Ìèíåðàëû è ãîðíûå ïîðîäû Ðîññèè è ÑÑÑÐ
<<< Ïðîçðà÷íîñòü | Ñîäåðæàíèå | Öâåò
÷åðòû >>>
ÌÎÐÔÎËÎÃÈ×ÅÑÊÈÅ ÎÑÎÁÅÍÍÎÑÒÈ
ÌÈÍÅÐÀËÎÂ
Îïòè÷åñêèå ñâîéñòâà
Öâåò (îêðàñêà) ìèíåðàëîâ
Ìèð ìèíåðàëîâ âîñõèùàåò è ïîêîðÿåò
íàáëþäàòåëÿ íå òîëüêî ñêóëüïòóðíûì
ñîâåðøåíñòâîì, ñòðîéíîñòüþ è èçÿùåñòâîì ôîðì
êðèñòàëëîâ, íî è ñâîåé æèâîïèñüþ, ëàñêàþùèì
ãëàç ìíîãîöâåòüåì, ïîðàçèòåëüíûì ðàçíîîáðàçèåì
è âåëèêîëåïèåì êðàñîê, øèðî÷àéøåé öâåòîâîé
ãàììîé îò ìðà÷íîâàòûõ ÷åðíûõ è áóðûõ òîíîâ äî
ðàäîñòíûõ âñïëåñêîâ ÿðêèõ è íàñûùåííûõ öâåòîâ —
êðàñíûõ, ñèíèõ, çåëåíûõ, îðàíæåâûõ, æåëòûõ è ò.ä.,
èëè, íàîáîðîò, íåæíûõ è ëåãêèõ îòòåíêîâ öâåòà —
ãîëóáîãî, áëåäíî-çåëåíîãî, ðîçîâîãî, æåëòîâàòîãî
è äð.
Îòêóäà æå áåðåòñÿ âñå ýòî âåëèêîëåïèå? Êàêèå
êîëäîâñêèå ñèëû åãî ïðîèçâîäÿò?
Ïðè÷èíû, âûçûâàþùèå ïîÿâëåíèå ñòîëü ðîñêîøíîé
êðàñî÷íîé ïàëèòðû, çàïå÷àòëåííîé è âîïëîùåííîé â
ìèíåðàëàõ, ìíîãîîáðàçíû è â öåëîì äîñòàòî÷íî
ñëîæíû; âûÿñíåíèå ïðèðîäû îêðàñêè ìèíåðàëîâ
ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé íåïðîñòóþ ïðîáëåìó, è åå
ïîäëèííî íàó÷íàÿ ðàçðàáîòêà íà îñíîâå
ïðåäñòàâëåíèé è ìåòîäîâ, èñïîëüçóåìûõ â ôèçèêå
òâåðäîãî òåëà, èìååò, â ñóùíîñòè, âñåãî-íàâñåãî
÷åòâåðòüâåêîâóþ èñòîðèþ. Ìíîãèå êîíêðåòíûå
âîïðîñû, ñâÿçàííûå ñ óñòàíîâëåíèåì ïðè÷èí
îêðàñêè îòäåëüíûõ ìèíåðàëîâ, íå âûÿñíåíû äî ñèõ
ïîð.
×àñòî â ó÷åáíèêàõ ìèíåðàëîãèè, ðàâíî êàê è â
ñïåöèàëüíûõ êíèãàõ, ïîñâÿùåííûõ îêðàñêå
ìèíåðàëîâ, ìîæíî âñòðåòèòü óòâåðæäåíèå, ÷òî
öâåò ìèíåðàëîâ ïðåäñòàâëÿåò îäèí èç èõ
âàæíåéøèõ, ñàìûõ öåííûõ äèàãíîñòè÷åñêèõ
ïðèçíàêîâ.
Ìåæäó òåì, ê íàñòîÿùåìó âðåìåíè ñëåäóåò ñ÷èòàòü
òâåðäî óñòàíîâëåííîé îøèáî÷íîñòü òàêîãî
ìíåíèÿ; äèàãíîñòè÷åñêîå çíà÷åíèå îêðàñêè
ìèíåðàëîâ â öåëîì ñèëüíî ïðåóâåëè÷èâàåòñÿ.
