La fluorite (minéral).

La fluorite (également appelée spath fluor ) est la forme minérale du fluorure de calcium, CaF 2 . Il appartient aux minéraux halogénures. Il cristallise en habit cubique isométrique, bien que les formes octaédriques et isométriques plus complexes ne soient pas rares.

L’ échelle de Mohs de dureté minérale , basée sur la comparaison de la dureté aux rayures, définit la valeur 4 comme fluorite.

La fluorite pure est transparente, à la fois dans la lumière visible et dans l’ultraviolet, mais les impuretés en font généralement un minéral coloré et la pierre a des usages ornementaux et lapidaires. Industriellement, la fluorine est utilisée comme fondant pour la fonte et dans la production de certains verres et émaux. Les qualités les plus pures de fluorine sont une source de fluorure pour la fabrication d’ acide fluorhydrique , qui est la source intermédiaire de la plupart des produits chimiques fins contenant du fluor . Les lentilles en fluorite transparente optiquement claire ont une faible dispersion , de sorte que les lentilles fabriquées à partir de celle-ci présentent moins d’ aberrations chromatiques, ce qui les rend précieux dans les microscopes et les télescopes. Les optiques en fluorite sont également utilisables dans les gammes de l’ultraviolet lointain et de l’infrarouge moyen, où les verres conventionnels sont trop opaques pour être utilisés.

Le mot fluorite est dérivé du verbe latin fluere, qui signifie couler. Le minéral est utilisé comme fondant dans la fonte du fer pour diminuer la viscosité du laitier. Le terme flux vient de l’adjectif latin fluxus , qui signifie fluide, lâche, mou. La fluorite minérale était à l’origine appelée fluorospath et a été discutée pour la première fois sous forme imprimée dans un ouvrage de 1530 Bermannvs sive de re metallica dialogus [Bermannus; ou un dialogue sur la nature des métaux], par Georgius Agricola, en tant que minéral connu pour son utilité comme fondant. Agricola, un scientifique allemand avec une expertise en philologie, exploitation minière et métallurgie, a nommé le spath fluor comme néo-latinisation du Flussspat allemand de Fluss ( ruisseau , rivière ) et Spat (ce qui signifie un minéral non métallique semblable au gypse, spærstān, pierre de lance, se référant à ses projections cristallines).

Fluorite, carte maximum, Corée du nord.

En 1852, la fluorite a donné son nom au phénomène de fluorescence, qui est prédominant dans les fluorites de certains endroits, en raison de certaines impuretés dans le cristal. La fluorite a également donné le nom à son élément constitutif fluor.  Actuellement, le mot « spath fluor » est le plus couramment utilisé pour la fluorine en tant que produit industriel et chimique, tandis que la « fluorite » est utilisée sur le plan minéralogique et dans la plupart des autres sens.

La fluorite cristallise en un motif cubique. Le jumelage cristallin est courant et ajoute de la complexité aux habitudes cristallines observées . La fluorite a quatre plans de clivage parfaits qui aident à produire des fragments octaédriques. Le motif structurel adopté par la fluorite est si commun que le motif est appelé la structure de la fluorite . La substitution d’éléments pour le cation calcium comprend souvent le strontium et certains éléments des terres rares (REE), tels que l’yttrium et le cérium.

La fluorite se forme en tant que minéral à cristallisation tardive dans les roches ignées felsiques , généralement par le biais d’une activité hydrothermale. Elle est particulièrement fréquente dans les pegmatites granitiques. Il peut se présenter sous la forme d’un dépôt filonien formé par l’ activité hydrothermale , en particulier dans les calcaires. Dans de tels gisements filoniens, il peut être associé à de la galène , de la sphalérite , de la barytine , du quartz et de la calcite . La fluorite peut également être trouvée en tant que constituant des roches sédimentaires sous forme de grains ou de matériau de cimentation dans le grès.

C’est un minéral commun principalement distribué en Afrique du Sud, en Chine, au Mexique, en Mongolie, au Royaume-Uni, aux États-Unis, au Canada, en Tanzanie, au Rwanda et en Argentine.

Les réserves mondiales de fluorine sont estimées à 230 millions de tonnes (Mt) avec les plus gros gisements en Afrique du Sud (environ 41 Mt), au Mexique (32 Mt) et en Chine (24 Mt). La Chine est en tête de la production mondiale avec environ 3 Mt par an (en 2010), suivie du Mexique (1,0 Mt), de la Mongolie (0,45 Mt), de la Russie (0,22 Mt), de l’Afrique du Sud (0,13 Mt), de l’Espagne (0,12 Mt) et de la Namibie (0,11 Mt).

