Цвет минералов

окраска минералов, одно из важнейших физических свойств минералов, отражающее характер взаимодействия электромагнитного излучения видимого диапазона с электронами атомов, молекул и ионов, входящих в состав кристаллов, а также с электронной системой кристалла в целом (см. Свет).В минералогии окраска — один из главных диагностических признаков природных соединений, имеющий большое значение в геолого-поисковой практике и для определения минералов. Цвет драгоценных и поделочных камней является одной из основных качественных (ювелирных) их характеристик. Различают Ц. м. в кристаллах и штуфах, в прозрачных шлифах (под микроскопом), в полированных аншлифах (в отражённом свете), т. н. цвет черты (тонкого порошка минерала) и т.д.

При описании Ц. м. обычно прибегают к сравнительной оценке, сопоставляя его с цветом каких-либо широко известных предметов или веществ (индигово-синий, яблочно-зелёный, лимонно-жёлтый, кроваво-красный и т.п.) или минеральных «цветовых эталонов» (киноварно-красный, изумрудно-зелёный и др.). Эталонами для характеристики цвета рудных минералов служат цвета металлов или сплавов — оловянно-белый (арсенопирит), стально-серый (молибденит), латунно-жёлтый (халькопирит), медно-красный (самородная медь) и т.д. Разрабатываются методы объективной оценки Ц. м. (особенно драгоценных камней) с помощью стандартных колориметрических характеристик (см. Цветовые измерения).Многие минералы обладают свойством менять свой цвет (особенно в поляризованном свете) по различным кристаллографическим направлениям (см. Плеохроизм)или в зависимости от цветовой температуры (См. Цветовая температура) освещающего их источника излучения.

Выделяются 3 основные группы Ц. м. Идиохроматическая (собственная) окраска минералов обусловлена особенностями входящих в их состав химических элементов (видообразующих или примесных, играющих роль хромофоров), характером электронной, т. н. зонной (см. Зонная теория), структуры кристаллов, а также наличием дефектов в кристаллах (См. Дефекты в кристаллах)(вакансий (См. Вакансия), межузельных атомов и т.п.). По типу оптического поглощения различают несколько подгрупп идиохроматических окрасок.

Окраска металлических и ковалентных соединений (самородные металлы, сульфиды и их аналоги и др.) обусловлена межзонными оптическими переходами электронов и связанными с ними максимумами отражения (металловидные цвета — пирит, золото и др.) или фундаментальной полосой поглощения (киноварь, аурипигмент, куприт и т.д.).

Окраска, обусловленная электронными переходами между различными ионами («переносом заряда»), в том числе между ионом металла и лигандами (См. Лиганды) и между разнозарядными ионами металлов. Таковы, например, минералы трёхвалентного железа (перенос заряда O^2- → Fe³⁺); хроматы, ванадаты и молибдаты — крокоит, ванадинит, вульфенит и др. (перенос заряда O^2- → Cr⁶⁺, V⁵⁺, Mo⁶⁺); минералы, содержащие одновременно разнозарядные ионы Fe²⁺ и Fe²⁺ (кордиерит, вивианит, аквамарин и др.).

Окраска, связанная с ионами переходных металлов (Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu), характерна для изумруда, рубина, рубеллита, родонита, хризолита, малахита. Лантаноиды и Актиноидыявляются хромофорами минералов редкоземельных элементов и уранила. Окраска обусловлена электронными переходами между d- или f-уровнями хромофорных ионов.

Радиационная окраска связана с образованием под действием естественных ионизирующих излучений (См. Ионизирующие излучения) электронно-дырочных центров окраски (См. Центры окраски) (синяя и фиолетовая окраски галита, флюорита, жёлтая и дымчатая — кварца, кальцита и др.).

Аллохроматическая окраска вызвана механическими примесями, чаще всего включениями окрашенных минералов, иногда — пузырьков жидкостей, газов и т.п. Так, оранжево-красный цвет сердолика обусловлен включениями гидроокислов железа, зелёный цвет празема (разновидности Кварца) связан с включениями иголочек актинолита или хлорита.

