Fluorit

Die häufigste Kristallform ist der Hexaeder (100), gefolgt vom Oktaeder (111). Weitere Formen sind Ikositetraeder (211) und (311), Tetrakishexaeder (210) und Hexakisoktaeder. Sehr oft sind Kombinationen von Würfel und Oktaeder. Fluorit ist ein Durchläufer, doch scheinen die resultierten Formen in gewisser Weise druckabhängig zu sein. Mit der Än­derung des Habitus ändern sich auch die Abstände zwischen den Ionenzentren der Ele­mentarzellen von 0,3 nm beim Oktaeder, kleiner 0,3 nm beim Würfel und Rhombendodekaeder, geringfügig über 0,1 nm beim Ikositetraeder und kleiner 0,1 nm beim Hexoktaeder. Die Spaltbarkeit ist vollkommen nach (111). Zwillinge sind durchdringende Hexaeder nach (111); dabei sehen die Würfelflächen geknickt aus. Die meisten Vor­kommen sind derbe Massen, oft achatartig gebändert, chalcedonartig faserig, stengelig und erdig. Verdrängungen durch Quarz, Chalcedon, Calcit, Dolomit und Baryt sind häufig, doch sind auch solche durch Siderit, Cerrusit, Sphalerit, Galenit, Pyrit, Markasit, Talk, Hemimorphit, Smithonit, Feldspäte und Chlorit bekannt.

Der Cubosilicit Bombicis (1901) ist eine faserige bläuliche Chalcedonpseudomorphose nach Fluorit von Trestia (Trestyan), Siebenbürger Erzgebirge, Rumänien. Die aus Kuba be­kannten Silica-Pseudomorphosen werden Guanabaquit oder Cubait genannt. Seltene Varie­täten sind Yttrofluorit und Cerfluorit. Niedrige Lichtbrechung (1,433) und sehr ge­ringe Dispersion, daher sehr geeignet zur Herstellung von gering dispergierenden optisch apochromatischen Gläsern. Schon seit dem 16. Jh., der Zeit Agricolas, wird Fluorit in Hüttenprozessen als Flussmittel eingesetzt. Der Schmelzpunkt reiner, farbloser Fluß­späte liegt bei 1392°C, bei farbigen hingegen schwankt er, so z. B. schmilzt der rosa­farbene Fluorit schon bei 1270°C. Reine Fluorite mit wenigen oder fehlenden Farbzentren sind wasserklar. Die verschiedenen Farben sind auf die unterschiedliche Ausbildung der Farbzentren zurückzuführen, und auf die in Spuren vorkommenden Ionen, die den elektrischen Ladungsausgleich bewirken. Schon im 19. Jh. wurden chemische Untersuchungen an Fluoriten unterschiedlichster Färbung oder an zonar bzw. fleckig gefärbten Kristallen gemacht, um die Ursachen der Farbenvielfalt zu erkennen und zu erklären.

Einige Aspekte der Farbgeschichte des Fluorits. Die Farben sind weißgrau bis grau, oft braun, tiefviolett (schwarzviolett), violett, violettblau, blau, himmelblau, grünblau, sel­tener grün, lauchgrün, smaragdgrün und noch seltener weingelb bis honiggelb, rot, rosen­rot und karminrot. Wyrouboff fand 1866 und 1867 in Fluoritkristallen Kohlenstoff und Wasserstoff und vermutete, dass die Farbenvielfalt auf unterschiedliche Kohlen­wasserstoffe zurückzuführen sei. Später wurden Chlor, Aluminium, Eisen und ver­schiedene seltene Erden im Flußspat gefunden. Vor allem Yttrium und Cer kommen in größeren Mengen vor; (Y2O3 bis 10,5% Yttrofluorit) und Ce2O3 bis 17% (Cerfluorit). Reiner Fluorit, ohne Glühverlust, ist immer farblos. Sehr oft kommen mehrere Farben in einem Kristall vor, wobei die Farbverteilung sehr variabel ist. Häufig sind Kristalle mit dunklen Kernen und helle Flächen, aber auch einfarbige Kristalle, deren Ecken heller oder dunkler sind. Farbige Zonarstrukturen bei derben Massen oder bei faseriger und stengeliger Ausbildung sind häufig zu finden, auch derbe Massen mit geschichteter Anordnung unterschiedlicher Farben. Aufgrund verschiedener Laborversuche wird ange­nommen, dass farblose Oktaeder hochtemperiert gebildet werden, während kräftig gefärbte Würfel bei niedrigen Temperaturen entstehen, und blaßfarbene Dodekaeder im dazwischenliegenden Temperaturbereich kristallisieren. Dass die Farben der Fluorite bei Erhitzen oder unter starker Lichteinstrahlung ausbleichen, wurde zu Beginn des 19 Jh. von Breithaupt (1816) erstmals beobachtet. Es folgte eine Phase intensiven Experimentierens, um die Ursache des Farbverlustes und der Farbveränderung zu erklären.

