Каждый минерал характеризуется цетом, который показывает какие элементы входят в его состав, и при каких физико-химических условиях он формировался.
минералов - способность минералов отражать и преломлять свет, создавая определённое ощущение цвета.
Цвет (окраска) минералов является важным свойством для камней, применяемых в декоративных целях. Кроме того, цвет минерала и цвет черты, вместе с твёрдостью, позволяют быстро диагностировать многие минералы.
Природа возникновения цвета минералов
Цвет минералов различен в кристаллах и штуфах, в прозрачных шлифах, в отражённом свете на полированных аншлифах.
Цвет определяется взаимодействием электромагнитного излучения видимого и ультрафиолетового диапазона с электронами атомов в кристалле (Электронный спектр, Зонная теория), а также наличием дефектов кристаллов (вакансий, межузельных атомов и т.д. на уровне кристаллической решетки). Молекулы и ионы, составляющие кристаллы минералов, взаимодействуют с фотонами на электронных уровнях кристалла. Минералы, содержащие ионы трёхвалентного железа, имеют окраску, обусловленную переносом заряда между ионом металла и лигандами, или между разнозарядными ионами металлов (перенос заряда O-Fe3+, Fe2+ и Fe3+ в кордиерите).
Радиационная окраска возникает под действием ионизирующего излучения и связана с образованием электронно-дырочных центров окраски (например, сине-фиолетовая окраска флюорита, жёлтая окраска кальцита и горного хрусталя).
Окраска кристаллов с металлической и ковалентной связью (самородные металлы - золото, сульфиды - пирит, халькопирит) обусловлена оптическими переходами электронов и возникновением максимумов отражения (пирит, золото самородное) либо формированием фундаментальных полос поглощения (киноварь, куприт).
Ионы переходных металлов (Mn, Fe, Co, Ni, Cr, V, Ti, лантаноиды, актиноиды др.) дают характерную для них окраску (хризолит, малахит, изумруд, сапфир и рубин, гранаты).
Зависимость цвета минералов от его происхождения
Собственный цвет - идиохроматическая окраска
Собственная окраска, связанная с внутренними свойствами минерала, как правило свойствами ионов примесей, внедрившихся в кристаллическую решетку.
Аллохроматическая окраска, вызванная примесями хромофоров
Голубой кварц с включениями турмалина - классический пример аллохроматического типа окраски минералов. Швейцария. Фото Д.Тонкачеев
Аллохроматическая окраска не связана напрямую с природой минерала, и определяется окрашенными примесями - хромофорами (ионами или более крупными частицами). Хромофоры придают интенсивную окраску минералу даже в небольших концентрациях (например, окраска яшмы и агатов. Такая окраска свойственна многим горным породам и минералам. Аллохроматическая окраска может быть вызвана механическими примесями - включениями окрашенных минералов, пузырьков жидкостей, газов и т.п.
Псевдохроматическая окраска
Вызывается интерференцией падающего света в прозрачных и полупрозрачных минералах, возникающей при отражении от внутренних поверхностей, трещин спайности (например, иризация лабрадора и олигоклаза - от синего и зелёного до жёлтого и красного; опал, лунный камень, перистерит). Псевдохроматическая возникает при дифракции света и интерференции отражённых лучей, при рассеянии, преломлении или полном внутреннем отражении белого света, связанном с особенностями кристаллической структуры минерала.
Псевдохроматическая окраска нередко возникает при окислении поверхностного слоя кристаллов (побежалость - характерны радужные плёнки на пирите, халькопирите, ковеллине.
Изменение цвета
Цвет ювелирных и декоративных камней - важная потребительская характеристика для их драгоценных, поделочных и облицовочных разновидностей.
С давних пор стремились "облагородить" менее ценные камни, сделав их цвет подобным более редким минералам. Дымчатый кварц обжигали, запекая в хлеб, пористые минералы (бирюза) - подкрашивали разными красителями (напр медный купорос, разведённый в эпоксидной смоле или воске), алмазы, топазы - облучали в реакторе для получения жёлтого цвета, берилл прокаливали для изменения жёлтой окраски на голубую аквамариновую, морион и тёмно-дымчатый горный хрусталь нагревали до приобретения золотисто-жёлтой цитриновой окраски или полного обесцвечивания, и.т.д.
С другой стороны, под действием света, особенно солнечного, или нагревания, - некоторые минералы теряют свою окраску. "Выцветают" на солнце жёлтые топазы и аметисты. Буквально на глазах теряет под действием света свою изначально сиренево-розовую окраску гакманит.
См. также:
Литература:
Статья
Обсуждение