矿物的反射率及反射色讲解
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一、名词解释。
1.反射率:反射力:矿物光面对垂直入射光线的反射能力。
即矿物在反光显微镜下的明亮程度。
反射率是表示反射力大小的数值。
P122.反射色:矿物磨光面在白光垂直照射下,垂直反射光的颜色,它是矿物的表色。
P203.均质性:等轴晶系的矿物均无方向性,对垂直入射的平面偏光仍按原来振动方向反射,因振动方向(东西)不变,反射光线不能透过上偏光镜(南北振动),矿物在视域中呈黑暗状态(消光),转物台明暗程度不变。
这类现象称均质效应,矿物的这种性质叫均质性。
P374.双反射:单偏光镜下,转物台一周时,非均质矿物都可能有明亮程度或颜色的变化,这种明亮程度(反射率)随矿物方向不同而变化的性质称双反射。
P305.硬度:矿物抵抗某种外来机械作用的能力,特别是抵抗刻划、压入及研磨等作用的能力,称为矿物的硬度。
P576.矿物晶粒内部结构:指的是单个矿物结晶颗粒内部所显现的结构形态特征,如双晶、环带、解理、裂理、裂纹和加大边等。
P1227.反射的多色性:非均质不透明矿物各主反射率对不同光波有不同的选择性反射,因此各主反射率方向也就具有不同的反射色,矿物的这种反射色因方向不同而改变的性质就是矿物的反射多色性。
P31二、填空题。
1.三色光:红光,绿光,蓝光。
红+绿=黄蓝+红=紫绿+蓝=青红+蓝+绿=白白—红=青白—绿=紫白—蓝=黄白—(红+蓝+绿)=黑P222.反射率是不透明矿物最重要的光学性质,是鉴定矿物的主要光学常数。
其测定方法有光电学法(光电光度法)和光学方法。
P153.矿相显微镜亦称反射偏光显微镜或矿石显微镜。
P14.矿物的反射色呈现的颜色为矿物的表色;内反射色反映了矿物透射光的颜色为矿物的体色。
P53三、简答,论述题。
1.什么是矿石的结构和构造。
P122答:矿石构造:系指矿石中矿物集合体的形状、大小及其空间上的相互关系。
即矿物集合体的形态特征。
矿石结构:是指矿石中矿物晶粒的形状、大小及其空间上的相互关系。
即一种或多种矿物晶粒之间或单个晶粒与矿物集合体之间的形态特征。
1.反射率与反射色形成的基本原理和鉴定方法;矿物反射率:在单偏光镜下,矿物光面对垂直入射光线的反射能力,即矿物光面在反光显微镜下得明亮程度,表示其大小的数值叫反射率。
鉴定方法:视测对比法,是将欲测矿物与标准矿物两个光片毗连镶接在一起压平(垫用胶泥),在矿相显微镜同一视域中看到两种矿物(在视域中成倒像)以比较其光亮程度,较亮者反射率较高,较暗者反射率较低。
根据实践经验,一般采用黄铁矿、方铅矿、黝铜矿、闪锌矿等四种标准矿物将明亮度分为以下五级:Ⅰ、反射率高于黄铁矿—R>53%;Ⅱ、反射率介于黄铁矿和方铅矿之间—53%>R>43%;Ⅲ、反射率介于方铅矿和黝铜矿之间—43%>R>31%;Ⅳ、反射率介于黝铜矿和闪锌矿之间—31%>R>17%;Ⅴ、反射率低于闪锌矿—R<17%。
矿物的反射色:指矿物光片在矿相显微镜直射光下所显示的颜色,它是矿物的表色。
鉴定方法:1)观察反射率色散曲线:矿物的反射色由其反射率色散曲线决定。
反射率色散曲线以曲线所处的位置表征矿物反射率的高低,同时以曲线的形态,表征矿物颜色色调的特点。
