冶金礦產品礦物的光學性質

礦物的光學性質是礦物對光線吸收；折射和反射所表現的各種性質。

（1）顏色、很多礦物都具有特殊的顏色。礦物顏色產生的原因是由于礦物的組成成分中。含有某種色素離子即具有顏色的化學元素所引起的。在化學元素中最主要的色素是在元素周期表中第四周期的Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co和Ni等。如色素離子Fe²⁺為綠色、Fe³⁺為褐色、紅色。由此可見。磁鐵礦的鐵黑色。赤鐵礦的磚紅色。以及褐鐵礦的褐色都是由于不同形態的鐵元素是組成它們的基本成分所造成的。當礦物中含雜質時，由于雜質的影響，礦物的顏色也會改變。

根據礦物產生顏色的原因與礦物本身的關系。可將礦物的顏色分為自色、他色和假色3種。

1）自色、礦物的自色是指礦物的本身固有的顏色。礦物的自色是由于礦物的化學成分中含有色素離子（見表1）和內部結構所決定的。因而這顏色是比較穩定的。基本上不受外界的影響。所以在鑒定礦物時是很重要的。

表1常見的色素離子及有關礦物的顏色

2）他色是指礦物中含有帶色的雜質機械混入所染成的顏色。它與礦物本質無關。所以叫他色。

他色在礦物中隨著混入物的不同、有不同的顏色。例如純凈石英是無色透明的、如含有少量的氧化錳時、則呈紫色，紫水晶；含鈦時、呈淡紅色，薔薇水晶；、含碳時呈煙色或黑色，煙水晶。墨水晶；含氣泡時、呈乳白色、等等。當礦物受熱時、他色消失或變化。

3）假色是指礦物表面的氧化膜。內部的解理或薄膜。包體等引起光波的干涉而呈現的顏色，稱為假色。

某些不透明礦物的表面、常因氧化而形成薄膜、引起反射光的干涉、呈現出各種不同顏色混染的色斑、稱為錆色。常見于金屬硫化物礦物的表面。

某些透明礦物、由于解理面對光的反射干涉的結果、形成有如彩虹的色圈、稱為暈色。常見于解理發育的礦物、如云母、方解石等。

某些礦物由于晶格排列有定向的顯微包裹體，沿不同方向觀察時、礦物的顏色可發生徐徐變化，稱為變彩，如拉長石。

礦物的顏色多種多樣、描述時應力求準確、簡單、通俗，一般采用雙重命名法，如黃綠、褐紅等。如系同種顏色，但色調深淺不同時，可采用比較法，如深紅、淡、淺黃等。用生活中常見物品的顏色做比喻描述礦物的顏色叫比擬法，如櫻紅、乳白、鐵黑、橄欖綠等。

（2）條痕礦物的條痕就是礦物粉末的顏色。一般試驗礦物的條痕可在瓷板上或粗瓷碗底上刻劃一下、就可看到礦物粉末的顏色。礦物的顏色常有變化、但礦物的條痕色則較為固定。因此礦物的條痕顏色也是可靠的鑒定礦物特征的方法之一。條痕有的與礦物的顏色相同、有的與礦物的顏色不同。如磁鐵礦的顏色與其條痕是一致的、均為鐵黑色。結晶的赤鐵礦為鋼灰色、不結晶的則為紅色、但其條痕均為磚紅色。又如閃鋅礦中常含有鐵、其顏色和條痕色均隨含鐵量增加而變深。由此可見、條痕色，結合顏色一起觀察；除了用來鑒定礦物外、對某些礦物來說也可用來粗略地推斷化學成分。應該指出、條痕色對于淺色的透明礦物則沒有意義、因為它們的條痕都是白色或近于無色的、難以作為鑒定礦物的依據。

（3）透明度是指礦物允許可見光透的程度。透明度決定于礦物對光的吸收程度。通常凡是對光的吸收強、其反射也強、而透明度則低。此外透明度還受礦物厚度的影響、礦物越厚。透明度越低、這是因為吸收率的總量增加了。因此、觀察礦物的透明度時、要以同一厚度（0.03mm）做比較、在肉眼觀察時、通常以礦物碎片的邊緣透光的程度為標準、將透明度分為三級：

1）透明：能夠完全或基本能清晰透見物像者。如水晶、冰洲石、石膏等。

2）半透明：只能模糊的透見物體的輪廓。如辰砂、閃鋅礦、錫石等。

3）不透明：完全不能透見物像。如石墨、磁鐵礦、方鉛礦等。

礦物的透明度還受其顏色。雜質包裹物。解理。裂隙以及集合體等影響。

（4）光澤是指礦物表面對光的反射能力。礦物光澤的強弱決定于礦物對可見光的吸收，吸收愈大則反射愈大，光澤愈強，反之則弱。但是反射率主要決定于折射率的大小，光澤與反射率及折射率的關系見表2：

表2光澤與反射率及折射率的關系

由表2可以看出光澤與折射率的關系。通常以折射率大小將礦物的光澤分為4級。

金屬光澤：反射能力很強、如同新鮮鍍鉻器皿表面反光所呈現的光澤。一般金屬自然元素和金屬硫化物等礦物，具有金屬光澤。如方鉛礦、黃鐵礦、黃銅礦等；

半金屬光澤：反射能力強，介于金屬與非金屬之間，如同一般金屬表面的反光、具半金屬光澤的礦物主要見于金屬氧化物礦物，如黑鎢礦、磁鐵礦等；

金剛光澤：反射能力較強，如同金剛石表面耀眼的反光；常見于典型共價鍵礦物以及含重金屬元素或過渡元素的氧化物。含氧鹽礦物：如金剛石、白鎢礦、錫石等常呈金剛光澤；

玻璃光澤：反射力較弱，如同普通玻璃表面的反光；絕大多數的含氧鹽以及離子鍵為主的透明礦物均為玻璃光澤，如石英、螢石、冰洲石、正長石等的光澤；

以上幾種光澤是指礦物單體晶面或解理面所呈現的光澤；如果礦物表面不平，或者為礦物的集合體時，由于光線多次折射。反射而增加了散射光量，常使光澤發生變異，而呈現出下列幾種特殊光澤：

1）油脂光澤礦物表面如同涂了一層油脂的光澤，如石英的斷口面，如果礦物表面像樹脂狀光澤時，稱為樹脂、松脂光澤，如琥拍等；

2）絲絹光澤纖維狀礦物集合體所呈現的如同絲絹外表的光澤，如石棉、纖維石膏等；

3）珍珠光澤如同蚌殼珍珠層的多彩光澤，常出現在片狀解理發育的礦物，如云母等；

4）蠟狀光澤如同蠟燭外表的光澤，常出現在隱晶質或非晶質致密塊體上，如葉蠟石等；

5）土狀光澤粉末狀或土狀礦物集合體的表面，呈暗淡無光的光澤，如高嶺石等。

在礦物中70%以上具有玻璃光澤，而具有金屬光澤的礦物，多具有重要的經濟價值，某些礦物有明顯的光澤異向性，從不同的方向觀察時，呈現出不同的光澤，這種特性對于寶石礦物具有重要的價值；

礦物的顏色、條痕、透明度和光澤等光學性質，都是在光的作用下所發生的光學現象，它們都與光的反射，折射與吸收有著密切的關系，它們之間的關系見表3

表3顏色、條痕、光澤、透明度的關系