礦物有哪些光澤等級?礦物的光澤等級怎么劃分?
2023-02-23
礦物的光澤是礦物表面對可見光的反射能力,一般來說,礦物表面對光的反射能力越強,礦物的光澤也就越強,反之則弱,因此可以依據(jù)礦物表面對光的反射能力的強弱,對礦物的光澤等級進行劃分。不過,要想準確的劃分礦物的光澤等級,就需要對這一物理量進行定量的評價,常用的儀器就有光澤度儀。本文對礦物的光澤等級及劃分的方法進行了簡要的介紹。
礦物的光澤指什么?
礦物的光澤是指礦物表面對可見光的反射能力。反射率是反射光強度與入射光強度的比值,不同礦物的表面具有不同反射率,其數(shù)值多以百分數(shù)表示。同一礦物對不同波長的光可有不同的反射率,這個現(xiàn)象稱為選擇反射。例如,玻璃對可見光的反射率約為4%;金在綠光附近的反射率為50%,對紅外光的反射率可達96%以上。具有離子鍵、共價鍵、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,大多數(shù)能級間的能量差比各種可見光光子能量大,故對絕大部分可見光透射,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光能量小得多,存在較多的激發(fā)態(tài),其能量差與可見光子能量相當(dāng)者較多,當(dāng)可見光撞擊到金屬鍵或部分金屬鍵礦物表面時激發(fā)基態(tài)電子到激發(fā)態(tài),可見光本身能量被吸收,大部分能量當(dāng)激發(fā)態(tài)電子重返基態(tài)時再發(fā)射出來成為發(fā)射光,使礦物呈金屬光澤。
礦物的光澤強弱與礦物的折射率(N)、反射率(R)和吸收率(K)有關(guān)。對于吸收系數(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]。對于吸收系數(shù)小或透明礦物可簡化為:R=[(N-1)2]÷[(N+1)2]。折射及吸收越強,礦物反光能力越大,光澤越強;反之則光澤弱。
礦物的光澤等級:
1.金屬光澤(反射率大于25%)。反光能力很強,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,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,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。反光能力相對較弱,呈普通平板玻璃表面的反光。礦物為無色、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:
不同的礦物質(zhì),由于表面對光的反射能力、表面性質(zhì)以及集合體形態(tài)等的差異,在外觀上就會呈現(xiàn)出不同的光澤,為了準確的評定礦物質(zhì)的光澤度,就需要對礦物質(zhì)的光澤度進行檢測。傳統(tǒng)礦物質(zhì)光澤度的檢測方法是通過人眼進行評測,但是人眼在評測的過程中,由于觀察環(huán)境等因素的影響,就會造成評定的結(jié)果不準確。為了確保礦物質(zhì)光澤度評定的客觀與準確性,就可以使用光澤度儀來進行定量測量。
光澤度儀也叫鏡像光澤度計,它是由入射光線發(fā)射器、接收器、標準板等結(jié)構(gòu)組成,其測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,由該平面對自然光束進行鏡向反射,并定義此時的光澤度值為100.0光澤單位。然后在相同條件下,對物體表面反射光通量除以標準板反射光通量,從而求出物體表面光澤度的相對值。具體測量步驟如下:
1.樣品制備
為了保證礦物質(zhì)光澤度檢測的準確性,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,凹凸不平則會影響光澤度測量結(jié)果。
2.儀器開機
長按“開關(guān)/測量按鍵”3秒開機,指示燈將會點亮并顯示Logo界面,稍等數(shù)秒后,儀器將自動進入測量界面,開機后再次長按“開關(guān)/測量按鍵”3秒關(guān)機。如5分鐘內(nèi)未對儀器進行操作,儀器將進入息屏狀態(tài);息屏后1分鐘內(nèi)未對儀器進行操作,儀器將自動關(guān)機。
3.儀器校準
當(dāng)儀器使用環(huán)境發(fā)生變化時(比如溫度、海拔、濕度等劇烈變化時),儀器一定要進行校準。為確保校準的精確,請使用原廠提供的標準板。標準板上的灰塵會影響校正效果,校準前,請用擦拭布擦拭標準板工作面,確認工作面干凈。
4.測量分析
測量時,將光澤度儀測量口徑緊貼礦物質(zhì)表面,不留空隙,避免外界光線的干擾,儀器會顯示出測量區(qū)域的光澤度數(shù)值,取多點測量,最后計算出光澤度測量平均值。