Ïîäàâëÿþùåå áîëüøèíñòâî ìèíåðàëîâ ìîæåò ïîä
âëèÿíèåì ðàçëè÷íûõ ôàêòîðîâ, ïðåèìóùåñòâåííî
êðèñòàëëî- è ãåîõèìè÷åñêèõ, ïðèîáðåòàòü ñàìûé
ðàçíûé öâåò — áóêâàëüíî â äèàïàçîíå îò áåëîãî
(èëè äàæå áåñöâåòíîãî) äî ÷åðíîãî, âêëþ÷àÿ
êîðè÷íåâî-áóðûå, æåëòûå, êðàñíûå, îðàíæåâûå,
çåëåíûå, ñèíèå è ïðî÷èå öâåòîâûå òîíà ðàçíîé
íàñûùåííîñòè, ñ ìíîãî÷èñëåííûìè òîíêèìè
îòòåíêàìè è ãðàäàöèÿìè öâåòà.
Ñëåäîâàòåëüíî, áîëåå ïðàâèëüíûì è ñïðàâåäëèâûì
áóäåò äðóãîå óòâåðæäåíèå: öâåò ìèíåðàëîâ
ÿâëÿåòñÿ íå ñòîëüêî äèàãíîñòè÷åñêèì, ñêîëüêî
îäíèì èç âàæíåéøèõ è öåííåéøèõ (ïîñêîëüêó ïðåæäå
âñåãî áðîñàåòñÿ â ãëàçà) òèïîìîðôíûõ ïðèçíàêîâ:
îí âî ìíîãîì çàâèñèò îò óñëîâèé
ìèíåðàëîîáðàçîâàíèÿ è, ñëåäîâàòåëüíî, ìîæåò
ñïîñîáñòâîâàòü èõ âûÿñíåíèþ.
Îêðàñêà ìèíåðàëîâ, êàê óæå óïîìèíàëîñü âûøå,
ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ðåçóëüòàò âçàèìîäåéñòâèÿ
ñâåòîâûõ âîëí âèäèìîãî äèàïàçîíà (400-740 íì) ñ
ýëåêòðîííûìè îáîëî÷êàìè ìàòåðèàëüíûõ ÷àñòèö
(àòîìîâ, èîíîâ è äð.), ñëàãàþùèõ êðèñòàëëè÷åñêîå
âåùåñòâî, è ñ ýëåêòðîííîé ñèñòåìîé êðèñòàëëà â
öåëîì. Ýòî âçàèìîäåéñòâèå â îáùåì ñëó÷àå
âûçûâàåò ñåëåêòèâíîå (èçáèðàòåëüíîå)
ïîãëîùåíèå êàêèõ-òî èíòåðâàëîâ ñâåòîâûõ âîëí
âèäèìîãî äèàïàçîíà.
Ïðè ïîëíîì ïîãëîùåíèè ñâåòà ìèíåðàë
ïðèîáðåòàåò ÷åðíûé öâåò; íàîáîðîò, ïîëíîå
ïðîïóñêàíèå èëè îòðàæåíèå (ðàññåÿíèå) ñâåòà
ñîîòâåòñòâóåò áåñöâåòíîñòè èëè áåëîìó öâåòó
ìèíåðàëà.  îñòàëüíûõ ñëó÷àÿõ, êîãäà èç
ñîëíå÷íîãî ñïåêòðà êàê áû "âûõâàòûâàþòñÿ"
íåêîòîðûå ó÷àñòêè — øèðîêèå îáëàñòè, óçêèå
ïîëîñû, îòäåëüíûå ñïåêòðàëüíûå ëèíèè è èõ ñåðèè
— ìèíåðàë îêðàøèâàåòñÿ â öâåòà, äîïîëíèòåëüíûå ê
öâåòó ïîãëîùåííûõ ñâåòîâûõ âîëí.
