第二章 矿物的反射率及反射色 - 副本
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矿物学结晶学:crystallography 研究晶体的生成和变化,外表形态的几何性质,化学组成和内部结构,物理性质以及它们相互间关系的一门科学。
要包括晶体生成学、几何晶体学、晶体结构学、晶体化学、晶体物理学及数学晶体学等分支。
它们阐明晶体各个方面的性质和规律,并可用以指导对晶体的利用和人工培养。
晶体crystal 由结晶质构成的物体,即内部的原子或离子有规律地在三维空间呈周期性重复排列的,因而具有格子构造的固体。
一切晶体都有自发地成长为几何多面体外形的固有特性;但许多晶体在生长过程中受到外界条件的限制,因而最终并不一定表现出几何多面体的规则外型。
晶体的分布极其广泛,绝大部分的固体矿物都是晶体,土壤主要由粘土矿物的细小晶粒组成。
此外,从各种金属、合金、陶瓷、水泥制品到白糖、食盐、青霉素等绝大多数的固态化合物,一直到组成生命有机体的某些物质,如我国在世界上首次用人工方法合成有活力的蛋白质――结晶牛胰岛素等,也都是晶体。
晶体的大小相差很大,可以从小于1微米(10-3毫米)到几十米。
有时,晶体一词仅指具有几何多面体外型的晶体,即结晶多面体;而将不具几何多面体外形的晶体称为晶粒。
结晶作用crystallization 指形成晶体的作用,即原来不结晶的物质在一定的物理化学条件(温度、压力、组成浓度)下转变为结晶质的作用。
物质结晶的方式有:(1)由气体结晶,如火山口硫蒸气冷凝直接形成硫磺晶体;(2)从液体中结晶出石盐,硼砂等晶体,岩浆熔融体因过冷却而结晶出长石、石英、云母等晶体;(3)由故态的非晶质的火山玻璃经过晶化而形成结晶质的石髓。
重结晶作用:recrystallization 这一术语用法不一。
在结晶学中可有两种含义:(1)已形成的晶体,由于所处物理化学条件的变化,部分地熔融或溶解而转入母液,然后又重新成长的作用。
(2) 已形成的晶体,由于温度和压力的影响,在固体状态下再次成长,而使结晶颗粒由细变粗的作用,如石灰岩变质成大理岩时,方解石晶粒的变粗。
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)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。
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。
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。