萤石

萤石（fluorite）它是一种常见的卤化物矿物，其主要成分是氟化钙（CaF2）萤石是透明或半透明的，有各种鲜艳的颜色，如黄色、绿色、蓝色、紫色、红色、灰色、黑色等，具有明显的玻璃光泽，属于等轴晶系，晶体结构一般为立方和八面体当它们聚集在一起时，聚集体是粒状的、块状、纤维状、球状、土状等。

萤石是一种多因矿物，主要产于热液矿床中。常与石英、方解石、重晶石、高岭石和金属硫化物共存。

萤石是一种具有战略意义的非金属矿产资源，其应用领域涵盖冶金、化工、建材、陶瓷、航空、制冷、医药、原子能工业、传统产业和氟化工等新兴产业。

萤石主要分布在美国、哥伦比亚、加拿大、英国、纳米比亚和奥地利、瑞士、意大利、德国、捷克和斯洛伐克、原苏联、澳大利亚、南非、泰国等地。例如，美国的伊利诺伊州、肯塔基州等出产紫色、紫罗兰、蓝、黄、褐色和无色透明萤石，新鲜绿色萤石产于美国新罕布什尔州和纽约州，绿色萤石产于哥伦比亚。无色透明的萤石晶体产于加拿大安大略省。英国康瓦尔产白、蓝、紫罗兰、淡红褐等色萤石。纳米比亚出产祖母绿萤石。我国几乎所有省区都发现了萤石资源，其中宝石级萤石主要分布在浙江、安徽、江西、福建、河南、湖北、湖南、广西、四川、贵州、青海、新疆等地。

矿物特征

萤石是一种常见的卤化物矿物，其主要成分是氟化钙（CaF2）是提取氟的重要矿物。其中钙含量为51.33%，F含量为48.67%其中Ca可以被稀土元素部分替代，其含量比为  TR 3360 Ca=1:6。当稀土元素主要是Y时，称为钇萤石，化学式为(Ca，Y)F2-也就是说，当Y3取代Ca2时，需要额外的F来补偿晶体中的电荷不平衡-

晶系结构

萤石主要由氟化钙组成，具有立方晶体结构，空间群为Fm3m（a＝b＝c＝0.5463  nm, α=β=γ=90 degrees）钙原子与周围的八个氟原子配位。相反，氟原子被四个钙原子包围，形成配位数分别为8和4的理想四面体。它也可以被视为Ca立方体的最紧密堆积，F离子占据了所有四面体间隙。Ca－F键的长度为0.237  nm。萤石有时在立方体表面有镶嵌图案。萤石{111}面最易断裂，{110}面次之，{100}表面很难打破，所以{111}面完全解理。平行于边缘的网格状条纹经常出现在萤火虫的晶体表面；集合体呈粒状、块状、纤维状、球状、土状等

化学性质

萤石中常含的杂质是钇、铈、硅、铝、铁、镁、铕、钐、氧、氯等；萤石溶于硫酸，微溶于加热的氯化氢，微溶于水（当水温为18℃时，0.000016克/立方厘米）

元素掺杂

由于 Ca2+半径（1.06 Å,1 Å=0.1  nm）与稀土元素（REE3＋）铀离子（U4＋）钍离子（Th4＋）的离子半径（1.06 ～0.848 Å、929 Å、0984 Å）因此，萤石中的 Ca2+很容易被上述离子取代。热释光萤石的稀土元素分析表明绿色萤石的 Y、Ce、La、Nd、Dy、Gd 的含量较高，而紫色萤石中这六种稀土元素的含量较低。萤石是紫色的，因为它含有放射性元素u、Th、Ra 等。

晶体缺陷

萤石晶体缺陷主要有四个原因：①放射性元素照射；②Na＋、k进入晶格并引起F空位；③变价杂质离子（稀土等）的氧化；④压力引起的晶格损伤。萤石及围岩中常含有 U 和 Th 等放射性元素，从而形成放射性场。萤石受放射性元素照射，形成晶体缺陷 ，促进了胶体钙的形成，导致萤石颜色加深。一种 萤石含有 U、超过 ，颜色越深。Na＋、k以类质同象的形式进入萤石晶格，增加了萤石中稀土元素的含量，有利于缺陷的形成，从而影响热释光。稀土元素本身不是色素离子，但它们在热和辐射条件下容易发生电价变化、电子迁移和电荷转换导致萤石对不同光波的选择性吸收和透射。