Ñåëåêòèâíàÿ àáñîðáöèÿ ñâåòîâûõ âîëí ìîæåò
ïðîÿâëÿòüñÿ ñèëüíåå èëè ñëàáåå, ò.å. âîëíû
îïðåäåëåííîé äëèíû ïîãëîùàþòñÿ â îäíèõ ñëó÷àÿõ
ïðàêòè÷åñêè ïîëíîñòüþ, â äðóãèõ — ëèøü ÷àñòè÷íî,
èíîãäà â íåáîëüøîé ñòåïåíè; ýòî îïðåäåëÿåò
èíòåíñèâíîñòü (ãóñòîòó, íàñûùåííîñòü) öâåòîâîãî
òîíà ìèíåðàëà. Òàê, ïðè ñëàáîì èçáèðàòåëüíîì
ïîãëîùåíèè âîëí êðàñíîãî êîíöà ñïåêòðà ó áåëîãî
ìèíåðàëà ïîÿâèòñÿ ãîëóáîâàòûé îòòåíîê, à ïðè
ñèëüíîì ïîãëîùåíèè êðàñíûõ ëó÷åé ìèíåðàë
îêðàñèòñÿ â ãóñòî-ñèíèé öâåò.
 ìèíåðàëîãèè ñî âðåìåí ÀÒ.Âåðíåðà (1749-1817),
àâòîðèòåòíåéøåãî åâðîïåéñêîãî ìèíåðàëîãà êîíöà
XVIII — íà÷àëà XIX âåêà, óòâåðäèëàñü òðàäèöèÿ
îïèñûâàòü öâåò ìèíåðàëîâ íà êà÷åñòâåííîì
óðîâíå, ïóòåì ñðàâíåíèÿ åãî ñ êàêèìè-òî
îáùåèçâåñòíûìè ýòàëîíàìè, âçÿòûìè èç ìèðà æèâîé
è íåæèâîé ïðèðîäû.  êà÷åñòâå ïðèìåðîâ îïèñàíèÿ
öâåòà ìèíåðàëîâ, ââåäåííûõ åùå Âåðíåðîì è åãî
ñîâðåìåííèêàìè, íî äî ñèõ ïîð øèðîêî
èñïîëüçóåìûõ, ìîæíî ïðèâåñòè òàêèå, êàê
- èíäèãîâî-ñèíèé,
- êàðìèííî-êðàñíûé,
- ëàâàíäîâî-ñèíèé,
- âèøíåâî-êðàñíûé,
- ÿáëî÷íî-çåëåíûé,
- òðàâÿíî-çåëåíûé,
- ëóêîâî-çåëåíûé,
- ìåäîâî-æåëòûé,
- ëèìîííî-æåëòûé,
- êàíàðåå÷íî (ò.å. çåëåíîâàòî)-æåëòûé,
- êðîâàâî-êðàñíûé,
- ìîëî÷íî-áåëûé,
- øîêîëàäíî-áóðûé,
- êèðïè÷íî-êðàñíûé è ò.ï.
Êàê âèäèì, ìèíåðàëîãè XVIII-XIX âåêîâ âñÿ÷åñêè èçîùðÿëèñü
â ïðèäóìûâàíèè îïðåäåëåíèé öâåòîâûõ îòòåíêîâ
ìèíåðàëîâ.
Îáùåóïîòðåáèòåëüíû òàêæå ñðàâíåíèÿ ñ öâåòîì
õîðîøî âñåì çíàêîìûõ ìèíåðàëîâ:
- êèíîâàðíî-êðàñíûé,
- èçóìðóäíî-çåëåíûé,
- ñàïôèðîâî-ñèíèé,
- ñåðíî-æåëòûé è ò.ä.
