Николай Юшкин - Оптический флюорит

Стенки полостей покрыты кристаллами кварца, реже флюорита. Нередко встречаются крупные многоглавые блоки мориона размером до 1,5 м. Кристаллы флюорита, в том числе оптические, находятся в центральной части погреба, в трещинах кварцевого ядра. Они плотно прилегают друг к другу и сцементированы обохренной щебенкой полевого шпата.

Флюоритовые кристаллы изредка покрыты одной-двумя плоскими гранями, чаще же они имеют форму желваков и глыб с изъеденной ноздреватой поверхностью, но монокристаллические внутри. Размер желваков от 1—2 см до нескольких десятков сантиметров. Иногда встречаются плохо образованные кубические, октаэдрические, реже кубооктаэдрические кристаллы.

Кроме бесцветных водяно-прозрачных кристаллов, на месторождении встречаются кристаллы бледно-голубого и светло-фиолетового цвета, а также зеленовато-голубые, светло-синие, зеленые, бледно-желтые, розовые, светло-коричневые, бледно-сиреневые, фиолетово-черные. Окраска распределяется иногда равномерно, иногда пятнисто. Встречаются волокнистые дефекты, оттененные фиолетовой и синей окраской. Включения, приуроченные к трещинкам, совпадающие с направлениями спайности, обычно окружены фиолетовыми «двориками».

Месторождение давало довольно хороший оптический флюорит, хотя и уступавший по качеству уникальному куликолонскому.

Кентское месторождение в Казахстане [Самсонов, Савельев, 1980] связано с массивом аляскитовых гранитов, в кровле которых, особенно под сланцевыми экранами, формировались пегматитовые тела, имеющие объем до нескольких тысяч кубических метров каждое. Под кварцевыми ядрами пегматитовых тел встречаются крупные полости — гнезда с кристаллами флюорита, кварца, с жильбертитом и каолинитом. Вокруг гнезд пегматиты ослюднены и флюоритизированы.

Кристаллы флюорита в полостях обычно имеют октаэдрический габитус. Это флюорит ранних генераций, кристаллизовавшийся в среднетемпературных условиях (350—200° С). Кристаллы позднего флюорита, низкотемпературного, октаэдрические. В целом флюорит кристаллизовался в широком интервале температур — от 450 до 80° С. Кристаллизация неоднократно прерывалась, сменялась частичным растворением кристаллов. Выделяются четыре главные генерации флюорита, которые иногда в виде зон наблюдаются в одном и том же кристалле.

Флюорит имеет преимущественно зеленый цвет. Реже встречаются фиолетовые и бесцветные разности. Окраска связана с присутствием примесей редкоземельных элементов, содержание которых резко изменяется не только от ранних к поздним кристаллам, обычно уменьшаясь, но и в пределах одного кристалла. Примеси снижают качество кристаллов. Впрочем, ухудшение показателей пропускания, обусловленное присутствием редких земель, — беда всех флюоритовых месторождений пегматитового типа.

Месторождения оптического флюорита или оптические флюоритовые моноблоки на месторождениях, разрабатываемых для других целей (на плавик, химическое сырье), имеют обычно небольшие размеры, поэтому добыча ведется без строгих технических систем. Любым подходящим способом — ручной выборкой или разборкой предварительно взорванной рудной массы — выбирают кристаллы и куски флюорита, отвечающие техническим требованиям. Относительно крупные тела, если они залегают у поверхности, вскрывают небольшими карьерами или траншеями с высотой уступа до 10—15 м, но обычно меньше. Глубокие тела вскрывают подземными горными выработками — штольнями, шахтами, уклонами. Применяют и комбинированные системы. Для прослеживания тел применяется колонковое бурение.

Особенностью разработки месторождений флюорита является то, что она идет почти сразу вслед за разведкой или одновременно с ней и ведется, как правило, горнодобывающими предприятиями и геологоразведочными партиями. Из вскрытых гнезд и погребов тут же выбирается все содержащееся в них кристаллосырье. Только для относительно крупных тел строго выдерживается обычная разведочная схема: детальная разведка → подсчет запасов → их утверждение → извлечение.

При вскрытии гнезд во избежание разрушения кристаллов используют слабобризантные взрывчатые вещества, да и то только там, где это необходимо. Разрыхленной массе дают отстояться до выравнивания ее температуры и влажности с температурой и влажностью воздуха. При разборке горной массы осуществляются и обогащение и сортировка флюорита в соответствии с техническими условиями. Кристаллы с дефектами сразу же бракуются или они идут в плавочное сырье. Кондиционные и условно годные кристаллы просматриваются в лабораториях и оцениваются по категориям качества. От неоднородных кристаллов и друз аккуратно скалываются или срезаются дефектные части.

Отсортированные природные кристаллы поставлялись потребителям — оптическим предприятиям и научно-исследовательским институтам. Из кристаллов изготовлялись оптические детали, которые требовались и которые позволяло изготовлять данное сырье. Однако природный флюоритовый материал накладывал множество неприятных для потребителя ограничений. Крупные кристаллы были исключительной редкостью, поэтому в основном из флюорита изготовлялась мелкогабаритная оптика или делались склеенные детали. Приходилось мириться с наличием дефектов, иногда даже крупных, с неоднородностью материала. Флюорит относительно хрупок, поэтому даже хорошие кристаллы раскалывались по спайности при неосторожной обработке или неправильном хранении. Так что не было в оптической промышленности другого природного сырья, более капризного, чем флюорит. Кроме того, это сырье было очень редким и дорогим, и в 20—30-х годах даже богатые американские фирмы использовали флюорит только для изготовления самых дорогих объективов-апохроматов, где без него обойтись практически невозможно. Особенно сложной была ситуация с крупными (больше 2—3 см) флюоритовыми изделиями. Даже такие известные фирмы, как «Хильгер» в Лондоне, были вынуждены изготавливать оптические приборы с деталями из флюорита, склеенными из отдельных кусочков и содержащими включения.

Флюоритовый «голод», с которым столкнулась оптическая промышленность уже в 30-х годах, заставил искать заменители оптического флюорита. Однако подходящих материалов найти не удавалось: они либо существенно уступали флюориту по оптическим показателям, а те, у которых оптические свойства были более или менее подходящими, имели другие дефекты (были нестойкими к воздействию растворителей, даже паров воды, обладали низкой прочностью и т. д.). Словом, в оптическую технику их вводить было нельзя. Оставалась единственная возможность — заменить природный оптический флюорит искусственным.