(1)色散曲线呈水平状态,根据其所处位置的高低反射色依次为亮白色、白色、灰白色、灰色、暗灰色。
(2)色散曲线在红、橙、黄波段上升反射色依次为红、橙、黄色;在绿波段上升,反射色略带绿色;(3)在蓝波段上升的带蓝色,在蓝波段下降的略带黄色;色散曲线在蓝波段和红波段都上升的,反射色略带紫色。
2)矿物的反射色可划分为无色类、微弱颜色类、显著颜色类等色类3)反射色定性观察,根据观察者的色感定性地描述矿物的反射色。
2.非均质性形成的基本原理和鉴定方法.基本原理:(正交偏光镜下)非均质矿物对入射平面偏光均改变原振动方向(不透明、半透明矿物还程度不同地改变入射光的性质为椭圆偏光),故经过上偏光镜后显示一定的亮度和颜色。
并且转动物台改变矿物方位发生亮度和颜色的变化,这种光学现象称为“非均质效应”,为非均质矿物所特有的光学现象。
第三章矿物的双反射及均质非均质性第一节矿物的双反射一、矿物双反射(反射多色性)的概念矿物的双反射(反射多色性)是在单偏光下看到的一种光学现象。
当转动台物改变物的方位时,有一些矿物的切面可观察到亮度(反射率)的变化,此即为矿物的“双反射(Bireflectance,Bireflection)”。
若转动物台观察到矿物反射色有变化时即为该矿物的“反射多色性(Reflection Pleochroism)”。
事实上,若采用现代化精密仪器测量任何等轴晶系以外的矿物,除均质切面以外的任何切面在转动物台改变矿物方位时其反射率都不相同,其反射色的颜色指数(视觉反射率R vis、主波长λd、纯度P e和色度坐标值x、y)也都会有所差异。
但是以观察者的视觉在矿相显微镜下却只能看到一部分矿物显示双反射和反射多色性。
往往是无色类和微弱颜色类矿物只观察到双反射(亮度变化明显、颜色变化不明显),显著颜色类矿物主要观察到反射多色性(颜色变化明显、亮度变化较不明显)。
这是由于观察者视党灵敏度不够高而造成的。
人们可以利用矿物的双反射、反射多色性的差异在矿相显微镜下鉴定和鉴别金属矿物(表3-1)。
二、双反射(反射多色性)的形成机理关于双反射的形成机理,一般认为非均质矿物双反射的显著程度取决于矿物的相对双反射率(ΔR'),而与矿物的绝对双反射率(ΔR )没有太大的关系(表3—2)。
ΔR=R 1- R2 ,ΔR'=ΔR/(R 1+ R2)/2式中R 1和 R2分别为矿物最大(最高)和最小(最低)的主反射率。
表3-2 矿物双反射与相对双反射率、绝对双反射率的关系示意表从表3-2可看出,虽然红砷镍矿的绝对双反射率 6.3%大于方解石的绝对双反射率(2.0%),但红砷镍矿的双反射显著程度远低于方解石,这是由于红砷镍矿的相对双反射率(11.4%)明显地小于方解石的相对双反射率(40.8%)造成的。
十分明显,矿物相对双反射率包含了矿物亮度[平均反射率1/2(R 1+ R2)]因素在内。
第二章 矿物的反射率及反射色第一节 矿物的反射率一、反射率的基本概念金属矿物的反射率如同透明矿物的折射率一样,是鉴定这些矿物最重要的光学数据。
所谓反射率(Reflectance),系指在矿相显微镜下垂直入射光经矿物光面反射后的反射光强(I r )与原入射光(I i )的比率(R )而言,即: R =irI I ×100% 由Fresnel 公式可以推导出透明矿物的反射率公式为:R =2121)()(n N n N +- (1) 式中R 为矿物的折射率,n 1为传播光波之介质(如空气、浸油等)的射折率。
