Измерение отражения в целях характеристики состава минералов

Вариации отражения и цвета могут быть чувствительны к изменениям в составе минерала, а также к структурным различиям. Важной и пока еще недостаточно разработанной областью исследования является корреляция изменчивости отражения с вариациями состава минерала. Рассмотрим некоторые примеры такого использования измерений отражения. К первому примеру относится применение рефлектометрического метода для определения содержаний серебра в естественных золото-серебряных сплавах, описанное Скуэйром и Илсом. Из рис. 5.10 видно, что отражения чистых золота и серебра четко отделены по всей видимой области спектра от отражений сплава, содержащего 50% серебра и характеризующегося промежуточными значениями отражения и промежуточным положением спектральной кривой. Исходя из раздельного расположения величин отражения конечных членов и учтя область максимальной чувствительности используемого микрофотометра, Скуэйр провел при выбранной им длине волны 550 нм измерение серии синтетических сплавов и построил определительную кривую, показанную на рис. 5.11. Использовались такие сплавы, которые позволили получить кривую для минералогически важного ряда с изменением содержаний серебра от 0 до 40%. Значения отражений естественных сплавов известного химического состава также расположились на этой кривой, что свидетельствует о точности данного метода. Однако важное условие для его применения состоит в том, что кроме серебра золото не должно содержать в значительных количествах других металлов. Известно, в частности, что в некоторых природных образцах отмечаются довольно высокие содержания меди; в этом случае определительная кривая уже не может использоваться. Илс указывает также, что отражение золота в значительной степени зависит от метода полировки.

Многие группы непрозрачных окисных минералов ведут себя как твердые растворы, что вызывает систематические вариации отражения. Хорошим примером этого служит замещение железа магнием в ильмените FeTiO3, которое приводит к образованию непрерывного ряда твердых растворов вплоть до гейкилита MgTiO3. Сервель, Леви и Кайе изучили влияние замещения магнием на отражение и разработали быстрый метод определения его содержания в ильмените. На рис. 5.12 показана серия спектральных кривых ильменита, располагающихся в порядке увеличения содержания MgO. Они не только свидетельствуют о ярко выраженном влиянии этого замещения на величину отражения, но и указывают на очень слабую дисперсию. Это означает, что быстрый метод определения магния может быть эффективным при простом белом свете. На рис. 5.13 показана определительная кривая, которая характеризует отражение ильменита (фактически во всех сечениях присутствует Ro) в зависимости от содержания MgO. Этот быстрый метод определения магния в ильменитах на практике был использован при поисках алмазов, поскольку ильмениты из кимберлитов характеризуются присутствием ~10% MgO. Систематические изменения отражения как функция состава были изучены для минералов группы сульфидов железа, называемых обычно «пирротинами» и включающих стехиометрический конечный член троилит FeS, а также характеризующиеся дефицитом железа «гексагональный» (~Fe9S10) и моноклинный (~ Fe7S8) пирротины. Воган отметил общее увеличение среднего значения отражения с возрастанием дефицита металла в серии синтетических образцов. Карпентер и Бейли показали, что измерения R0 при λ 546 нм можно использовать для отличия троилита от «гексагонального» или промежуточного пирротина и обоих от моноклинного пирротина.

В минералогически очень сложной серии составов, относящихся к группе теннантита — тетраэдрита, Шарла и Леви изучили отражение как функцию сложных химических замещений в соединениях типа (Cu, Ag)10 (Cu,Fe,Zn,Hg)2 (As,Sb)4S13. Хотя одни оптические свойства недостаточны для определения химического состава, их можно использовать для предсказания возможных вариантов (например, содержит ли соединение серебро).

К другим примерам систематического подхода к соотношению между отражением и составом относятся исследования сульфидов и сульфосолей меди, платиновых минералов и сульфосолей серебра.