So stellte Kenngott 1835 fest, dass farbige Fluorite, die bei intensiver Lichteinstrahlung ihre Farbe nicht verlieren, bei sehr vorsichtigem Erwärmen dennoch verblassen und wasserhell werden, und dass ausgebleichte Kristalle nach einer Zeit ihre Farbe wieder annehmen. Weinschenk kam 1896 zu dem Schluß, dass in Mineralien, darunter auch eingeschlossene anorganische Substanzen, die Färbemittel seien. Um 1900 stellte er fest, dass blauer Fluorit von Wölsendorf, der durch Wärme gebleicht wurde, unter Einfluß von Kathodenstralen in wenigen Stunden seine ursprüngliche Farbe wieder erlangte, doch waren jedes Mal schwach nuancierte Abweichungen von der ursprünglichen Farbe zu erkennen. Versuche zur Farbveränderung an Kristallen von verschiedensten Fundorten wurde mit reduzierenden und oxidierenden Gasen, mit elektrischen Strömen, mit Erwärmen und Erhitzen, mit Roentgen- und Kathodenstrahlen und mit radioaktiven Stoffen durchgeführt. Die Beobachtungen wurden in einer Vielzahl von Zeitschriften ver­öffentlicht. Erst als farblose, chemisch reine Fluorite gezüchtet wurden und auch diese bei radioaktiver Bestrahlung farbig wurden, erkannten Physiker im zweiten Drittel des 20. Jh., dass die Ursache der Farben und deren Veränderungen auf die Fehler im Gitterbau der Kristalle, den sogenannten F-Zentren zurückzuführen sind. Doch bis heute sind nicht alle beobachteten Farbveränderungen eindeutig zu erklären.

Die Suche nach der Ursache der Farbe im Fluorit führte auch zur Erklärung eines weiteren Lichtphänomens. 1824 erkannte der Mineraloge Mohs, dass farbige Flußspatplättchen im Durchlicht in einer Farbe erscheinen, während sie auffallendes Licht in einer ganz anderen Farbe reflektieren. Dieses Phänomen untersuchten später Brewster (1833) und Herrschel (1845). Letzterer erkannte, dass es sich bei dieser unterschiedlichen Farbabstrahlung um Luminiszenz handelt und nannte sie epipolische Dispersion. G. Stockes, Inhaber der Lukasischen Professur für Physik an der Universität Cambridge, untersuchte 1852/53 grüne Fluorite von Alston Moor (GB) und stellte fest, dass auch diese Kristalle bei dispersiver Reflexion dunkelblau sind. Er erkannte auch, dass das Leuchten der bestrahlten Fluorite sofort aussetzte, wenn die Strahlenquelle entfernt wurde. Er nahm an, dass es sich bei dieser Form von Strahlung um andere Ursachen als bei der schon bekannten Phosphoreszenz handeln muß, und gab diesem Phänomen den Namen Fluoreszenz. Dazu schrieb er 1854:" ... ich bekenne, dieser Ausdruck (epipolische Dis­persion) gefällt mir nicht; am liebsten würde ich ein Wort prägen und die Erscheinung Fluoreszenz nennen, von Fluorit, ähnlich wie Opaleszenz vom Opal hergeleitet ist." Erst viel später wurde erkannt, dass Fluorit auch nach intensiver Bestrahlung oder Erwärmung selbstleuchtend bleibt, das heißt, er besitzt auch die Eigenschaft zu phosphorisieren.