当介质为空气时,透明矿物的反射率则为:R =22)1()1(+-N N (2)对了金属不透明矿物,由于其折射率为复数折射率N ′,在第一章第一节中已经谈到N ′为N-iK (N 系复数部分,K 为吸收系数,i 为1-),以此代入(1),则得出不透明矿物的反射率公式:R =221221)()(Kn N K n N +++- (3) 当介质为空气时,(3)式则为:R =2222)1()1(KN K N +++- (4) (4)为了讨论矿物某些光学常数之间的关系特列表2-l 。
表2-1 某些矿物的光学常数表由公式(3)、(4)和表2-1内矿物在空气中的反射率及在浸油中的反射率对比可知,在油浸镜头下矿物的反射率低于在干镜头下矿物的反射率。
而且是反射率大的矿物(如表2-1中的红砷镍矿和毒砂)降低得少,反射率小的矿物(如表2-1中的富镁铬铁矿和石墨)降低得多。
由(4)式可以制出以下R、K、N关系曲线(图2-1)。
由图2-1可以直接由K、N值交会投点,得出反射率R的大致数值。
如表2-1中的石墨之较大的主反射率Rg,由Kg为1.162,Ng为2.05在图2-1很快可得出大致为23%。
由图2-1还可以得知:1.当矿物的吸收系数甚小时(如K<0.5),矿物的反射率R主要取决于折射率N。
.在图2-1中这种情况R曲线几乎全为近于直立的线,即K值的大小对R关系不大。
第三章矿物的反射色一、概述(一)反射色的概念矿物的反射色(rellected color,rcflection color)系指矿物光片在矿相显微镜直射光下所显示的颜色而言。
它在概念上与天然矿物块在普通光线(以各种不同方向射向矿物)下以肉眼观察所看到的“矿物颜色”不同,而是人工磨制好的矿物光面对镜下光线直射时的选择性反射作用造成的“表色”。
因此,矿物的反射色由其反射率色散曲线决定。
如图2-5所示,反射率色散曲线以曲线所处的位置表征矿物反射率的高低,同时以曲线的形态,表征矿物颜色色调的特点。
比如色散曲线呈水平状态,根据其所处位置的高低反射色依次为亮白色、白色、灰白色、灰色、暗灰色。
色散曲线在红、橙、黄波段上升反射色依次为红、橙、黄色;在绿波段上升,反射色略带绿色;在蓝波段上升的带蓝色,在蓝波段下降的略带黄色;色散曲线在蓝波段和红波段都上升的,反射色略带紫色。
图2—5可出银、自然铜、白铁矿、黄铁矿、方铅矿和铜蓝等的色散曲线的位置和形态特点可具体解释其反射色依次为亮白色微带黄色、淡红色、白色微带绿色、淡色黄、微蓝白色和蓝紫色等。
反射率色散曲线不但能够反映矿物反射色的一般颜色特征,还能够表示反射色颜色的细节(“色调”)。
如砷黝铜矿在绿波段略微上升导致其反射色为灰白色微带绿色色调;又如红砷镍矿除红波段上升外在450一460nm呈明显低谷可解释其反射色显玫瑰红色带黄色色调。
因此,在日常矿相鉴定工作中应对矿物的反射色进行详细的描述。
