Окраска минералов » Ремонт Строительство Интерьер

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Окраска минералов

10.07.2021

Когда свет падает на поверхность минерала, часть его отражается, а часть преломляется. Если минерал не претерпевает поглощения, он бесцветен как в отраженном, так и в проходящем свете. Мы видим минералы окрашенными потому, что свет с определенными длинами волн поглощается, и цвет определяется сочетанием света тех длин волн, которые достигают глаза. Окраска некоторых минералов в различных кристаллографических направлениях бывает разной. Такое селективное поглощение называется плеохроизмом и ярко проявляется у бесцветных разновидностей кордиерита и сподумена. Если таких направлений только два, как в турмалине, свойство называют дихроизмом.

Для некоторых минералов цвет является фундаментальным свойством, непосредственно связанным с одним из главных входящих в его состав элементов, и, следовательно, является постоянным и характерным. Для таких минералов, окраску которых называют идиохроматической, цвет служит важным диагностическим признаком. Например, малахит — всегда зеленый, азурит — голубой, а родонит и родохрозит — всегда розовые.

Для большинства рудных минералов цвет является константой, например — латунно-желтый для халькопирита, бронзовобурый для борнита и медно-красный для никелина.

В связи с тем что поверхностные изменения образуют цветную побежалость, отличающуюся от истинного цвета этих минералов, очень важно, чтобы о цвете мы судили по свежей поверхности. Это особенно важно для минералов меди, в частности, для борнита. Этот минерал называют «павлинья руда», так как для его бронзовой поверхности свойственна характерная сине-фиолетовая побежалость.

Большинство минералов состоит из элементов, не дающих какой-либо характерной окраски, и являются бесцветными. Однако для них обычны окрашенные разновидности. В некоторых случаях окраска вызывается существенными примесями таких элементов как, например, железо, обладающее сильной окрашивающей способностью. В некоторых сериях твердых растворов окраска обнаруживает прямую связь с количественным содержанием железа. Например, амфибол тремолит, имеющий состай Ca2Mg3(Si8O22)(OH)2, бесцветен, однако когда некоторое количество Fe2 замещает Mg2+, минерал приобретает зеленую окраску. Когда содержание железа возрастает, окраска меняется от бледно-зеленой до темно-зеленой и почти черной. В сфалерите точно так же, в зависимости от степени замещения цинка железом, окраска изменяется от бесцветной через желтую и коричневую до черной.

Окраска минералов, подобная упомянутой, т. е. вызываемая элементом, являющимся для минерала чужеродной примесью, называется аллохроматической.

Окраска, однако, вызывается не только такими примесями. В числе других причин окрашивания следует назвать микропримеси, дефекты кристаллической решетки и равномерно распределенные мельчайшие включения других минералов.

Ионы некоторых элементов обладают очень сильной способностью к поглощению, поэтому их присутствие в чрезвычайно малых количествах способно вызывать интенсивную окраску минералов. Главными в числе этих элементов, называемых хромофорами, являются: Fe, Mn, Cu, Cr, Co, Ni и V. Например, ярко-зеленая окраска изумруда обусловлена примесями хрома и ванадия в берилле, а пурпурная окраска аметиста приписывается незначительным примесям железа в кварце. Цоизит, обычно бесцветный или серый, в 1967. г. был обнаружен в виде кристаллов, пригодных для огранки в качестве драгоценного камня, имеющего яркую синюю окраску, подобную окраске сапфира; причиной окраски оказалось присутствие ванадия.

В минералах, не содержащих примесей хромофорных ионов, причиной избирательного поглощения могут быть структурные дефекты. Структурные несовершенства могут представлять собой вакансии либо чужеродные ионы. Окраска минералов, имеющих дефектную структуру, может быть вызвана или изменена облучением или нагревом. Например, рентгеновское облучение превращает некоторые образцы бесцветного кварца в дымчатый, но при последующем нагревании до 400 °C он снова становится бесцветным. Далеко не все бесцветные кварцы ведут себя таким образом. На некоторые бесцветные кристаллы рентгеновское облучение совершенно не влияет, а некоторые окрашиваются селективно. Предполагается, что окрашивание связано с присутствием чужеродных ионов.

