Fluorite CatégorieIV : halogénures
Fluorite sur quartz - Le Beix - France (10×7cm)
Général
Catégorie	Minéral
Formule brute	CaF2
Identification
Masse moléculaire	78, 07 g/mol
Couleur	incolore, vert, rose, violet, bleu...
Classe cristalline ou groupe d'espace	Hexakisoctaédrique - m3m
Système cristallin	cubique
Réseau de Bravais	Faces centrées F
Macle	Par pénétration sur {111}
Clivage	{111} parfait
Habitus	Cubique, octaédrique, dodécaédrique, massif, grenu, grossier, fin, botryoïdal, fibreux, hexaédrique, concretionnaire…
Fracture	conchoïdale ; esquilleuse ; irrégulière
Échelle de Mohs	4
Éclat	vitreux
Propriétés optiques
Indice de réfraction	n=1, 433-1, 435
Biréfringence	nulle
Dispersion	2vz ∼ 0, 007
Polychroïsme	Nul
Fluorescence ultraviolet	oui
Trait	blanc
Transparence	transparent à translucide
Autres propriétés
Densité	3, 18
Solubilité	Soluble dans HCl + borate ou AlCl3 pour complexer l'ions F+, dans H2SO4 concentré chaud (dégage du F2) [1], dans l'eau : nulle à 20 °C[2]
Caractères différentifs
Radioactivité	aucune
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Fluorine
Général
Nom IUPAC	fluorure de calcium
No CAS	7789-75-5
No EINECS	232-188-7
SMILES
InChI
Apparence	cristaux incolores ou poudre blanche, hygroscopique[2].
Propriétés chimiques
Formule brute	CaF2  [Isomères]
Masse molaire[3]	78, 075 ± 0, 004 g·mol-1 Ca 51, 33 %, F 48, 67 %,
Propriétés physiques
T° fusion	1 403 °C[2]
T° ébullition	2 500 °C[2]
Masse volumique	3, 2 g·cm-3[2]
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

La fluorite est une espèce minérale composée de fluorure de calcium, de formule parfaite CaF₂ avec des traces : Y;Ce;Si;Al;Fe;Mg;Eu;Sm;O;ORG;Cl;TR. Ces différents ions expliquent les multiples couleurs et zonations colorées rencontrées pour ce minéral. La fluorite peut présenter les phénomènes de fluorescence, triboluminescence et thermoluminescence.

À noter que le terme francophone est fluorine (Cf. Synonymie).

Inventeur et étymologie

Connu depuis l'antiquité, c'est la description de Georgius Agricola en 1529 qui fait référence. Le terme «fluorite» est du naturaliste Napione^[4]. Son nom vient du latin fluere qui veut dire fondant (qui coule).

Topotype

Sankt-Joachimsthal, Erzgebirge (République tchèque).

Cristallographie

Structure de la fluorite. Gris : calcium, vert : fluor.

La fluorite est un assemblage d'ions Ca²⁺ et F^–. Les anions F^– sont deux fois plus nombreux que les cations Ca²⁺.

La fluorite cristallise dans le groupe d'espace cubique Fm3m (Z = 4) ^[5] :

• paramètre de la maille conventionnelle : a = 5, 463 Å ; V = 163, 03 Å³ ;
• densité calculée = 3, 18 g/cm³

La structure de la fluorine correspond à un remplissage d'une structure hôte. Les anions F^– forment un réseau cubique simple dans lequel les cations Ca²⁺ occupent la moitié des sites cubiques. Les cations et les anions ont environ la même taille. Il est aussi envisageable d'inverser les rôles des cations et des anions et de considérer que les cations Ca²⁺ forment un réseau hôte cubique à faces centrées et les anions F^– occupent l'ensemble des sites tétraédriques. Ces deux visions sont équivalentes. La structure de la fluorite peut être assimilée à deux sous-réseaux : les cations Ca⁺ forment un sous-réseau cubique à faces centrées et les anions F^– forment un sous-réseau cubique primitif.

Dans la structure de la fluorite :

• la coordinence des cations Ca²⁺ est de 8 : cubes CaF₈ ;
• la coordinence des anions F^– est de 4 : tétraèdres FCa₄.

Gîtologie

• Minéral des dépôts de basse température le plus fréquemment sous forme de filon.
• On la trouve aussi comme dépôt dans les granites ou des roches métamorphiques comme le gneiss.

Minéraux associés

En particulier les minéraux métalliques : les sulfures de plomb, de zinc et d'argent, où elle forme une partie de la gangue. Elle peut être associée alors avec de la barytine, du quartz et de la calcite.

Gisements remarquables

Les grands gisements se trouvent en particulier en Chine produisait en 2006 51 % de l'approvisionnement mondial^[6], au Mexique, en Afrique du Sud, mais la fluorite est répartie sur toute la planète.

• Angleterre

Boltsburn Mine, Rookhope District, Weardale, North Pennines, Co. Durham, ^[7]

• France

Valzergues, Aveyron, Midi-Pyrènées^[8].

