢石的過程中,發(fā)現(xiàn)了螢石是低熔點(diǎn)的礦物,在鋼鐵冶煉中加入一定量的螢石,不僅可以提高爐溫,除去硫、磷等有害雜質(zhì),而且還能同爐渣形成共熔體混合物,增強(qiáng)活動(dòng)性、流動(dòng)性,使渣和金屬分離。1670年德國玻璃工人契瓦哈特(Selewanhardt)偶然將螢石與硫酸混在一起,發(fā)生化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生了一種具有刺激性氣味的煙霧,從而引起人們對(duì)螢石化學(xué)特性的重視。1771年瑞典化學(xué)家卡爾·威廉·舍勒(Scheele)將螢石和硫酸作用制成了由氫元素和一個(gè)不知名元素化合而成的酸,同時(shí)還發(fā)現(xiàn)這種酸能蝕刻玻璃。
螢石的開采大約是1775年始于英國,到1800年至1840年間美國的許多地方也相繼開采,但大量開采乃是在發(fā)展和推廣平爐煉鋼以后。
在1797年,意大利工程師CarlosAnt?nioNapion將該礦物正式命名為“Fluorite”,此詞源于拉丁語“Fluere”,意為“流動(dòng)”。因其常被用作熔煉金屬中的助溶劑。
1813年法國物理學(xué)家安德烈·瑪麗·安培(Ampère)把杜勒曾經(jīng)制備的這種不知名的元素定名為氟元素,取其第一個(gè)字母“F”為元素符號(hào),列入元素周期表第二周期第七族,屬于鹵族元素。
1825年“Fluorescence“一詞誕生,意為熒光,源于螢石在紫外線照射下可以散發(fā)熒光的屬性。
1886年法國化學(xué)家亨利·莫瓦桑(Moissan)首次從螢石中分離出氣態(tài)的氟元素,揭示出螢石是由鈣元素和氟元素化合組成的礦物,定名為氟化鈣(CaF?)。