Флюорит. Камень всех цветов и оттенков.

Флюорит — распространенный минерал; фторид кальция. Благодаря яркой окраске и легкости обработки издавна используется в качестве имитации дорогих самоцветов.

Название происходит от лат. «fluo» — теку. По-видимому, этимология термина связана с использованием соединений фтора в металлургии — спекаясь с другими минералами флюорит снижает температуру плавления руд и делает расплав более текучим. Термин ввел в обиход один из основателей минералогии Г. Агрикола в 1529 году. От названия минерала произошло и название содержащегося в нём фтора (а не наоборот). Лат. «fluorum», а также производные от него слова используются для обозначения этого химического элемента в большинстве стран мира — англ. «fluorine», нем. «fluor», итал. «fluoro», фин. «fluori», афр. «fluoor» и т. д. Название «фтор» (от др.- греч. «фторос» — разрушение) принято лишь в русском и нескольких близких к нему языках.

С использованием флюорита в качестве флюса в металлургии связано и его второе название — плавиковый шпат или плавик. В старину этот красивый камень именовали рудным или горным цветком. Другие синонимы: камень дербиширский, шпат фтористый, пирофан; а также в связи с использованием в качестве имитации — аквамарин водяной, аметист фальшивый, бериллфлюс, сапфир фальшивый, топаз богемский, изумруд богемский, псевдоизумруд, эсмеральда карфагенская и др.

Состав: CaF2. Сингония: кубическая. Содержание Ca — 51,2%; F — 48,8%. В структуре флюорита ионы кальция образуют простейшую гранецентрированную кубическую решетку, а ионы фтора расположены в центрах более мелких кубов, каждый из которых является одной восьмой частью элементарной ячейки.

Таким образом, в окружении любого атома кальция находятся восемь атомов фтора, а каждый атом F окружен четырьмя атомами Ca, расположенными в вершинах правильного октаэдра. Подобное строение представляет собой самый простой тип кристаллической структуры.

Обычно реальный состав флюорита очень близок к теоретической формуле (более чем на 99%). Очень незначительные количества алюминия, кремния и магния, выявленные в ряде химических анализов, могут быть связаны и с механическими примесями. Иногда отмечаются следы углерода, хлора, стронция, битумов.

Изредка встречается разновидность, в которой кальций частично замещен иттрием и церием — (Ca,Y)F2-3. В иттрофлюорите содержание YF3 доходит до 20%, при этом может присутствовать и небольшое количество CeF3. В некоторых флюоритах присутствуют атомы свободного фтора. При истирании таких камней появляется сильный запах фтороводорода и озона. Эта разновидность известна как антозонит или «вонючий шпат».

В пустотах флюорит нередко встречается в виде хорошо сформированных кристаллов преимущественно кубической; реже — октаэдрической формы.

Грани иногда имеют мозаичное строение. Характерны взаимопроникающие кубические двойники. Однако чаще всего флюорит образует массивные кристаллические тела, вкрапления, столбчатые агрегаты причудливой формы, а также землистые массы, известные как ратовкит (от р. Ратовка в Московской обл.).

Окраска этого минерала может быть практически любой, но чаще встречаются фиолетовые и голубые разновидности.

Распределение цветов в камне нередко зональное: они часто становятся более насыщенными к углам кристаллов, оставляя середину светлой, иногда почти бесцветной.

Окраска флюорита неустойчива к нагреву. При отжиге до t ~ 700°C даже самые насыщенные темно-фиолетовые цвета ослабляются и камень может полностью обесцветиться. Наиболее термостойкой является пурпурная окраска. Под воздействием гамма-облучения бесцветный флюорит становится синим или зеленым, а синий — ярко-красным. При последующем облучении рентгеновскими лучами его цвет частично или полностью восстанавливается.

Природа окраски этого минерала вообще довольно сложна и уже много десятилетий широко обсуждается минералогами.

Цветовое многообразие флюорита главным образом обусловлено дефектами и аномалиями в кристаллической структуре и лишь отчасти объясняется включениями и примесями.

Теоретически его цвет может зависеть и от облучения находившимися поблизости радиоактивными минералами.

Примеси редких земель или битумов вызывают в нем флюоресценцию. Само название этого физического явления произошло от названия флюорита (у которого оно было впервые описано), но многие образцы этого минерала фактически не флюоресцируют. Черта: бесцветная. Изотропен. Показатели преломления: 1,433 — 1,435.

