Отбор проб коллекционных минералов — важная часть геологоразведочных работ, от конечного результата которой во многом зависит оценка месторождений. На комплексных месторождениях и на объектах, где декоративный коллекционный камень является попутным компонентом, отбор производится теми же методами и способами, что и на месторождениях собственно коллекционных минералов. Процесс отбора коллекционных камней весьма ответственен и требует от исполнителей не только умения и специальных навыков, но и знания минералогических особенностей конкретного месторождения. Необходимо тщательно отобрать, не повреждая, все минеральные образования, имеющие минералогическую и декоративную ценность. Для этого с самого начала работ необходимо четко обозначить тот минералогический материал, который представляет основной интерес на данном месторождении.

Для того чтобы отбор производился наиболее полно и во избежание засорения пробы некондиционными камнями, следует руководствоваться следующими критериями:

1) в образце должны быть представлены те минералы, ради которых он взят;

2) образец должен обладать достаточной декоративностью;

3) минералогические и декоративные достоинства образца должны быть четко выражены на его главной (лицевой) поверхности;

4) образец должен иметь достаточную механическую прочность и необходимые размеры — не менее установленных стандартом.

Коллекционные камни, полученные при опробовании или в результате добычных работ, обычно нуждаются в дальнейшей обработке.

Природные первозданные образцы, как правило, содержат излишнюю вмещающую породу, сильно загрязнены, бывают покрыты всевозможными корочками и примазками. В таком виде они малодекоративны, и необходимо приложить определенные усилия, чтобы улучшить их внешний вид. Для этого приходится прибегать к обработке образцов — обогащению (удаление ненужного материала), очистке и облагораживанию (повышение декоративности). Процесс обработки коллекционных камней осуществляется в два этапа:

1) полевое (предварительное) обогащение в местах отбора образцов;

2) лабораторное обогащение и облагораживание в стационарных условиях.

Полевое обогащение материала происходит вслед за его отбором. Проведение полевого обогащения желательно по целому ряду причин: оно позволяет в результате сравнительно незначительных по объему работ сразу же отбраковать дефектный или малодекоративный материал. Этим снижаются транспортные расходы и облегчается окончательное лабораторное обогащение.

В процесс полевого обогащения входят промывка, очистка, удаление выветрелых участков и пустой породы, а также подготовка к транспортировке коллекционного камня к месту лабораторной обработки. Эта работа осуществляется исключительно вручную с применением самых простых инструментов (молоток, зубило, кернокол) и моющих средств (мыло, стиральный порошок, щетки, кисти).

Промывка предусматривает удаление следов гари, возникающей при использовании взрывчатки, а также пыли, мелкой крошки минералов и вмещающих пород, гнездовой глинки и т. д. Такие загрязнения обычно легко удаляются с поверхности образцов промывкой в чистой воде и с добавлением стиральных порошков или других чистящих препаратов. Наиболее удобно промывать образцы в естественных водоемах (реки, озера, пруды и т. д.), а при отсутствии такой возможности следует использовать специально приспособленные емкости; необходимо чаще менять воду для промывки, в противном случае по мере высыхания на поверхностях образцов могут появиться глинистые или мыльные разводы. Затем материал просушивается, тщательно просматривается и обогащается путем обкалывания молотком и кувалдой трещиноватых или недекоративных участков. При этом необходимо бережно обращаться с коллекционным материалом, ограничиваясь скалыванием только явно дефектных частей образцов. На данном этапе не рекомендуется заниматься декоративным формированием образцов или стремиться к значительному уменьшению их объема и массы. Неосмотрительное обогащение может привести к гибели образца или к возникновению мелкой трещиноватости, снижающей его механическую прочность, что при транспортировке или при дальнейшем лабораторном обогащении скажется на качестве коллекционного материала.

При полевом обогащении так же, как и при добычных работах, следует избегать разделения крупногабаритных обособлений, стараясь сохранить представительные образцы для музеев и выставочных экспозиций. Часто только по одному этому признаку — размерам — определяется уникальность коллекционного камня. В условиях лабораторного обогащения могут быть использованы более совершенные технические методы (например, распиловка), уменьшены потери, неизбежные при полевом обогащении.

Коллекционный материал, прошедший полевую обработку, подготавливается к отправке в стационарную лабораторию. Для этого образцы сортируются по морфогенетическим типам и размерам (эта стадия может выпадать), взвешиваются и укладываются в ящики. При упаковке необходимо учитывать хрупкость и неоднородность образцов. Каждый из них, как правило, заворачивается в бумагу и укладывается в ящики с различными наполнителями (вата, опилки, стружки, мох, сено и т. д.). Ящики желательно использовать деревянные, хорошо сколоченные и не очень больших объемов. После заполнения ящики окантовываются и маркируются.

Предварительно обогащенный материал поступает на лабораторную обработку. Промывка — первая стадия процесса, предусматривающая удаление с образцов пыли и грязи, появившихся при транспортировке. Промывают образцы напорной водяной струей с применением щеток, кистей и других подручных приспособлений. Для очистки сильно загрязненного и химически инертного материала можно использовать некоторые препараты бытовой химии (стиральные порошки, жидкости, снимающие ржавчину, жировые пятна и т. д.). После применения таких препаратов необходима тщательная повторная промывка образцов.

Минералогическое исследование коллекционного материала — следующая и весьма ответственная стадия процесса, в которую входит точная диагностика всех минералов, составляющих образцы. Определению подлежат не только основные минералы, но и покрывающие их корки, налеты и пленки, которые в дальнейшем придется удалить с декоративной поверхности образца. Для исследования отбираются типичные образцы, содержащие все минеральные виды и разновидности обогащаемого коллекционного камня. По результатам определения составляется обобщенное минералогическое описание изученных образцов, необходимое для характеристики пробы и для выбора методов дальнейшей обработки коллекционного камня.

