Определение оптических свойств минералов

Легче всего определяются оптические свойства минералов – прозрачность, цвет и блеск.

Прозрачность - способность минерала пропускать свет. В зависимости от степени прозрачности все минералы делятся на 3 группы (при этом следует иметь в виду, что границы между ними условные):

1.    Прозрачные (сквозь минерал можно легко видеть различные предметы) – например, горный хрусталь, исландский шпат, топаз и др.

2.    Полупрозрачные (сквозь минерал виден свет, но контуры предметов уже не различимы) – например, сфалерит, киноварь и др.

3.    Непрозрачные – например, пирит, магнетит, графит и др.

Многие минералы, кажущиеся в крупных кристаллах непрозрачными, просвечивают (или полупрозрачны) в тонких сколах. Надо иметь в виду, что в тончайших срезах (толщиной в десятые и сотые доли миллиметра) подавляющее большинство минералов оказываются прозрачными. Но в образце мы этого не увидим. Поэтому подразделение по прозрачности касается именно минералов в образцах. Но есть и такие минералы, которые непрозрачны даже в тонких срезах.

Определяется цвет и блеск образца минерала.

Цвет. Нередко именно окраска является настолько характерным признаком минерала, что не только позволяет однозначно определить его, но и дает представление о его химическом составе. Например, все водные соли меди имеют яркий зеленый или синий цвет. Не случайно у студентов нередко наблюдается стремление пользоваться при определении минерала только его окраской, как наиболее простым признаком. Но такой подход является неправильным, так как один и тот же минерал нередко может иметь различную окраску, в зависимости от незначительных примесей или дефектов строения его кристаллической решетки. Например, флюорит может быть окрашен и в зеленый, и в фиолетовый, и в зеленый, и в желтый цвета различных оттенков, а может быть и бесцветным. Турмалин бывает зеленым, розовым, бурым, синим, черным. Многообразна и окраска разновидностей кварца (бесцветная, белая, желтая, фиолетовая, черная и т.д.). Окраска некоторых минералов может быть неоднородной зональной (полихромные турмалины и флюориты) (рис. 19), каемчатой (кварц и аметист), секториальной (двухцветные топазы) даже в одном кристалле. Поэтому цветом минералов, как диагностическим признаком, следует пользоваться с осторожностью, учитывая как природное разнообразие окрасок некоторых минералов, так и другие, более постоянные их физические свойства, обусловленные их химическим составом и структурой.

Цвет черты (цвет минерала в порошке). Более постоянный и надежный по сравнению с окраской самого минерала диагностический признак. Цвет черты в ряде случаев полностью совпадает с цветом минерала в образце. Например, у серы и аурипигмента и окраска, и цвет порошка светло-желтые, у магнетита – черные, у малахита – зеленые, у азурита и лазурита – синие, у киновари - красные и т. д. Но очень многие минералы в тонкораздробленном состоянии имеют цвет, значительно отличающийся от его цвета в образце. Так пирит соломенно-желтый, а в тонкораздробленном состоянии – черный, а у гематита цвет стально-серый или черный, а черта красная,

Для определения цвета минерала в порошке совсем необязательно дробить весь образец на мелкие части. Для этого достаточно с легким нажимом несколько раз провести минералом по поверхности специальной пластинки из неглазированного фарфора или фаянса (так называемому «бисквиту») и определить цвет получившейся черты. Черта должна быть достаточно широкой (не менее 1-2 мм шириной). Этим признаком успешно пользуются при определении густоокрашенных минералов. Следует иметь в виду, что большинство светлоокрашенных и прозрачных минералов имеет белую черту, а минералы с высокой твердостью (более 6-6,5) вообще не дают черты, а оставляют царапину на фарфоровой пластинке. Поэтому говорить, к примеру, о цвете черты алмаза на бисквите бессмысленно.

Блеск. Большинство минералов с различной интенсивностью отражают падающий на них свет, то есть обладают блеском. Только немногие из них имеют матовую поверхность. Характер блеска зависит от того, насколько сильно поверхность минерала отражает падающий свет, каково соотношение отражения, поглощения и пропускания света минералом, как именно отражаемый свет рассеивается.

По убыванию интенсивности различают следующие виды блеска:

Металлический – напоминает блеск полированного металла (сталь, серебро, золото). Минералы с металлическим блеском всегда непрозрачны (даже в тонких срезах).

Полуметаллический – похож на металлический, но более тусклый, как у потускневших от времени металлов (гематит) или как у грифеля простого карандаша (графит). Минералы, обладающие полуметаллическим блеском также обычно непрозрачны.

Алмазный – сильный блеск, обусловленный неоднократным полным отражением света от внутренних поверхностей прозрачных и полупрозрачных минералов (алмаз, сера, сфалерит, киноварь)

Стеклянный – поверхность минерала блестит, как стекло (то есть значительно слабее, чем у минералов с алмазным блеском). Стеклянным блеском обладает абсолютное большинство (около 70%) прозрачных и полупрозрачных минералов. Например, кварц, топаз, флюорит и др.

Перламутровый – минерал блестит и переливается как поверхность перламутра или жемчуга. Наблюдается у прозрачных и просвечивающих минералов, имеющих тонкое пластинчатое строение или обладающих весьма совершенной спайностью. Свет одновременно отражается от множества поверхностей внутри минерала, в результате интерференции возникают перламутровые «переливы». Примеры: слюды, тальк, гипс.

Шелковистый – обусловлен волокнистым строением минерала, поэтому минерал блестит и переливается, как шелк или моток шелковых нитей (гипс-селенит, асбест, иногда малахит)

Жирный – поверхность минерала кажется смазанной жиром или покрытой маслянистой пленкой (нефелин). Возникает тогда, когда поверхности минерала покрыта мельчайшими неровностями. В результате при рассеянии получается эффект «жирной поверхности».

Смоляной – блеск, напоминающий блеск застывшей смолы или гудрона (обсидиан, янтарь, морион).

Восковой – полуматовый блеск, напоминающий блеск пчелиного воска, характерный для минералов, равномерно рассеивающих свет (халцедон, серпентин).

Наконец, если минерал представлен тонкодисперсными, землистыми массами, то он не блестит, т.е. является матовым, как у кусочка мела (каолинит). Это происходит потому, что весь свет при отражении от мельчайших неровностей рассеивается совершенно равномерно, в результате блеска в обычном смысле слова нет.