Хрупкий, но при длительном одностороннем давлении деформируется. Совершенная спайность по октаэдру — если уронить камень на пол, он рассыплется, но не на бесформенные кусочки, а на аккуратные мелкие многогранники — спайные фрагменты. Среди них можно увидеть и совершенно правильные октаэдры, которые очень похожи на кристаллы. Однако в отличии от них они «огранены» не природными гранями роста, а плоскостями спайности.

Блеск на спайных поверхностях перламутровый, а у кристаллов он стеклянный. Их грани нередко испещрены штрихами и щербинками, а также узорами роста или растворения, напоминающими следы травления. Рассекающие камень плоскости совершенной спайности разбивают его объем на угловатые блоки. При повороте образца они поочередно озаряются световыми лучами и насыщаются цветом.

Твердость — 4 (один из эталонов в шкале Мооса). Средний удельный вес: 3,18 г/см3. Хорошо растворяется в концентрированной серной кислоте (с выделением HF), но не вскипает в HCl (отличие от кальцита). С другими кислотами также взаимодействует слабо. Растворимость в воде незначительная. Под паяльной трубкой растрескивается, немного оплавляясь по краям (при t ~ 1270°С); после потери всего фтора превращается в известь (CaO).

Флюорит распространен широко.

Происхождение: преимущественно гидротермальное. Обычно встречается как жильный минерал в ассоциации с кальцитом, кварцем, свинцово-цинковыми рудами. Присутствует в гранитах и других магматических породах, а также в известняках, доломитах и других осадочных отложениях.

По флюориту часто образуют псевдоморфозы другие минералы: кварц, халцедон, кальцит, пирит, различные окислы марганца и железа. В некоторых месторождениях тесно ассоциирует с селлаитом; смесь этих минералов известна как «замбонинит». Небольшие кристаллики флюорита нередко можно обнаружить в колумбийских изумрудах или бирманских рубинах. Встречаются камни с включениями игл турмалина (флюоритовый волосатик).

Скопления флюорита могут быть очень значительными. Некоторые месторождения Ньюфаундленда (Канада), приуроченные к гранитам, представляют собой жилы мощностью до 6 метров с содержанием флюорита до 95%. В 1920-х годах в Трансваале (ЮАР) были обнаружены два гигантских тела практически чистого флюорита, из которых было добыто около 40 тыс. тонн минерала.

В России прекрасный зеленовато-фиолетовый флюорит издавна добывают в Забайкалье (Абагайтуй, Калангуй). Значимое месторождение есть в Ямало-ненецком овт. округе, на побережье Карского моря (Амдерма). Оно было открыто в довоенные времена, а в 1970-х здесь был обнаружен необычайно чистый оптический флюорит. Подобное качественное сырье добывают на Таймыре (Белогорское).

Эффектные коллекционные друзы поступают из Кабардино-Балкарии (Тырныауз). Находки уникальных прозрачных кристаллов флюорита размером до полуметра известны в Приморском крае (Дальнегорское м-ние).

Встречается флюорит и в центральной части России: в Наро-Фоминском районе Московской области (Верея), в Тверской обл. (бассейн р. Осуга).

В Таджикистане с 1930-х годов прекрасные кристаллы бесцветного оптического флюорита добывали в м-нии Куликалон. В наше время оно полностью отработано, как и многие другие значимые среднеазиатские месторождения, расположенные в Южном Казахстане (Керемет-Тас, Кент), Узбекистане (Аурахмат, Суппаташ), Кыргызстане (Карамджай).

В Великобритании поделочный флюорит разрабатывается уже более полутора тысячелетий. Основные м-ния расположены на полуострове Корнуолл, на побережье Шотландии, а также в графстве Дербишир, где издавна добывали необычные столбчато-концентрические выделения флюорита, известные как «Блю Джон» (Blue John). Они представляют собой кристаллические сферические конкреции, в которых концентрически расположенные голубые слои перемежаются с бесцветными и желтыми полосами. В настоящее время это уникальное месторождение практически выработано.

Качественный поделочно-ювелирный флюорит добывают во многих странах. Наиболее крупные месторождения расположены в Рудных горах Германии, во Франции (деп. Верхняя Луара и Верхняя Савойя), в Италии (пров. Бергамо), Индии (плато Декан), Китае (пров. Цзянси, Хунань) Намибии, ЮАР, Канаде (пров. Онтарио), Мексике (шт. Чиуауа), США (Колорадо, Иллинойс, Теннесси). В штате Нью-Мексико из м-ния Глоб Майн был извлечен уникальный кристалл фиолетового флюорита длиной более 2 метров и весом около 16 тонн.

Флюорит широко используется в качестве флюса в металлургии.

Еще в середине XV столетия было замечено —если в шихту попадает флюорит, плавка руды идет быстрее, топлива расходуется меньше, а шлаки лучше отделяются от металла.