Ïðè îïèñàíèè öâåòà ðóäíûõ ìèíåðàëîâ îáû÷íî
ññûëàþòñÿ íà îêðàñêó ìåòàëëîâ è ñïëàâîâ:
- îëîâÿííî-áåëûé (àðñåíîïèðèò),
- ñòàëüíî-ñåðûé (áëåêëûå ðóäû),
- ñâèíöîâî-ñåðûé (ìîëèáäåíèò, ãàëåíèò),
- æåëåçíî-÷åðíûé (ìàãíåòèò, èëüìåíèò),
- ëàòóííî-æåëòûé (õàëüêîïèðèò),
- òîìïàêîâî-áóðûé (ïèððîòèí),
- ìåäíî-êðàñíûé (íèêåëèí,
ñàìîðîäíàÿ ìåäü),
- çîëîòèñòî-æåëòûé (ñàìîðîäíîå çîëîòî,
ïèðèò, àóðèïèãìåíò),
- ñåðåáðèñòî- èëè ñåðåáðÿíî-áåëûé (ñàìîðîäíûå ñåðåáðî, ïëàòèíà è
ïëàòèíîèäû).
Ëèøü â ïîñëåäíèå ãîäû, è òî íå ñòîëüêî â
ìèíåðàëîãèè, ñêîëüêî â ãåììîëîãèè è þâåëèðíîì
äåëå, íà÷èíàþò ïåðåõîäèòü ê îáúåêòèâíîé
êîëè÷åñòâåííîé (êîëîðèìåòðè÷åñêîé) öâåòîâîé
õàðàêòåðèñòèêå ìèíåðàëîâ. Òàêîé ïîäõîä äàåò
âîçìîæíîñòü ñòàíäàðòèçàöèè îïèñàíèÿ öâåòà
ìèíåðàëîâ, ÷òî îñîáåííî âàæíî ïðè îöåíêå
äðàãîöåííûõ êàìíåé: â ýòîì ñëó÷àå öâåò ÿâëÿåòñÿ
îäíèì èç íàèáîëåå ñóùåñòâåííûõ êðèòåðèåâ
êà÷åñòâà êðèñòàëëî ñûðüÿ.
Êðîìå òîãî, âîçìîæíîñòü êîëè÷åñòâåííî (â
÷èñëîâîì âûðàæåíèè) ïðåäñòàâèòü õàðàêòåðèñòèêó
öâåòà ìèíåðàëîâ ñïîñîáíà ñîñëóæèòü õîðîøóþ
ñëóæáó ïðè ìèíåðàëîãè÷åñêèõ ïîèñêàõ ïîëåçíûõ
èñêîïàåìûõ. Âåäü ÿðêî îêðàøåííûå ìèíåðàëû,
ñîïðîâîæäàþùèå òðóäíîäèàãíîñòèðóåìûå ðóäíûå
ìèíåðàëû (íàïðèìåð, áåëûå, áåç ÷åòêî âûðàæåííûõ
êðèñòàëëè÷åñêèõ ôîðì), çà÷àñòóþ èñïîëüçóþòñÿ êàê
ìèíåðàëû-èíäèêàòîðû îðóäåíåíèÿ. À ïîèñêè
êîðåííûõ ìåñòîðîæäåíèé àëìàçà
(àëìàçîíîñíûõ êèìáåðëèòîâûõ òðóáîê) âåäóòñÿ
ìåòîäîì ïèðîïîâîé ñúåìêè, ïðè÷åì ëèøü
íåêîòîðûå öâåòîâûå ðàçíîâèäíîñòè
ìàãíåçèàëüíîãî ãðàíàòà — ïèðîïà,
îáëàäàþùèå âïîëíå îïðåäåëåííûìè ñïåêòðàëüíûìè
õàðàêòåðèñòèêàìè, ìîãóò ñëóæèòü áëàãîïðèÿòíûì
ïîèñêîâûì ïðèçíàêîì.
Ïðè èíñòðóìåíòàëüíîì (êîëîðèìåòðè÷åñêîì)
îïðåäåëåíèè öâåòà ìèíåðàëîâ èçìåðÿþòñÿ òðè
öâåòîâûõ ïàðàìåòðà: öâåòîâîé òîí (äëèíà
âîëíû â ñîîòâåòñòâèè ñ îïòè÷åñêèì ñïåêòðîì), åãî íàñûùåííîñòü
(â îòíîñèòåëüíûõ åäèíèöàõ èëè áàëëàõ) è ÿðêîñòü
(â ïðîöåíòàõ).