Peyrebrune

Le Burc, Tarn, Midi-Pyrénées

Le Beix, Puy-de-Dôme, Auvergne

L'Aiguille Verte, massif du Mont-Blanc, Haute-Savoie : fluorines rouges, vertes. La «fluorite Laurent», découverte par un cristallier le 21 juillet 2006 dans une géode typique des montagnes de Chamonix, présente l'association unique de fluorine rouge framboise (couleur due à des défauts nommés «centres colorés» et irradiés naturellement) et de quartz fumé. C'est la première pierre à être reconnue «bien culturel d'intérêt patrimonial majeur» (loi du 1^er août 2003 relative au mécénat), donnant la possibilité d'ainsi de la faire classer dans la collection du Muséum national d'Histoire naturelle et de la rendre inaliénable.

• Maroc

Mine d'El Hammam, Mont Hammam, Préfecture de Meknès, Région de Meknès-Tafilalet, ^[9]

Synonymie

• androdamant
• bruiachite (Macadam 1886) ^[10]
• chaux fluatée (René Just Haüy, 1801)
• chrome-fluorite, terme inapproprié pour une fluorine verte d'Amérique du Sud^[11]
• derbyshire spar, terme purement anglais en référence au célèbre gisement de ce minéral
• fluor calcium (Berzélius)
• fluores (Anselmus Boëtius de Boodt, 1609) ^[12]
• fluorine (François Sulpice Beudant, 1835) ^[13]
• liparite (Ernst Friedrich Glocker, 1847) ^[14]
• spath fluor (Mongès) (reste son nom courant dans l'industrie)
• spath fusible (Jean-Baptiste Romé de L'Isle, 1772)

Variétés & Mélanges

Mélanges

• fluorbaryte, mélange de fluorite et de baryte décrit par J. F. L. Hausmann en 1847^[15]
• ratofkite^[16], fluorite terreuse connue dans la haute région de la Volga en Russie et décrite par Fischer en 1809 ; le nom dérive de la rivière Ratofka. C'est en fait un mélange de diverses espèces minérales où la fluorite est majoritaire.

Variétés

• antozonite^[17], (synonyme : fluorine fétide) variété de fluorite, violette foncée à noire (le plus fréquemment opaque), contenant du fluor à l'état gazeux, par bombardement de rayons α naturels, dans les dépôts thorium-uranium. L'écrasement du matériel libère ce gaz avec une odeur d'ozone (le fluor gazeux réagit avec l'humidité naturelle de l'air pour donner de l'ozone et de l'hydrogène fluoré. Décrite par Schöbein en 1861, à partir des échantillons de Wölsendorf, Schwandorf, Haut-Palatinat, en Bavière, Allemagne. En France elle se rencontre à Margnac, Compreignac, Haute-Vienne, dans le Limousin^[18].
• chlorophane, variété de fluorite qui présente une forte thermoluminescence, trouvée originellement en Sibérie^[19].
• yttrofluorite, variété riche en yttrium qui vient remplacer partiellement le calcium. Déclassé par l'IMA en 2006 de son rang d'espèce à celui de simple variété de fluorite. De formule parfaite (Ca, Y) F_2-3. Décrite à partir des échantillons de Hundholmen, Tysfjord, Nordland, Norvège^[20], par Th. Vogt en 1914.

Critères de reconnaissance

Facile si elle est critallisée, par son habitus le plus fréquente en cube, et par son clivage caractéristique. Comme l'ensemble des minéraux contenant du calcium, il colore la flamme d'un orange-rouge caractéristique de ce métal. Chauffé, décrépite en une poudre blanche. On le dissout dans l'acide sulfurique H₂SO₄ pour produire du fluorure d'hydrogène HF.

Utilisations

En dehors de son utilisation ornementale, elle est utilisée comme fondant par les fabricants d'acier, dans la fabrication de la fibre de verre et du verre opale et en particulier pour la production d'acide fluorhydrique et de produits fluorés dérivés, dont le fluorure d'aluminium, à partir duquel s'obtient l'aluminium métal. Le fluorure de calcium est aussi utilisé dans l'optique instrumentale, les propriétés de ce solide cristallin étant notoirement meilleures que celles des verres connus, surtout en termes de transmission, de réfraction et de dispersion chromatique.

Le fluorure de calcium (CaF₂) s'obtient sous forme de monocristal cubique obtenu sous vide par la méthode de Stockbarger. Sa transmission est bonne de l'ultraviolet dans le vide à l'infrarouge. Son excellente transmission des UV jusqu'à 170 nm et ses propriétés non biréfringentes en font un matériau parfait pour la transmission de l'UV à courte longueur d'onde. Le CaF₂ pour l'infrarouge est obtenu à un coût nettement moindre à partir de fluorite extraite de mines naturelles. Le CaF₂ étant sensible aux chocs thermiques, il doit être manipulé avec précaution. Quoique de faible dureté, elle peut être taillée.

Galeries d'images

Galerie France

Fluorite zonée, Valzergues Aveyron, France (39×20cm)

Antozonite et calcite - Mine de Margnac, France - (6×5.5cm)

Fluorite zonée, Valzergues Aveyron, France (8, 2×4cm)

Galerie Monde

Fluorite et baryte mine de Berbes Espagne (34×28cm)

Fluorite - Boltsburn Mine, Angleterre (15×8cm)

Fluorite - El Hammam, Maroc - (29×28cm)

Galerie Fluorescence, Thermoluminescence et Gemme

Fluorescence

Thermoluminescence de la fluorine

Image stéréoscopique : Fluorine et quartz - le Beix France

Fluorite taillée

Notes et références

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La version présentée ici à été extraite depuis cette source le 09/12/2010.
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