礦物有哪些光澤等級(jí)?礦物的光澤等級(jí)怎么劃分?
2023-02-23
礦物的光澤是礦物表面對(duì)可見(jiàn)光的反射能力,一般來(lái)說(shuō),礦物表面對(duì)光的反射能力越強(qiáng),礦物的光澤也就越強(qiáng),反之則弱,因此可以依據(jù)礦物表面對(duì)光的反射能力的強(qiáng)弱,對(duì)礦物的光澤等級(jí)進(jìn)行劃分。不過(guò),要想準(zhǔn)確的劃分礦物的光澤等級(jí),就需要對(duì)這一物理量進(jìn)行定量的評(píng)價(jià),常用的儀器就有光澤度儀。本文對(duì)礦物的光澤等級(jí)及劃分的方法進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹。
礦物的光澤指什么?
礦物的光澤是指礦物表面對(duì)可見(jiàn)光的反射能力。反射率是反射光強(qiáng)度與入射光強(qiáng)度的比值,不同礦物的表面具有不同反射率,其數(shù)值多以百分?jǐn)?shù)表示。同一礦物對(duì)不同波長(zhǎng)的光可有不同的反射率,這個(gè)現(xiàn)象稱(chēng)為選擇反射。例如,玻璃對(duì)可見(jiàn)光的反射率約為4%;金在綠光附近的反射率為50%,對(duì)紅外光的反射率可達(dá)96%以上。具有離子鍵、共價(jià)鍵、分子鍵的礦物晶格,電子圍繞離子固定在一定晶格位置上,電子的基態(tài)和激發(fā)態(tài)具一定的能級(jí),大多數(shù)能級(jí)間的能量差比各種可見(jiàn)光光子能量大,故對(duì)絕大部分可見(jiàn)光透射,反射光很弱,并呈非金屬光澤。具有金屬鍵的礦物晶格,電子能量間隔比可見(jiàn)光能量小得多,存在較多的激發(fā)態(tài),其能量差與可見(jiàn)光子能量相當(dāng)者較多,當(dāng)可見(jiàn)光撞擊到金屬鍵或部分金屬鍵礦物表面時(shí)激發(fā)基態(tài)電子到激發(fā)態(tài),可見(jiàn)光本身能量被吸收,大部分能量當(dāng)激發(fā)態(tài)電子重返基態(tài)時(shí)再發(fā)射出來(lái)成為發(fā)射光,使礦物呈金屬光澤。
礦物的光澤強(qiáng)弱與礦物的折射率(N)、反射率(R)和吸收率(K)有關(guān)。對(duì)于吸收系數(shù)大的不透明礦物有函數(shù)關(guān)系式:R=[(N-1)2+K2]+[(N+1)2 +K2]。對(duì)于吸收系數(shù)小或透明礦物可簡(jiǎn)化為:R=[(N-1)2]÷[(N+1)2]。折射及吸收越強(qiáng),礦物反光能力越大,光澤越強(qiáng);反之則光澤弱。
礦物的光澤等級(jí):
1.金屬光澤(反射率大于25%)。反光能力很強(qiáng),似金屬磨光面的反光。礦物具金屬色,條痕呈黑色或金屬色,不透明。如方鉛礦、黃鐵礦和自然金等。
2.半金屬光澤(反射率25%~19%)。反光能力較強(qiáng),似未經(jīng)磨光的金屬表面的反光。礦物呈金屬色,條痕為深彩色(如棕色、褐色等),不透明~半透明。如赤鐵礦、鐵閃鋅礦和黑鎢礦等。
3.非金屬光澤(反射率19%~4%)。分為8種:
(1)金剛光澤。反光較強(qiáng),似金剛石般明亮耀眼的反光。礦物的顏色和條痕均為淺色(如淺黃、橘紅、淺綠等)、白色或無(wú)色,半透明~透明。如淺色閃鋅礦、雄黃和金剛石等。
(2)玻璃光澤。反光能力相對(duì)較弱,呈普通平板玻璃表面的反光。礦物為無(wú)色、白色或淺色,透明。如方解石、石英和螢石等。
(3)油脂光澤。某些具玻璃光澤或金剛光澤、解理不發(fā)育的淺色透明礦物,在其不平坦的斷口上呈現(xiàn)如同油脂般的光澤。
(4)樹(shù)脂光澤。在某些具金剛光澤的黃、褐或棕色透明礦物的不平坦的斷口上,可見(jiàn)到似松香般的光澤。如淺色閃鋅礦和雄黃等。