Бесцветные алмазы, подвергнутые соответствующему облучению, могут быть окрашены в зеленые либо голубые тона, а зеленые могут быть превращены в желтые при нагревании. Окраска многих драгоценных камней может быть усилена при нагревании.

Причиной окраски некоторых силикатов является присутствие в их структуре таких характерных анионных группировок, как Cl-, CO32-, SO43-. Все они могут присутствовать в лазурите (голубой), С1- — в содалите (голубой и зеленый), CO32- — в канкрините (оранжево-желтый), SO43- — в гаюине (голубой). Нагревание всех этих минералов изменяет их окраску.

Присутствие механических примесей может обусловливать различную окраску бесцветных минералов. Например, кварц может быть зеленым, благодаря механической примеси хлорита; кальцит может быть черным от примеси окислов марганца или графита. Гематит, являясь наиболее обычной окрашивающей примесью, привносит свой красный цвет во многие минералы — полевые шпаты, кальцит и тонкозернистую разновидность кварца — яшму.

Черта

Цвет тонко распыленного минерала называют цветом черты. Хотя цвет минерала изменчив, цвет черты, как правило, постоянен и, следовательно, важен при идентификации минерала. Цвет черты определяется путем прочерчивания минералом по матовой поверхности фарфора, пластинку из которого называют «бисквитом». Твердость «бисквита» — около 7, так что использовать его для минералов, имеющих большую твердость, нельзя.

Иризация

Интерференция света на поверхности или в более глубоких частях минерала при изменении угла падения света может приводить к многоцветной игре. Поразительная игра цветов в драгоценном опале — результат интерференции света, отраженного субмикроскопическими слоями или сферическими частицами включений, закономерно расположенными в образцах. В обычном опале этой слоистости нет, поэтому отраженный свет дает жемчужную или молочную опалесценцию.

Внутренняя иризация обусловлена дифракцией и отражением света от близко расположенных трещин, плоскостей спайности, двойниковых швов, границ включений или самих мельчайших включений, ориентированных параллельно. Например, некоторые образцы лабрадорита при изменении угла падения света иризируют от голубого до зеленого или желтого. Эта иризация обусловлена чрезвычайно тонкими, тоньше десятой доли микрона или еще меньше, пластинками от An47 до An58, представляющими собой результат распада твердого раствора. Нежные цвета иризации некоторых полевых шпатов альбитовой серии (перистериты), варьирующие по составу от An2 до An16, обусловлены пластинками распада твердого раствора, имеющими состав An0 и An25.

Поверхностная иризация, подобная той, которая возникает на мыльных пузырях или пленках нефти на воде, обусловлена интерференцией света, отражаемого тонкими поверхностями и пленками. Чаще всего такая иризация наблюдается у рудных минералов, например гематита, лимонита, сфалерита.

Отлив и астеризм

В отраженном свете некоторые минералы имеют шелковистый отлив, обусловленный параллельной волокнистостью или параллельным расположением включений либо пустот. Если из такого минерала изготовить кабошон, на нем будет видна полоска

света, ориентированная перпендикулярно удлинению волокон или направлению включений. Это свойство ярко выражено у атласного шпата (гипса), кошачьего глаза (драгоценной разновидности хризоберилла) и тигрового глаза (волокнистого крокидолита, замещенного кварцем).

В некоторых кристаллах, особенно относящихся к гексагональной сингонии, включения могут располагаться по трем кристаллографическим направлениям под углом 120° друг к другу. Если из такого кристалла сделать кабошон, на его поверхности луч света будет давать три полосы, перпендикулярные каждому из кристаллографических направлений, в результате чего образуется шестилучевая звезда (рис. 5.10). Это явление называется астеризмом и наблюдается у звездчатых рубинов и сапфиров.

Некоторые псевдогексагональные образцы флогопитов, содержащие ориентированные включения игл рутила, очень ярко выявляют астеризм в проходящем свете.
Окраска минералов

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: