矿物的物理性质分析学习资料.ppt

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1、矿物的物理性质分析一、矿物的光学性质1、矿物的颜色定义：对光选择性吸收的结果可见光390－760nm，其间波长由长至短依次显示红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等色，它们的混合色为白色矿物的光学效应——反射、吸收、透射矿物对光全部吸收时，矿物呈黑色对所有波长的色光均匀吸收，矿物呈不同程度的灰色基本上都不吸收则为无色或白色选择吸收某些波长的色光，矿物呈现吸收色光的互补色矿物颜色的类型自色、他色、假色自色是指矿物本身固有的成分、结构所决定的颜色.自色对矿物鉴定有着重要的意义。他色是由杂质、气液包裹体所引起的颜色假色是因物理光学效应而产生的

2、颜色体色、表色体色：物体内部所表现出来的颜色。当白光透入矿物达一定深度，且在此过程中选择吸收不同波长的色光而呈现出其互补色，为矿物所固有的颜色，如橄榄石吸收紫光而呈橄榄绿色表色：即反射色，只有物体的反射光所呈现的颜色，不透明矿物因吸收非常强，因而表现的都是表面色。反射光是矿物表层对透射光吸收后的再辐射，而且某个波长范围内的色光吸收的越多再辐射时它们的强度也越大，从而使矿物呈现相应的表面色。所以，表面色表现为与被吸收色光一致的颜色，而非补色。矿物的呈色机理A、带隙跃迁能带理论认为，结晶体中的电子不再被个别原子所束缚，而为整个晶体所共有，并在晶

3、体内部的一个三维空间的周期性势场中运动。电子运动时的能量限定在一定的区域中，它有一定的上下限值，这些电子运动所允许取的能量区域就称为能带。能带理论中，电子在能带能级上的充填首先成对充填在较低能量的能级上。完全被电子填满的原子轨道形成的较低能量的能带称为满带，由未充满电子的原子轨道所形成的较高能量的能带称为导带，没有电子充填的为空带，满带与导带之间为禁带。上述能带中凡充填有价电子的就称为价带若矿物对各种色光大致是均匀的吸收并再辐射，按照反射率大小的不同而分别表现为银白、锡白、钢回、铅灰、铁黑等。（2）矿物带隙宽度中等（Eg＝1.77-3.1

4、0ev）能量间隔在可见光的范围内，矿物可选择能量比自身Eg大的各种色光，使电子跃迁而呈其互补色。导带导带满带满带满带满带导带导带带隙带隙（1）矿物带隙宽度窄（Eg<1.77ev，Eg＝0),低于可见光的能量，可见光中各种色光被大量吸收，矿物不透明，呈现较强的表色。（3）矿物带隙宽度大（EgEg>3.10ev)大与可见光的能量，可将光不被吸收而大部分透过，矿物无色透明B、内电子转移——过渡元素离子的呈色过渡金属元素具有未充满的d、f电子，进入晶体场后发生晶体场分裂，使离子外层电子轨道重新排列，新形成轨道能级间的能量罗在可见光区，为维持新

5、的能量状态需要吸收一定波长的可见光，当矿物受到可见光照射时，便吸收该波长光波，使矿物呈现其互补色。过渡离子——色素离子同一离子进入不同晶体场呈色不同C、电荷转移——含不同价态离子矿物的呈色矿物中含有变价金属离子，由于晶体场效应的影响，当电子受到自然光的照射后从一个离子的轨道跃迁到与之比林的另一例子轨道上去，伴随电子的转移有很强的吸收，而使矿物呈色D、色心呈色由于种种物理化学因素，在晶体局部范围内，质点的排列偏离严格的周期性重复规律，形成晶格缺陷。晶体中能选择吸收可见光的点缺陷称为色心，它能引起相应的电子跃迁而使晶体呈色F色心—晶格中由于阴离

6、子缺位而引起的。对于整个晶格而言，阴离子的缺位，空位即形成带正电荷的中心，它能捕获附近离子中的电子，发生相应的电子转移，吸收某种波长的色光而使晶体呈色。如石盐的蓝色，萤石的紫色V色心—晶格中由于阳离子缺位而引起的。从经典角度考虑，缺少一个阳离子等于附近增加了一个负电荷，那么附近一个阴离子必须称为“空穴”才能保持静电的平衡。E、物理光学效应—光的反射、干涉等物理因素所引起的矿物成色矿物的条痕是指矿物粉末的颜色一般是将矿物在白色无釉瓷板上刻划后，观察其留下的粉末颜色。矿物的条痕可以消除假色、减弱他色，因而比矿物颜色更稳定应用对象：有色矿物低硬度

7、矿物（硬度<条痕板）2、矿物的条痕3、矿物的透明度定义：矿物的透明度是指矿物可以透过可见光的程度。透明度的大小可以用透射系数Q来表示透射系数大，矿物透明；反之，矿物半透明或不透明Io－投入矿物的光线强度I－透过1cm厚的矿物时　透射光的强度透射系数显微镜下：0.03mm矿物薄片能透光——透明透光能力弱——半透明不能透光——不透明手标本：1cm厚的矿物薄片轮廓清楚——透明仅见轮廓——半透明轮廓不见——不透明矿物透明度分级4、矿物的光泽矿物的光泽是指矿物表面对光的反射能力。光泽的强弱用反射率R来表示。反射率是指光垂直入射矿物表面时的强度与反射光

8、强度的比值矿物反射率的大小，主要取决于折射率和吸收系数矿物的折射率和吸收系数越大，反射率越高，光泽也就越强按照反射率的大小，光泽分为四级：金属光泽R>25%。呈抛光金属般的光泽半