Следующую стадию лабораторной обработки можно назвать тонким обогащением, или препарированием коллекционных минералов. Она заключается в максимальном освобождении образцов от лишних участков вмещающей породы, вскрытии секреций (жеод и миндалин), уменьшении субстрата — «подушки» друз, удалении трещиноватых и дефектных частей образцов. Цель всех этих операций — улучшить декоративность и повысить коллекционную ценность материала. Прежде всего следует тщательно осмотреть полученный образец, определив необходимые виды работ. Препарируют образцы в основном вручную, что требует самого внимательного отношения и неторопливости в работе.

Рекомендуется использовать следующий инструмент и приспособления: подушку с песком или толстый пористый резиновый коврик, разноразмерные зубила, долота, молотки, кувалды, кусачки и слесарные пилы. Для определенных операций можно приспособить и другие инструменты, например ножи и заостренные отвертки. Для уменьшения субстрата и ненужных боковых выступов вмещающей породы лучше всего применять обрезные алмазные пилы. Ими же при необходимости создается опорная площадка для установки образца.

Лабораторное обогащение завершается декоративным формированием образца, которому желательно придать композиционную законченность, проявляющуюся в гармоничном сочетании крупных и мелких кристаллов, объемных и площадных пропорций, размера и формы штуфа. Эта операция требует от обогатителя опыта и художественного вкуса, она должна проводиться с большой осторожностью и по правилу — изменять только самое необходимое.

После препарирования следует приступить к очистке коллекционных минералов от тонких пленок, минеральных присыпок и примазок, снижающих декоративный облик образцов.

Очистка — очень сложная и трудоемкая стадия, в результате которой максимально раскрываются декоративные качества коллекционного камня.

Хорошей иллюстрацией необходимости такого процесса могут служить коллекционные образцы галенита из полиметаллических месторождений Приморского края, многие из которых частично или полностью покрыты корками серого мелкозернистого кальцита. После очистки перед глазами вместо серых и бесформенных образований предстают совершенные по форме с ярким зеркальным блеском кристаллы.

Основными методами очистки являются механический и химический, которые в ряде случаев применяются совместно.

Химический метод основан на растворении ненужных минералов в химических средах, не корродирующих демонстрируемый минерал. Например, кальцит легко растворяется в соляной кислоте, и с ее помощью можно освободить кристаллы сульфидов от кальцитовых корочек и присыпок. Наряду с полным растворением предусматривается также разрыхление нежелательных минералов или замещение их такими химическими соединениями, которые затем можно легко удалить.

Как правило, состав химических реактивов, их концентрация, температура, продолжительность и последовательность обработки образцов подбираются и экспериментально проверяются для конкретных минеральных ассоциаций. Нередко возникает необходимость проводить обработку последовательно в нескольких различных химических реактивах или повторять ее в одной и той же среде. На основании экспериментальных данных, полученных на отдельных пробных образцах, проводится очистка всей партии коллекционного камня.

В настоящее время в практике химического облагораживания используются соляная, серная, плавиковая, азотная, щавелевая и муравьиная кислоты. Кроме них применяются щелочи, нашатырный спирт и сложные по химическому составу препараты бытовой химии. Пользоваться химическими реактивами следует осторожно, соблюдая все правила техники безопасности. Химическое обогащение должно проводиться в специально оборудованном для этого помещении с вытяжными шкафами, вентиляцией и т. п. При очистке используются кислоты небольшой концентрации, а начинать работу необходимо с реактивами минимальной концентрации, постепенно ее повышая. По мере необходимости отработанные нейтрализованные кислоты заменяют свежим раствором.

Коллекционные образцы после обработки кислотами или другими химическими реактивами необходимо тщательно промыть. Промывка должна быть достаточно длительной, желательно теплой водой, так как холодная вода, как и любые резкие колебания температуры, может вызвать растрескивание кристаллов или даже привести к полному разрушению образцов. Для промывки желательно оборудовать ванны с проточной водой. При последней промывке для полной нейтрализации кислот в воду можно добавить немного нашатырного спирта.

Иногда нет необходимости в химической обработке всего образца и достаточно только локального воздействия на минералы кислот или других химических реактивов. В таких случаях реактив нужной концентрации наносится на обрабатываемый материал кисточками или щетками, которые должны быть сделаны из натурального волоса или щетины. Для точного нанесения реактива нa нужное место можно использовать трафареты, вырезанные из плотной бумаги. Если после первого нанесения реактива желаемый эффект не достигнут, операция повторяется несколько раз до получения оптимального результата. Затем образцы промываются, как описано выше.

В некоторых случаях химическим способом невозможно полностью удалить нежелательные минеральные образования с поверхности образцов. Тогда следует попробовать разрыхлить такие корки, а потом уже механическим путем добиться необходимого результата.

Удаление следов механических повреждений и выветривания достигается преимущественно химическим путем с применением кислот, в основном соляной и плавиковой, реже щавелевой или лимонной. В местах поколов и царапин кристаллы обрабатываются кислотой, наносимой при помощи кистей и тампонов. Обработку можно производить несколько раз, но при этом необходимо внимательно следить, чтобы не произошло растворение граней. С помощью соляной кислоты устраняются дефекты карбонатов, гётита, гематита и других минералов, растворимых в этой кислоте. Гораздо сильнее и универсальнее действие плавиковой кислоты, но ее использование требует большой осторожности. В минералогической литературе указывается на возможность применения вместо плавиковой кислоты раствора бифгорида аммония (NH₄HF₂), однако этот реактив действует медленно. После химической обработки образцы тщательно промываются и высушиваются.