Псевдохроматическая окраска обусловлена процессами дифракции света (См. Дифракция света) и интерференции света (См. Интерференция света), а также рассеяния, преломления, полного внутреннего отражения (См. Полное внутреннее отражение) падающего белого света, связанными с особенностями строения минеральных образований (закономерное чередование фаз различного состава в иризирующих Лабрадорах и перистеритах, солнечном и лунном камнях; глобулярное строение Опалов и т.п.) или состоянием поверхностного слоя кристаллов (различного рода побежалости (См. Побежалость)—радужные плёнки на борните, халькопирите, пирите, ковеллине и др.). Исследование природы окраски минералов помогает судить о кристаллохимических и генетических особенностях минералов и имеет решающее значение для синтеза высококачественных аналогов природных самоцветов.

Лит.: Марфунин А. С., Введение в физику минералов, М., 1974; Платонов А. Н., Природа окраски минералов, К., 1976.

А. Н. Платанов, Т. Б. Здорик.

Цвет минералов. Крокоит.

Цвет минералов. Киноварь.

Цвет минералов. Дымчатый кварц.

Цвет минералов. Лабрадор.

Цвет минералов. Сердолик.

Цвет минералов. Пирит.

— фиэ. свойство м-лов, являющееся важным признаком для их характеристики а диагностики. Различают Ц. м. в образце, цвет тонкого порошка — черты, в прозрачных шлифах и в отраженном свете. Ц. м. большей частью характеризуется чисто качественно: ярко-зеленый, красно-бурый, канареечно-желтый и т. д. Точнее Ц. м. определяется по шкале Оствальда, а еще более точно — по спектру поглощения или отражения. В зависимости от происхождения принято различать: идиохроматизм, аллохроматизм и псевдохроматизм. Идиохроматизм-— цвет, обусловленный внутренними свойствами м-ла. Он может вызываться разными причинами: 1) хромофорами. При этом цвет зависит не только от наличия хромофор, но и от их сочетания (напр., синий цвет обусловливается совместным присутствием Fe³⁺ и Fe²⁺), от присутствия воды и ионов (ОН)^1- (напр., м-лы Си²⁺ безводные — бесцветны, водные — окрашены в синий и зеленый цвет), от координационного числа иона, межионных расстояний; 2) изменением однородности строения кристаллических решеток и электростатического состояния ионов, могущих превращаться под влиянием тех или иных причин в нейтральные или возбужденные, слабо заряженные атомы — энергохроматизм (напр., синий цвет NaCl может возникнуть при пропитывании ее парами метал. Na или от воздействия катодных лучей, винно-желтый топаз под воздействием радиоактивного излучения становится темно-оранжевым, а непрозрачный кварц — бурым; 3) особым строением к-ла или молекулы — стереохроматизмом, т. е. присутствием ионов или целых гр. их в полостях решетки [напр., силикаты, у которых имеет место “внедрение” дополнительных анионов [Cl^1-(SO ₄)^2-], а также орг. соединения]. Аллохроматизм — окраска, не зависящая от хим. природы самого м-ла, а вызванная посторонними тонкорассеянными механическими примесями (напр., синяя окраска корунда вызвана тончайшими вростками ильменита, пятнистая красная окраска карналлита—примесью гематита). Псевдохроматизм (ложная окраска) — цвет, связанный с разл. световыми эффектами, преимущественно с явлениями интерференции, опалесценцией, иризацией и др. (напр., у Лабрадора). Ц. м. подобно др. физ. свойствам, нередко анизотропен, т. е. изменяется в зависимости от направления прохождения светового колебания. Н. И. Шумcкая.

физ. св-во минералов, являющееся важным признаком для их хар-ки и диагностики. Ц. м. (т. е. их окраску) определяют точно по спектру поглощения или отражения. По происхождению различают окраски: идиохроматич. (обусловлена св-вами кристаллич. структуры и состава минерала); аллохроматич. (вызвана тонкими включениями окраш. примесей) и псевдохроматич. (связана с различными световыми эффектами, преим. явлениями интерференции).