(二)反射色的分类从大的方面来说,矿物的反射色可划分为无色类、微弱颜色类、显著颜色类等色类(表2-11):表2-11矿物的反射色分类(据R·Galopin,N·F·M·Henry,1972)无色类(A类) 微弱颜色类(B类) 显著颜色类(C类)锡石自然梯毒砂辉铋矿方铅矿辉锑矿硫锰矿辉钼矿白钨矿雌黄黑钨矿雄黄针铁矿辉银矿闪锌矿纤铁矿磁铁矿自然银黑钨矿辉铜矿辉银矿黝铜矿针铁矿砷黝铜矿镍黄铁矿闪锌矿自然铋铬铁矿赤铁矿褐锰矿纤铁矿石墨软锰矿磁铁矿自然金辉钼矿自然铜针镍矿方黄铜矿白铁矿蓝辉铜矿黝(黄)锡矿黄铜矿硫砷铜矿斑铜矿钛铁矿红砷镍矿黄铁矿磁黄铁矿铜蓝从表2—11所列较常见矿物中可以看出不少矿物(闪锌矿、磁铁矿、针铁矿、纤铁矿、辉银矿、辉铜矿等)同时在相邻两个色类中出现,这既与这些矿物的反射色特征处于中间过度状态有关,也可能与矿物中所含类质同象混入物杂质的种类和数量不同有关。
For personal use only in study andresearch; not for commercial use矿物的光泽光泽是评价矿物的一个很重要的指标,矿物的光泽指矿物对可见光反射的能力。
矿物光泽的强弱取决于矿物的折射率和吸收系数和反射率。
反射率越大,矿物的光泽就越强。
在矿物学中将光泽的强度依反射率(R)R范围分为三级:金属光泽,(R>0.25),如同金属抛光后的表面所反射的光泽,例如方铅矿、黄铜矿、自然金和银的光泽。
方铅矿黄铜矿自然金自然银半金属光泽(R=0.19-0.25),指比新鲜金属的抛光面略暗一些的光泽,很象陈旧金属器皿表面所反射的光泽,例如磁铁矿、铬铁矿、褐铁矿和闪锌矿等。
磁铁矿铬铁矿褐铁矿闪锌矿非金属光泽(R=0.19-0.04)。
非金属光泽又分为八种光泽:1)金刚光泽,是指同金刚石等宝石的磨光面上所反射的光泽,如金红石的光泽。
金红石2)玻璃光泽,如同玻璃表面所反射的光泽,例如方解石的光泽。
方解石3)珍珠光泽,某些矿物呈浅色透明状,由于一系列平行的解理对光多次反射的结果而呈现出如蚌壳内面的珍珠层所表现的那种光泽,例如透石膏等。
透石膏4)油脂光泽,也称“脂肪光泽”。
在某些透明矿物的断口上,由于反射表面不平滑,使部分光发生散射而呈现的如同油脂般的光泽,例如光卤石的光泽。
光卤石5)树脂光泽,也称“松脂光泽”,在某些呈黄、棕或褐色的矿物上,由于反射表面的不平滑,使部分光发生散射而呈现如同松香般的光泽,例如浅色的闪锌矿。
6)丝绢光泽,在呈纤维状集合体的浅色透明矿物中,由于各个纤维的反射光相互影响的结果,而呈现出如一束蚕丝所表现的那种光泽,例如石棉的光泽。
石棉7)腊状光泽,某些隐晶质块体或胶凝体矿物表面,呈现出如石蜡所表现的那种光泽,例如块状叶蜡石、蛇纹石的光泽。
它们是软玉类矿物,可做印章和工艺品。
叶腊石蛇纹石8)土状光泽,在矿物的土状集合体上,由于反射表面疏松多孔,使光几乎全部发生散射而呈现如同土状般的暗淡光泽,如高岭石土状块体的光泽。
名词解释反射率:矿物光面对垂直入射光线的反射能力称为矿物的反射力,表示反射力大小的数值就叫做矿物的反射率反射色:矿物磨光面在白光垂直照射下垂直反射所呈现的颜色均质性:等轴晶系的晶质矿物和非晶质矿物均无方向性,对垂直入射的平面偏光仍按原来振动方向反射,因其偏振方向(东西振动)不变,故反射光线不能透过振动方向与之垂直(南北向)的上偏光镜,所以矿物在视域中呈黑暗(消光)状态。
