螢石 | |
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基本資料 | |
類別 | 鹵化物 |
化學式 | 氟化鈣 - CaF2 |
性質 | |
分子量 | 78.07 |
顏色 | 無色、白、藍、綠、黃或紅色 |
晶體慣態 | 單晶主要為立方體,集合體為粒狀或塊狀等 |
晶系 | 等軸晶系 |
解理 | [111]四組完全解理 |
斷口 | 參差狀 |
韌性/脆性 | 易脆 |
摩氏硬度 | 4 |
光澤 | 玻璃光澤 |
條痕 | 白色 |
透明性 | 透明至微透明 |
比重 | 3.18 |
折射率 | 1.433 - 1.435 |
發光性 | 紫外線照射時發藍色螢光 |
熔性 | 3 |
溶解度 | 微溶於水 |
其他特徵 | 熱發光性 |
螢石(Fluorite或Fluorspar或Fluor),又稱氟石、砩石,是一種礦物,其主要成分是氟化鈣(CaF2),含雜質較多。其中的鈣常被釔和鈰等稀土元素替代,此外還含有少量的Fe2O3、SiO2和微量的Cl、O3和He等。自然界中的螢石常顯鮮艷的顏色,硬度比小刀低[1]。螢石可以用於製備氟化氫:CaF2 + H2SO4 → CaSO4+ 2HF[2];它的色散極低,對紅外線、紫外線的透過性能高,適合做光學元件。但天然螢石晶體往往不純,混有雜質,而且體積不足以製造大型光學元件,所以人工結晶螢石成為了製造鏡頭所用低色散光學元件的材料之一。
基本性質
晶系及結晶習性
螢石為等軸晶系。單晶主要為立方體,少數為菱形十二面體、八面體[3]。立方體晶面上常出現與棱平行的網格狀條紋,集合體為粒狀、晶簇狀、條帶狀、塊狀等。
光學性質
- 顏色:純淨的螢石為無色,但因含有較多Y、Ce 等元素,造成螢石結構空位,產生色心而致色,常見的顏色有淺綠色至深綠色,藍、綠藍、黃、酒黃、紫、紫羅蘭色、灰、褐、玫瑰紅、深紅等。
- 透明度:透明至半透明。
- 光性:均質體。
- 多色性:無多色性。
- 發光性:紫外光照射下螢石可有紫或紫紅色熒光,陰極射線下螢石可發紫或紫紅色光;某些螢石有熱發光性,即在酒精燈上加熱,或太陽光下曝曬可發出磷光,此類螢石可被稱為夜明珠。另外紫色螢石具有摩擦發光的特性。
- 光譜吸收:螢石的可見光的吸收譜很不特徵,變化較大,一旦有吸收。吸收線表現得很明顯。
力學性質
- 密度:3.18(+0.07,-0.18)g/cm3[2]。
品種
珠寶界常按螢石的工藝用途和顏色特徵來劃分螢石的品種;
按用途劃分
按用途,螢石可分為以下幾種。
- 寶石級:單晶顆粒大,透明、顏色鮮,因硬度低,很少用於首飾,而多用於觀賞和收藏。
- 玉石級:為粒狀或纖維狀集合體,半透明,單一顏色或不同顏色相間呈條帶狀分佈。多用於雕刻或製成工藝擺件。
- 光學用螢石:一般指將天然螢石粉碎後人工結晶而得到的顏色、形狀規則的螢石晶體。經過切削,研磨等步驟可製成色散極低的大型光學鏡片。
按常見顏色劃分
螢石可劃分出綠、紫、藍等品種。
- 綠色螢石:藍綠、綠、淺綠色。較常見的為晶簇。古有軟水綠晶之說,現已不用。
- 紫色螢石:深紫、紫.常呈條帶狀分佈。古有軟水紫晶之稱,現已不用。
- 藍色螢石:灰藍、綠藍、淺藍,往往表面深,中心淺。
- 黃色螢石:桔黃至黃色,常呈條帶狀出現。
- 無色螢石;無色透明至半透明以單晶或晶簇出現。
優化處理及其鑑別
- 加熱處理:加熱處理在螢石中較為常見,通過加熱可使暗藍至黑色螢石變成藍色。一般來說,這種加熱處理的螢石很難鑑定,其顏色在300℃以下的環境中是穩定的[1]。
- 充填塑料或樹脂:在螢石中充填塑料或樹脂,其主要目的是癒合表面裂隙,使其在加工或佩戴時不產生裂隙。經充填處理的螢石的鑑定主要有以下幾個方面:
- 放大檢查縫隙。
- 熱針測試可熔樹脂和塑膠。
- 紫外熒光觀察,充填的塑料和樹脂可有特徵熒光。
- 輻照處理:無色的螢石通過輻照可產生紫色。輻照處理的螢石極不穩定,遇光就會褪色,因此這種處理方法不具實用價值。
產地
世界寶石級螢石主要分佈於美國、哥倫比亞、加拿大、英國、納米比亞,以及奧地利、瑞士、意大利、德國、捷克和斯洛伐克、原蘇聯、澳大利亞、南非等地。例如,美國的伊利諾伊州、肯塔基州等就產紫、紫羅蘭、藍、黃、褐等色及無色透明螢石,新罕布殊爾州和紐約州產鮮綠色螢石,哥倫比亞產綠色等色的螢石。加拿大安大略產無色透明螢石晶體。英國康沃爾產白、藍、紫羅蘭、淡紅褐等色螢石。納米比亞產祖母綠色螢石。中國各個省區幾乎都找到了螢石資源,其中寶石級螢石主要分佈於浙江、安徽、江西、福建、河南、湖北、湖南、廣西、四川、貴州、青海、新疆等地。