Измерение отражения в целях диагностики минералов
Первая цель измерения отражения — идентификация минерала. С этой точки зрения измерение отражения дает один наиболее полезный количественный параметр, который можно получить быстро, применив аппаратуру, простую в обращении и сравнительно дешевую. Эталоны для определений отражения легкодоступны, поэтому дело только за получением исчерпывающих данных и их правильным использованием в процессе диагностики. Сводки данных об отражении, часто в комбинации с данными о микротвердости по Виккерсу, публиковались Бауи и Тейлором, Греем и Миллменом, Мак-Леодом и Чемберленом, Галопеном и Генри и Айтенбогардтом и Бурке. Однако в настоящее время все эти данные разнесены по карточкам, опубликованным КРМ. Одна из таких карточек воспроизведена на рис. 5.8, из которого видно, что наряду с основной информацией о названии минерала, его формуле и сингонии, даются интервалы значений отражения в воздухе и масле для четырех стандартных длин волн, а также приводятся детальные данные о дисперсии отражения через каждые 20 нм для области спектра 400—700 нм. Если это возможно, сообщаются также значения микротвердости по Виккерсу и данные измерения количественных характеристик цвета. Может быть также приведена дополнительная информация об использовавшихся эталонах, о применявшемся методе полировки и химическом составе минерала, а также об имеющихся результатах рентгеновского анализа. Данные об отражении при 546 и 589 нм (в воздухе), заимствованные из таблиц КРМ, приводятся в приложении 1 для всех распространенных минералов.
Первыми системами определения рудных минералов, использовавшими данные об отражении, были диаграммы, основанные на двух свойствах — отражении и микротвердости по Виккерсу. Бауи и Тейлор использовали средние значения отражения, определенные в белом свете, и средние значения твердости микровдавливания, поэтому каждый минерал на чертеже был представлен точкой. Грей и Миллмен также за основу взяли отражение в белом свете и твердость, но учли колебания отражения за счет двуотражения и вариаций состава, поэтому каждый минерал на чертеже изображался линией. Мак-Леод и Чемберлен разработали схему, в которой учли все доступные опубликованные данные и изобразили вариации отражения и твердости пересечением горизонтальных и вертикальных линий. Однако в процессе работы с этой схемой приходится обращаться к исходной литературе, чтобы определить, в каком свете — белом или монохроматическом — измерялось отражение. В книге Галопена и Генри приводится серия диаграмм для различных больших групп рудных минералов; за основу взяты твердость и отражение, опять-таки определенные в белом свете. Наиболее современная диагностическая диаграмма этого типа предложена Таркяном, положившим в ее основу значения отражения при 589 нм (в воздухе) и значения твердости по Виккерсу. Автором учитывались все известные вариации обеих величин, поэтому минерал на чертеже изобразился в виде «клетки». Диаграмма подобного типа приведена в приложении 4, но базируется она на данных картотеки КРМ.
В последнее время было предложено много других диагностических схем, предусматривающих различные поисковые процедуры — полуавтоматические и с помощью компьютера. Особенно удобной для обучения студентов оказалась система Бауи — Симпсона, опубликованная в виде студенческого издания. Она охватывает 33 обычных рудных минерала. Ядро системы образуют четыре диаграммы. В них перечислены минералы в порядке увеличения отражения для λ 546 нм, а затем в той же последовательности для других длин волн, предложенных KPM в качестве стандартных, — 470, 589 и 650 нм. Принцип построения диаграмм показан на рис. 5.9, из которого видно, что интервал отражения для каждого минерала представлен горизонтальной линией. Вертикальные черточки и маркировка на такой линии позволяют различать изотропные, одноосные и двуосные минералы, а также показывают, что является причиной этого интервала — двуотражение или различия в составе отдельных измеренных зерен (см. рис. 5.9). Таблицы, сопровождающие эти диаграммы, содержат данные о твердости по Виккерсу и качественных свойствах, наблюдаемых под микроскопом. Если минерал имеет очень четкие качественные свойства, позволяющие его сразу идентифицировать, то процедура включает измерение отражения только при 546 нм, которое позволяет (вместе с качественными признаками) прийти к однозначному определению или же сократить возможные варианты до небольшого числа минералов. В последнем случае измерение при еще одной или нескольких стандартных длинах волн позволяет достичь точной идентификации. Лишь в некоторых случаях возникает необходимость прибегнуть ко второму количественному методу — измерению твердости по Виккерсу.
К двум другим появившимся недавно диагностическим схемам, о которых следует иметь представление, относятся Дельфтская схема, которая использует перфорированные «карты свойств», позволяющие систематически ограничивать число возможных минеральных видов, и система для определения непрозрачных минералов (Nottingham Interactive System for Opaque Mineral Identification — NISOMI), состоящая из серии программ для компьютера, с помощью которых проводят обычную поисковую работу, базирующуюся на введении данных об отражении и микротвердости.