В XVIII веке флюорит начали широко применять в стеклоделии — выяснилось, что растворяя плавиковый шпат в серной кислоте, можно получить еще более едкую кислоту, которую шведский химик Карл Шееле также назвал плавиковой. Это соединение легко разъедает стекло и хрусталь, оставляя на его поверхности несмываемый след.

В те времена в Европе большой популярностью пользовались хрустальные гравированные кубки, светильники, подвески и другие подобные изделия, поэтому такой хороший «обработчик» природного горного хрусталя и стекла, как флюорит, пришелся весьма кстати. В наше время он по-прежнему является основным сырьем для получения плавиковой кислоты и других фтористых соединений.

При промышленном производстве алюминия одним из самых необходимых компонентов является ускоритель электролиза — искусственный криолит Na3[AlF6]. Его синтезируют из плавиковой кислоты, т. е. и здесь дело не обходится без флюорита.

Полученные из этого минерала соединения фтора широко применяются в ядерной энергетике (для разделения изотопов урана), медицине (тромбозадерживающие фильтры), в производстве фторопластовых покрытий, эмалей, глазури. Прозрачные бесцветные разновидности используют в оптике ночного видения, а также для изготовления линз, устраняющих искажения в объективах микроскопов. В наше время оптический флюорит производят искусственно.

Флюорит используется в качестве поделочного камня с древнейших времен, однако только очень немногие изделия из этого весьма недолговечного самоцвета сохранились до наших дней. В Южно-Американских Андах среди руин древнего города Тиагуанако археологи еще в XIX веке находили каменные бусы из флюорита, изготовленные задолго до нашей эры. Подобные находки, сделанные в районе Секешфехервара (Венгрия) датируются X — XI вв. н. э.

Британские мастера с середины XVIII века изготавливали из дербиширского флюорита канделябры, вазы, пепельницы, урны; им облицовывали камины и другие предметы интерьера. Ваза из «Синего Джона» экспонируется в Британском Музее естественной истории.

Для того чтобы минерал не крошился, его посыпали канифолью, а затем осторожно нагревали до температуры ее плавления и канифоль проникала в микротрещины. Пока канифоль не исчезла, камень обдирали до примерной формы будущего изделия. Во время обработки процессы нагрева и пропитки повторяли многократно, пока изделие не доходило до той стадии, когда его оставалось только отшлифовать и отполировать.

Более современный способ заключается в нанесении на камень эпоксидной смолы, которая при умеренном нагреве укрепляет флюорит, глубоко проникая в трещины между зернами.

Флюорит хрупок и очень чувствителен к нагреву. При его огранке учитывается совершенная спайность минерала: камень отклоняют от спайных плоскостей под углом не менее 5°. Самый крупный ограненный флюорит имел вес 3965 карат (793 г). В Смитсоновском институте (Вашингтон) хранится желтый камень из Теннесси массой 874 карата.

Необработанный флюорит обычно нетрудно определить по форме кристаллов, октаэдрической спайности, тускловатому стеклянному блеску и невысокой твердости (легко царапается иглой). Однако в старину он был главным материалом для имитации практически любых драгоценных камней: топаза, рубина, сапфира, аквамарина, жадеита. Внешне он может быть на них очень похож, но, увы, для драгоценного камня флюорит слишком мягок. Невысокая твердость выдавала его и в те времена, когда многие близкие по окраске самоцветы не умели отличать друг от друга.

В обработанном виде яркие и прозрачные фиолетовые разновидности флюорита легко можно перепутать с аметистом. Камни насыщенной зеленой окраски и в наше время могут использоваться в качестве имитации изумрудов. Под цветовым фильтром они выглядят красными (как и большинство зеленых бериллов), к тому же для них характерны те же включения, что и для некоторых изумрудов, в частности колумбийских.

Флюорит часто флюоресцирует фиолетовым под УФ-лучами и обладает одиночной рефракцией, а у изумрудов она двойная с коэффициентом ~ 1,58 (против 1,43). К тому же, из-за низкой твердости на его гранях всегда присутствуют потертости или царапины. Впрочем, подобные механические повреждения вполне можно обнаружить и на поверхности настоящих изумрудов.

Прекрасные друзы флюорита станут эффектным украшением интерьера гостиной или офиса. Ритмичная смена окраски и мерцание света на спайных плоскостях превращают его в прекрасный декоративный материал. Говорят, что флюорит полезен людям, чей труд связан с самыми современными технологиями. По мнению астрологов, он является счастливым камнем для родившихся под знаками Близнецов и Рыб.