氟化物矿物类

二、氟化物矿物类

氟化物矿物，由金属阳离子与氟离子形成的化合物矿物，在自然界分布不太广泛。按其组成可分为简单氟化物与复杂氟化物，形成的主要矿物种为萤石、冰晶石、氟镁石。这三种矿物的主要特征见表16－2。其他特征如下：

表16－2　萤石、冰晶石、氟镁石主要特征

1.化学性质

萤石：成分中Ca常被稀土族元素所替代，TR∶Ca=1∶6。当Ca被Ce代替时被称为铈萤石；当Ca被Y代替时被称为钇萤石。此外，在萤石中还可含有Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂及沥青物质，还有微量的Cl、He、U、CO₂等物质。

冰晶石：成分较纯净，常含有极微量的Ca、Fe、Mn及有机物等。

氟镁石：成分中含有Ca、Si、Mn、Al、Ti等杂质元素和石英、萤石、钙铝氟石等混入物。

2.晶体结构

萤石：晶体结构为萤石型。如图16－1所示，Ca分布在立方体晶胞的角顶和六个面的中心，F位于将晶胞八等份的每一个小立方体的中心。Ca的配位数为8，F的配位数为4。也可看作为Ca作立方最紧密堆积，F充填于所有的四面体空隙中。

冰晶石：晶体结构为冰晶石型。结构中，Na与F组成［NaF₆］八面体和［NaF₁₂］立方八面体，Al与F组成歪曲的［AlF₆］八面体。两种八面体以棱相联结成平行c轴的链，链间为其2/3的立方八面体所联结。晶胞中，9个［AlF₆］八面体，其中8个位于晶胞的角顶，一个位于晶胞的中心。6个［NaF₆］八面体，其中4个位于晶胞4个垂直晶棱的中心，2个位于晶胞顶底面的中心。6个［NaF₁₂］立方八面体，4个位于晶胞剩余四个面的中心，2个位于晶胞内部。

图16－1　萤石晶体结构

氟镁石：晶体结构为金红石型。如图16－2所示，结构中Mg代替Ti的位置位于配位八面体的中心，F代替O分布于配位八面体的角顶。八面体以共棱相联结成链沿c轴延伸，链间通过八面体角顶联结。

图16－2　氟镁石晶体结构（右为前视图，左为俯视图）

3.成因产状和矿物共生组合

萤石主要形成于高温热液环境下，也可形成于外生沉积岩中。产于高温热液矿床中的萤石与石英、方解石、方铅矿、闪锌矿等矿物共生；产于矽卡岩型矿床中的萤石与方解石、重晶石、闪锌矿、方铅矿、黄铜矿、黄铁矿等矿物共生；产于沉积岩中的萤石与石膏、硬石膏、方解石、白云石等矿物共生；产于次生氧化带中的萤石与多水高岭石等矿物共生；呈脉状产于流纹岩和凝灰岩中的萤石与石英、黄铁矿、方铅矿、闪锌矿等矿物共生。

我国是世界上产萤石比较多的国家之一，主要产地在浙江的武义、义乌、金华一带。

冰晶石为一种产出比较少的高温环境下形成的矿物，常分布于伟晶岩脉中。常与微斜长石、石英、菱铁矿、黄铁矿、锡石、黑钨矿、铌铁矿、锆石、云母等矿物共生。世界上以格陵兰西部伊维格杜特伟晶岩中所产冰晶石矿床最为著名。

氟镁石主要产出在火山熔岩与火山喷发岩中，与赤铁矿、磷灰石、钙长石、黑云母、石膏、硬石膏等矿物共生。此外，在外生的盐类矿床及冰川堆积沉积物中氟镁石也有产出，与硬石膏、白云石、方解石、石盐等矿物共生；氟镁石还可产于高、中温热液环境下及矽卡岩矿床中，与萤石、石英、金云母、菱铁矿、辉钼矿、黑钨矿、黄玉、磷灰石等矿物共生。我国北京密云的钨矿脉中有氟镁石产出。

4.鉴定特征

萤石：具有立方体、八面体形态，八面体解理，硬度较低。

冰晶石：具有假立方体形态，硬度低，无解理。

氟镁石：呈柱状形态，膝状双晶，不同方向上硬度不同。

5.用途

无色透明完好的萤石晶体可作为光学透镜材料。一般萤石可作为冶金工业的熔剂，具有排除磷、硫等有害杂质的作用，在化学工业中可作为制取氟化物的原材料。在玻璃、搪瓷工业中可用来制作白色不透明的玻璃及珐琅。萤石也可作为火箭燃料的催化剂。

冰晶石主要用于炼铝工业和制造乳色玻璃、搪瓷等的熔剂。