Agricola (1529) führt in den deutschen Sprachschatz für Kalziumfluorid den Namen "Flüsse" ein, der sich fast 300 Jahre lang behauptet hat. Der Name Fluorit wird vom französischen Mineralogen Napione (1797) eingeführt, während Beudant noch 1832 Fluorine bevorzugt. Erst 1813 unterscheidet Hausmann zwischen dem dichten und erdigen Fluss einerseits und einem blättrigen Flussspaty andererseits. Mohs (1824) beschreibt einen oktaedrischen Fluss-Haloid, während Naumann (1828) den Namen Fluorit auch in der deutschsprachigen Literatur einführt. Woodward's Fluor mineralis Stolbergicus (1728) aus Stollberg im Harz wird auch von Wallerius untersucht. Er beschreibt (1747/1750) die Phosphoreszenz dieser Mineralstufe und vergleicht sie mit seinem Kunstprodukt "Spatum vitreus", dem Glasspat, und weist auf dessen Luminiszenz hin. Cronstedt (1758) benutzt als Synonyme Fluss, Flussspat und Glasspat. Die ersten Beschreibungen der ver­schiedener Kristallformen des Fluorits stammen von Romé de L'Isle (1783) und von Rene Just Hauy (1801).

Flußspat kommt in verschiedenen Gesteinen vor, ist jedoch in keinem eine wesentliche Komponente, mit Ausnahme der Flußspat-Gänge. In Zinnerz-, Bleiglanz- und Silbererz-Gängen häufig als Gangart. Auf Klüften und in Hohlräumen von Granitkörpern und in vulkanischen Tuffen sowie vulkanischen Auswürflingen. In verschiedenen Sediment­gesteinen aber auch Fossilen kommt Flußspat als spätere Impregnation vor, z. B. in Lias-Ammoniten der Schwäbischen Alb und in Stielgliedern von Cyathocrinites in Derbyshire, in fossilen Knochen und in fossilisiertem Holz des Rotliegenden im Zeisigwalder Porphyrtuff bei Chemnitz. Fundorte im Harz: Stollberg, Bad Lauterberg, Rottleberode, Neudorf, Strassberg und Sankt Andreasberg. In Sachsen: Freiberger Revier, Braunsdorf, Mitweida, Oberwiesa, Zschopau, Marienberg, Wolkenstein, Schneeberg, Johann­georgenstadt, Altenberg, Breitenbrunn. Im Vogtland, im Thüringer Wald bei Neustadt am Rennsteig, Ilmeneau, Schmalkalden, Oberhof, Friedrichroda, Schmiedefeld und am Petersberg bei Halle/Saale. In Arnsberg (Westfalen), im Schwarzwald bei Waldshut, Bodenweiler, St. Blasien, Wolfach, Schapach und im Kinzigtal. In Bayern bei Epprechstein im Fichtelgebirge und bei Wölsendorf, Nabburg und Bodenmais in der Oberpfalz und in Reichenhall am Alpenrand.

Weitere Fundorte in Europa sind: Muttersdorf, Schlaggenwald, Joachimsthal, Zinnwald, Teplitz, Rochlitz und Riesengrund in Böhmen (Tschechische Republik). In Rumänien bei Trestia, Stanija, Cavnic und Moldova Noua; Schemnitz im Slovakischen Erzgebirge (Slovakische Republik). In Österreich bei Bleiberg, Gastein, Rauris, Tamsweg und in den Radstädter Tauern. In Italien, bei Rabenstein und Bozen, im Sarntal und Fleims (Südtirol). In der Lombardei bei Varese und Lecco (Prov. Brescia); im Piemont, bei Novarra, Baveno, Courmayeur. In der Toscana bei Carrara und Pietrasanta sowie in den Provinzen Lucca und Siena. Bei Rom und Neapel, am Vesuv in Auswürflingen, in Calabrien und auf Sizilien. Mehrere Fundorte auf der Iberischen Halbinsel, vor allem in Andalusien, Katalanien und Aragonien. In Frankreich in den Pyrenäen, im Mount Blanc Massiv, in Savoyen und im Zentral Massiv, dort bei Puy de Dom und bei Ardeche, bei Autun und im Departament Var. In der Schweiz im Aar Massiv und bei Brienz im Berner Oberland. Sehr schöne Fluorite sind schon seit dem 17. Jh. aus England bekannt: St. Agnes in Cornwall, in Devonshire, Derbyshire und von Cleator Moor und Alston in Cumberland. Ebenso Aus Kongsberg und der Telemark und vom Hortekollen, Norwegen. Mehrere Fundorte in Schweden, vor allem bei Falun und Dalarne. Im nördlichen Ural und in Sibirien (Russland); in China und Japan, den Andenstaaten Südamerikas und Mexiko. In den USA sind viele berühmte Fundorte aus den Staaten des Mittleren Westen und von der Pazifikküste bekannt geworden.