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Fluorit oder Flussspat ist ein Mineral aus der Klasse der Halogenide, die chemische Formel lautet CaF₂, es handelt sich chemisch also um Calciumfluorid. Fluorit kristallisiert im kubischen Kristallsystem; die Kristallstruktur kann als kubisch flächenzentrierte Anordnung von Calciumionen beschrieben werden, in der alle Tetraederlücken mit Fluoridionen besetzt sind, jedes Calciumion ist also von acht Fluoridionen und jedes Fluoridion von vier Calciumionen umgeben. Bezüglich der Radienverhältnisse entspricht die Fluoritstruktur der Cäsiumchloridstruktur.

Fluorit hat eine Mohssche Härte von 4 und eine sehr variable, oft violette oder grüne Farbe, ist manchmal aber auch farblos. Die dunkle Färbung vieler Fluorite entsteht durch eingelagerte seltene Erden oder radioaktive Bestrahlung des Flussspats (Stinkspat), wobei auch eingewachsene Uranminerale die Färbung verstärken können; die Strichfarbe ist weiß. Ein besonderes Merkmal ist die häufig anzutreffende Fluoreszenz unter UV-Licht. Kristalle mit würfeligem Habitus sind häufig, oft findet man Durchdringungszwillinge.

Vorkommen

Fluorit kommt meist massiv, gelegentlich auch in kristalliner Form vor und entsteht primär in pneumatolytischen Gängen, also Gängen, die durch ein Entweichen mobiler Phasen beim Abkühlen eines Magmas entstehen und sind oft mit Baryt, Quarz, Topas, Calcit, Bleiglanz und Zinkblende assoziiert. Er bildet gelegentlich auch Nebengemengteil in Graniten, Karbonatiten und anderen magmatischen Gesteinen wie Pegmatiten.

Der weltweit größte Flussspat-Bergbau findet sich in Mexiko, in der Lagerstätte Las Cuevas, die vulkanischen Ursprungs ist. Weitere reichhaltige Flussspat-Lagerstätten liegen in China, im indischen Amba Dongar, in Südafrika (Zwartkloof sowie Witkop im Transvaal), in Namibia (Okorusu),im kenianischen Kario Valley und in den US-amerikanischen Bundesstaaten Illinois und Kentucky. Eine bekannte Fundstätte des Flussspats in Europa ist Castleton, im englischen Peak District, wo es unter dem Namen „Blue John“ bekannt ist und für die Schmuckherstellung abgebaut wird. Der Name ist eine Verballhornung des Französischen „bleu et jaune“, bedeutet also etwa „blau-gelb“. Deutsche Lagerstätten sind zum Beispiel die Grube Clara bei Wolfach im Schwarzwald und die Grube Käfersteige bei Pforzheim; daneben findet sich Fluorit auch im Oberpfälzer Wald (Umgebung von Nabburg) sowie im Schortetal bei Ilmenau im Thüringer Wald (siehe auch: Schaubergwerk Volle Rose).

Verwendung

aus Fluorit geschnittenes Schwein, etwa 5 cm groß

Industriell wird Fluorit hauptsächlich als Flussmittel in der Metallindustrie und zur Herstellung von Fluor und Fluorwasserstoffsäure verwendet. Daneben ist Fluorit ein beliebter Schmuckstein und dient als Grundstoff für optische Linsen und opaleszierende Gläser.

Durch die Eigenschaft das Lichtspektrum gleichmäßig zu brechen lässt sich die Chromatische Aberration von Objektiven ausgleichen. Problematisch ist hier, dass für Hochleistungsobjektive besonders große Kristalle benötigt werden, diese werden künstlich gezüchtet. Kristalle dieser Größe haben die Eigenschaft, sich durch Hitze (durch Sonneneinstrahlung) bereits derart zu verziehen, dass sie die Rechnung der Optik signifikant verändern.

Geschichte

Flussspat war schon im antiken Griechenland bekannt. Der deutsche Name geht auf die erwähnte Verwendung als Flussmittel in der Metallverarbeitung zurück. 1824 entdeckte der deutsche Mineraloge Friedrich Mohs die im ultravioletten Licht sichtbar werdende Fluoreszenz.

Stinkspat

Stinkspat wird die durch radioaktive Strahlung veränderte Kristallart von Fluorit bezeichnet. Durch die ionisierende Strahlung wird ein Elektron der Verbindung so angeregt, dass es die Elektronenhülle verlassen und auf einer Gitterdefektstelle (umgeben von vier Calciumatomen, sogenanntes F-Zentrum) durch Energieabgabe ein geringeres Energieniveau einnehmen kann. Die CaF₂-Formeleinheit, aus der das Elektron entfernt wurde liegt nun als metallisches Calcium (Ca) und Fluorgas (F₂) vor. Aufgrund der Elektronen in den F-Zentren (Gitterdefektstellen aufgrund eines fehlenden Fluoratoms) und dem kolloidalen Calcium ist Stinkspat (im Gegensatz zum weiß-durchsichtigen Flussspat) dunkelblau, -violett bis schwarz und undurchsichtig (z.B. Wölsendorfer Stinkspat aus der Oberpfalz). Stinkspat kommt oft (aber nicht immer) zusammen mit Uranmineralien vor, die teilweise als feinste Partikel im Stinkspat eingeschlossen sein können (Radioaktivität!).

Stinkspat weist neben seinem Aussehen i. d. R. auch die folgenden zwei Merkmale auf:

• Durch Reiben/Schlagen des Kristalls wird das gasförmige und giftige Fluor freigesetzt, welches in Verbindung mit H₂O (z.B. Luftfeuchtigkeit) zu 2HF und ½ O₂ reagiert. Der radikalische atomare Sauerstoff (½ O₂) wiederum verbindet sich mit dem molekularen Luftsauerstoff (O₂) zu dem stark riechenden Ozon (O₃), woher diese Verbindung ursprünglich ihre Bezeichnung hat.
• Durch Erhitzen des Stinkspates kann dem (F-Zentrum-)Elektron wieder genügend Energie zugeführt werden, sodass dieses unter Abgabe elektromagnetischer Strahlung im sichtbaren Bereicht (Licht) in die Elektronenhülle eines Fluoratoms zurückkehrt. Aufgrund der Wiederherstellung des Flussspatkristalls verliert die wärmebehandelte Probe dabei auch ihre Farbe, bis sie weiß-durchsichtig ist.

Literatur

• Walter E. Tröger u.a. (Hrsg.): Optische Bestimmung gesteinsbildender Minerale, Schweizerbart, Stuttgart
  • 1. - Bestimmungstabellen, 1982, ISBN 3-510-65106-5

Siehe auch: Liste von Mineralen

Weblinks