当旋转物台时其黑暗程度也不改变,这一现象称为均质效应,矿物的这种性质称为均质性双反射:在入射光为平面偏光的条件下(单偏光下),当旋转载物台一周时,非均质性矿物都可能有明亮程度或颜色的变化,这种明亮程度(反射率)随矿物方向不同而变化的性质称双反射硬度:矿物抵抗某种外来的机械作用,特别是抵抗刻划、压入及研磨等作用的能力,称为矿物的硬度矿物结晶内部结构:指单个矿物结晶颗粒内部所显现的结构形态特征,如双晶、环带、解理、裂理、裂纹和加大边等反射的多色性:矿物的反射色因矿物结晶方向不同而改变的性质简答题1.什么是矿石的结构和构造?矿石的构造是指矿石中矿物集合体的形状、大小及其空间上的相互关系。
即矿物集合体的形态特征。
矿石的结构是指矿石中矿物晶粒的形状、大小及其空间上的相互关系。
即一种或多种矿物晶粒之间或单个晶粒与矿物集合体之间的形态特征。
2.影响矿物硬度的因素硬度的大小主要取决于矿物的化学成分和晶体结构等因素。
键力(原子或离子间的结合力)愈强,硬度愈强。
键型相同时,矿物硬度依离子半径的大小及电价的高低而异:半径大结合力小,硬度低;电价高结合力大,硬度高;配位数高、堆积密度大,硬度高。
3.影响均非性的观察因素(1)光片质量的影响。
光面上往往有擦痕和凹坑,由它们造成的漫反射,会使均质矿物在转动物台时也显明暗变化,但这种变化在一个光片或视域中为同一方向,具一致性,而非均质矿物的非均质效应是发生于各种颗粒中,且岁矿物晶粒的方位不同而异。
(2)光片安装的影响。
矿物的光泽光泽是评价矿物的一个很重要的指标,矿物的光泽指矿物对可见光反射的能力。
矿物光泽的强弱取决于矿物的折射率和吸收系数和反射率。
反射率越大,矿物的光泽就越强。
在矿物学中将光泽的强度依反射率(R)R范围分为三级:金属光泽,(R>0.25),如同金属抛光后的表面所反射的光泽,例如方铅矿、黄铜矿、自然金和银的光泽。
方铅矿黄铜矿自然金自然银半金属光泽(R=0.19-0.25),指比新鲜金属的抛光面略暗一些的光泽,很象陈旧金属器皿表面所反射的光泽,例如磁铁矿、铬铁矿、褐铁矿和闪锌矿等。
磁铁矿铬铁矿褐铁矿闪锌矿非金属光泽(R=0.19-0.04)。
非金属光泽又分为八种光泽:1)金刚光泽,是指同金刚石等宝石的磨光面上所反射的光泽,如金红石的光泽。
金红石2)玻璃光泽,如同玻璃表面所反射的光泽,例如方解石的光泽。
方解石3)珍珠光泽,某些矿物呈浅色透明状,由于一系列平行的解理对光多次反射的结果而呈现出如蚌壳内面的珍珠层所表现的那种光泽,例如透石膏等。
透石膏4)油脂光泽,也称“脂肪光泽”。
在某些透明矿物的断口上,由于反射表面不平滑,使部分光发生散射而呈现的如同油脂般的光泽,例如光卤石的光泽。
光卤石5)树脂光泽,也称“松脂光泽”,在某些呈黄、棕或褐色的矿物上,由于反射表面的不平滑,使部分光发生散射而呈现如同松香般的光泽,例如浅色的闪锌矿。
6)丝绢光泽,在呈纤维状集合体的浅色透明矿物中,由于各个纤维的反射光相互影响的结果,而呈现出如一束蚕丝所表现的那种光泽,例如石棉的光泽。
石棉7)腊状光泽,某些隐晶质块体或胶凝体矿物表面,呈现出如石蜡所表现的那种光泽,例如块状叶蜡石、蛇纹石的光泽。
它们是软玉类矿物,可做印章和工艺品。
叶腊石蛇纹石8)土状光泽,在矿物的土状集合体上,由于反射表面疏松多孔,使光几乎全部发生散射而呈现如同土状般的暗淡光泽,如高岭石土状块体的光泽。
高岭石。