有机质混入

演化程度高的有机质以微细包裹体的形式存在于萤石晶体中，导致萤石颜色较深。黑色萤石中存在大量微小空洞，并含有许多演化程度较高的无定形有机质（沥青、固态烃类等）附着在洞壁上，导致萤石颜色加深。

萤石主要是在热液过程中形成的，通常是热液矿脉中的主要矿物或作为金属矿石(尤其是铅和银)中脉石矿物的出现。热水流体，即热液，在地热水中升温、岩浆、由构造作用和地幔热源形成。热液流体不断与火山喷发和沉积反应，F不断从围岩中提取出来-，形成含氟热液，处于热对流状态、沉积压实作用、矿物相变、在构造运动和其他驱动力的推动下，它与围岩中的Ca2结合形成氟化钙（CaF2）冷却结晶后，得到萤石。

萤石矿床的工业类型可分为两种：

硅酸盐岩石中的萤石矿床

如花岗岩、流纹岩、页岩和砂岩等，主要共生矿物是应时、其次，它含有少量方解石、重晶石、方铅矿和闪锌矿等。

石灰岩中的萤石矿床

主要共生矿物是方解石、重晶石和各种金属硫化物、如闪锌矿、方铅矿、黄铜矿、黄铁矿等。

此外，萤石也可产于沉积岩中，常与石膏共生、硬石膏、方解石、白云石等共生。偶尔，它也作为次生矿物出现在矿床的氧化带中。 

萤石是氟化工的重要基础原料，广泛应用于冶金行业、炼铝、玻璃、陶瓷、水泥、化学、光学等领域，其产品氢氟酸和氟树脂、氟橡胶、氟涂料、航空航天中的含氟精细化学品、医药、电子电力、军工等领域发挥关键作用。

不同品位的萤石精矿有不同的用途，如酸级萤石（特级品）它是氟化工的必要原料，在一定条件下可与硫酸反应生成氢氟酸；低品位块状萤石主要用于冶金工业，可改善熔融液体的流动性，降低熔点和燃料消耗，并可有效去除 P、S。同时，金属的强度和延展性得到增强。

萤石在建材行业的应用萤石在水泥生产中主要用作矿化剂，以降低烧结温度、节能降耗的作用。

由于萤石是各向同性体，对红外线和紫外线具有良好的渗透性。因此，萤石是在复消色差透镜中制成的（光学物镜、辐射紫外线和红外线的材料等）的理想光学材料。

由于萤石的多种颜色和特殊的文化属性，人们用萤石制作精美的工艺品。在技法上，有浮雕、空雕和圆雕在工艺上分为两部分，有雕件之分、车件、抛光件、球体件、原生态水晶片和标本片、组合件等八大件。

萤石的晶体结构存在“空洞”它很容易被其他离子填充，因此在自然界中，无色透明的纯萤石极其罕见。这种结构缺陷也使萤石成为色彩最丰富的石头，因为它含有铁、镁、铜和其他生色离子，萤石几乎可以显示任何颜色。

萤石

萤石可以着色，加热处理在萤石中很常见通过加热，深蓝色到黑色的萤石可以变成蓝色。一般来说，这种受热萤石很难鉴别，在300℃以下的环境中颜色稳定。 在萤石加工过程中，经常填充塑料或树脂，其主要目的是愈合表面裂纹，使其在加工或磨损过程中不产生裂纹。充填处理后萤石的鉴别主要包括以下几个方面：

放大检查缝隙。

易熔树脂和塑料的热针试验。

紫外荧光观察表明，填充的塑料和树脂均可具有特征荧光。

辐照处理：无色萤石经照射可产生紫色。经过辐照处理的萤石极不稳定，遇光会褪色，因此这种处理方法没有实用价值。