L’un des plus grands gisements de spath fluor en Amérique du Nord est situé sur la péninsule de Burin , à Terre – Neuve , au Canada. La première reconnaissance officielle du spath fluor dans la région a été enregistrée par le géologue JB Jukes en 1843. Il a noté une occurrence de « galène » ou de minerai de plomb et de fluorure de chaux du côté ouest du port de Saint-Laurent. Il est enregistré que l’intérêt pour l’exploitation commerciale du spath fluor a commencé en 1928 avec le premier minerai extrait en 1933. Finalement, à Iron Springs Mine, les puits ont atteint des profondeurs de 970 pieds (300 m). Dans le secteur du Saint-Laurent, les filons sont persistants sur de grandes longueurs et plusieurs d’entre eux présentent de larges lentilles. La zone avec des veines de taille exploitable connue comprend environ 60 milles carrés (160 km2 ). En 2018, Canada Fluorspar Inc. a recommencé la production minière à Saint-Laurent ; Au printemps 2019, la société avait prévu de développer un nouveau port d’expédition sur le côté ouest de la péninsule de Burin comme moyen plus abordable de déplacer leur produit vers les marchés, et ils ont envoyé avec succès la première cargaison de minerai du nouveau port le 31 juillet 2021. C’est la première fois en 30 ans que du minerai est expédié directement du Saint-Laurent.

Des cristaux cubiques mesurant jusqu’à 20 cm de diamètre ont été trouvés à Dalnegorsk , en Russie. Le plus grand monocristal de fluorine documenté était un cube de 2,12 mètres et pesant environ 16 tonnes. La fluorite est également présente dans les mines du pic Caldoveiro , dans les Asturies , en Espagne.

De nombreux échantillons de fluorine présentent une fluorescence sous lumière ultraviolette , une propriété qui tire son nom de la fluorite. De nombreux minéraux, ainsi que d’autres substances, sont fluorescents. La fluorescence implique l’élévation des niveaux d’énergie des électrons par des quanta de lumière ultraviolette, suivie par la chute progressive des électrons dans leur état énergétique précédent, libérant des quanta de lumière visible dans le processus. Dans la fluorine, la lumière visible émise est le plus souvent bleue, mais il y a aussi du rouge, du violet, du jaune, du vert et du blanc. La fluorescence de la fluorine peut être due à des impuretés minérales, telles que l’ yttrium et l’ ytterbium , ou à des matières organiques, telles que les hydrocarbures volatils.dans le réseau cristallin. En particulier, la fluorescence bleue observée dans les fluorites de certaines régions de Grande-Bretagne, responsable de la dénomination du phénomène de fluorescence lui-même, a été attribuée à la présence d’inclusions d’ europium divalent dans le cristal. Des échantillons naturels contenant des impuretés de terres rares telles que l’ erbium ont également été observés pour afficher une fluorescence de conversion ascendante , dans laquelle la lumière infrarouge stimule l’émission de lumière visible, un phénomène généralement signalé uniquement dans les matériaux synthétiques.

Une variété fluorescente de fluorine est le chlorophane , qui est de couleur rougeâtre ou violette et émet une fluorescence vive en vert émeraude lorsqu’il est chauffé ( thermoluminescence ) ou lorsqu’il est illuminé par une lumière ultraviolette.

La couleur de la lumière visible émise lorsqu’un échantillon de fluorite est fluorescent dépend de l’endroit où l’échantillon d’origine a été prélevé ; différentes impuretés ayant été incluses dans le réseau cristallin à différents endroits. De même, toutes les fluorites n’ont pas la même fluorescence, même à partir de la même localité. Par conséquent, la lumière ultraviolette n’est pas un outil fiable pour l’identification des spécimens, ni pour quantifier le minéral dans les mélanges. Par exemple, parmi les fluorites britanniques, celles du Northumberland , du comté de Durham et de l’est de la Cumbrie sont les plus fluorescentes, tandis que la fluorite du Yorkshire , du Derbyshire et des Cornouailles, s’ils sont fluorescents, ne sont généralement que faiblement fluorescents.

La fluorite présente également la propriété de thermoluminescence.

La fluorite est allochromatique, ce qui signifie qu’elle peut être teintée d’impuretés élémentaires. La fluorite est disponible dans une large gamme de couleurs et a par conséquent été surnommée “le minéral le plus coloré au monde”. Chaque couleur de l’arc-en-ciel dans diverses nuances est représentée par des échantillons de fluorite, ainsi que des cristaux blancs, noirs et clairs. Les couleurs les plus courantes sont le violet, le bleu, le vert, le jaune ou l’incolore. Moins communs sont le rose, le rouge, le blanc, le marron et le noir. Le zonage de couleur ou les bandes sont généralement présents. La couleur de la fluorite est déterminée par des facteurs tels que les impuretés, l’exposition aux rayonnements et l’absence de vides des centres de couleur.

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Sources : Wikipédia, YouTube.

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