(5)蠟狀光澤。某些透明礦物的隱晶質(zhì)或非晶質(zhì)致密塊體上,呈現(xiàn)有如蠟燭表面的光澤。如塊狀葉蠟石、蛇紋石及很粗糙的玉髓等。
(6)珍珠光澤。淺色透明礦物的極完全的解理面上呈現(xiàn)出如同珍珠表面或蚌殼內(nèi)壁那種柔和而多彩的光澤。如白云母和透石膏等。
(7)絲絹光澤。無(wú)色或淺色、具玻璃光澤的透明礦物的纖維狀集合體表面常呈蠶絲或絲織品狀的光亮。如纖維石膏和石棉等。
(8)土狀光澤。呈土狀、粉末狀或疏松多孔狀集合體的礦物,表面如土塊般暗淡無(wú)光。如塊狀高嶺石和褐鐵礦等。
此外,瀝青光澤是指解理不發(fā)育的半透明或不透明黑色礦物,其不平坦的斷口上具烏亮瀝青狀光亮。如瀝青鈾礦、硬錳礦,以及富含Nb、Ta的錫石等。
光澤度儀劃分礦物的光澤等級(jí):
不同的礦物質(zhì),由于表面對(duì)光的反射能力、表面性質(zhì)以及集合體形態(tài)等的差異,在外觀上就會(huì)呈現(xiàn)出不同的光澤,為了準(zhǔn)確的評(píng)定礦物質(zhì)的光澤度,就需要對(duì)礦物質(zhì)的光澤度進(jìn)行檢測(cè)。傳統(tǒng)礦物質(zhì)光澤度的檢測(cè)方法是通過(guò)人眼進(jìn)行評(píng)測(cè),但是人眼在評(píng)測(cè)的過(guò)程中,由于觀察環(huán)境等因素的影響,就會(huì)造成評(píng)定的結(jié)果不準(zhǔn)確。為了確保礦物質(zhì)光澤度評(píng)定的客觀與準(zhǔn)確性,就可以使用光澤度儀來(lái)進(jìn)行定量測(cè)量。
光澤度儀也叫鏡像光澤度計(jì),它是由入射光線(xiàn)發(fā)射器、接收器、標(biāo)準(zhǔn)板等結(jié)構(gòu)組成,其測(cè)量的光澤度是參照折射率np=1.567的黑玻璃,假設(shè)其平面在得到理想拋光的狀態(tài)下,由該平面對(duì)自然光束進(jìn)行鏡向反射,并定義此時(shí)的光澤度值為100.0光澤單位。然后在相同條件下,對(duì)物體表面反射光通量除以標(biāo)準(zhǔn)板反射光通量,從而求出物體表面光澤度的相對(duì)值。具體測(cè)量步驟如下:
1.樣品制備
為了保證礦物質(zhì)光澤度檢測(cè)的準(zhǔn)確性,所選礦物質(zhì)表面應(yīng)保持潔凈,不能有油污或灰塵,并且表面應(yīng)保持光滑平整,凹凸不平則會(huì)影響光澤度測(cè)量結(jié)果。
2.儀器開(kāi)機(jī)
長(zhǎng)按“開(kāi)關(guān)/測(cè)量按鍵”3秒開(kāi)機(jī),指示燈將會(huì)點(diǎn)亮并顯示Logo界面,稍等數(shù)秒后,儀器將自動(dòng)進(jìn)入測(cè)量界面,開(kāi)機(jī)后再次長(zhǎng)按“開(kāi)關(guān)/測(cè)量按鍵”3秒關(guān)機(jī)。如5分鐘內(nèi)未對(duì)儀器進(jìn)行操作,儀器將進(jìn)入息屏狀態(tài);息屏后1分鐘內(nèi)未對(duì)儀器進(jìn)行操作,儀器將自動(dòng)關(guān)機(jī)。
3.儀器校準(zhǔn)
當(dāng)儀器使用環(huán)境發(fā)生變化時(shí)(比如溫度、海拔、濕度等劇烈變化時(shí)),儀器一定要進(jìn)行校準(zhǔn)。為確保校準(zhǔn)的精確,請(qǐng)使用原廠(chǎng)提供的標(biāo)準(zhǔn)板。標(biāo)準(zhǔn)板上的灰塵會(huì)影響校正效果,校準(zhǔn)前,請(qǐng)用擦拭布擦拭標(biāo)準(zhǔn)板工作面,確認(rèn)工作面干凈。
4.測(cè)量分析
測(cè)量時(shí),將光澤度儀測(cè)量口徑緊貼礦物質(zhì)表面,不留空隙,避免外界光線(xiàn)的干擾,儀器會(huì)顯示出測(cè)量區(qū)域的光澤度數(shù)值,取多點(diǎn)測(cè)量,最后計(jì)算出光澤度測(cè)量平均值。