 çàâèñèìîñòè îò ïðè÷èí, îáóñëîâëèâàþùèõ öâåò
ìèíåðàëîâ, âûäåëÿþò òðè îñíîâíûõ òèïà èõ
îêðàñîê: àëëîõðîìàòè÷åñêèå, èäèîõðîìàòè÷åñêèå
è ïñåâäîõðîìàòè÷åñêèå.
Àëëîõðîìàòè÷åñêèå îêðàñêè òåñíî ñâÿçàíû ñ
ìèêðîíåîäíîðîäíûì ñòðîåíèåì ìèíåðàëîâ è
âûçûâàþòñÿ ïðèñóòñòâèåì â íèõ ìåëü÷àéøèõ
ðàññåÿííûõ âêëþ÷åíèé (âðîñòêîâ) ïîñòîðîííèõ
îêðàøåííûõ ìèíåðàëüíûõ âåùåñòâ.
Òèïè÷íûå ïðèìåðû àëëîõðîìàòè÷åñêèõ
îêðàñîê — ðîçîâûå äî ìÿñî-êðàñíûõ ó îðòîêëàçà èëè ìèêðîêëèíà,
ðàâíî êàê è ó ñåðäîëèêà èëè êàðíåîëà, ñîäåðæàùèõ
òîíêèå ïûëåâèäíûå âêëþ÷åíèÿ ãåìàòèòà
èëè ã¸òèòà; çåëåíàÿ îêðàñêà
õðèçîïðàçà, îáóñëîâëåííàÿ àäñîðáèðîâàííûìè íà
ïîâåðõíîñòè è â ïîðàõ ñîåäèíåíèÿìè íèêåëÿ è
âêëþ÷åíèÿìè åãî ãèäðîñèëèêàòîâ; à òàêæå
íåêîòîðûõ ðàçíîâèäíîñòåé êâàðöà è õàëöåäîíà — ïðàçåìà è ïëàçìû,
ñâÿçàííàÿ ñ ðàññåÿííûìè âêëþ÷åíèÿìè òîíêèõ
÷åøóåê õëîðèòà è ãèäðîñëþäêè
(ñåëàäîíèòà) èëè âîëîêîíåö àêòèíîëèòà; â
êðàñíî-çåëåíîì ãåëèîòðîïå ïðèñóòñòâóþò
âêëþ÷åíèÿ è ãåìàòèòà (èëè ã¸òèòà),
è õëîðèòà.
Âîîáùå ñðåäè àëëîõðîìàòè÷åñêèõ îêðàñîê ðåçêî äîìèíèðóþò
áóðûå, êðàñíûå, ðîçîâûå è çåëåíûå òîíà, à ñðåäè
âêëþ÷åíèé ìèíåðàëîâ, îáóñëîâëèâàþùèõ òàêèå
îêðàñêè, — îêñèäû è ãèäðîêñèäû æåëåçà è ìàðãàíöà,
ìåëêî÷åøóé÷àòûå ðàçíîâèäíîñòè õëîðèòîâ, ñëþäîê
è ò.ï. Îïðåäåëåííóþ ðîëü â ÷èñëå ôàêòîðîâ,
âûçûâàþùèõ àëëîõðîìàòè÷åñêèå îêðàñêè ìèíåðàëîâ,
ìîãóò èãðàòü è ïðèñóòñòâóþùèå â íèõ ìåëêèå
ãàçîâî-æèäêèå âêëþ÷åíèÿ (ïðèäàþùèå, íàïðèìåð, êâàðöó ìîëî÷íî-áåëûé öâåò).
Ìíîãèå ìèíåðàëû îêðàøèâàþòñÿ òîíêîðàñïûëåííûìè
÷àñòèöàìè îðãàíè÷åñêîãî âåùåñòâà, óãëèñòûìè
èëè ãðàôèòîâûìè âêëþ÷åíèÿìè, ïðèîáðåòàÿ
òåìíî-ñåðûé èëè òåìíî-áóðûé (äî ÷åðíîãî) öâåò.
Ñ ââåäåíèåì â ìèíåðàëîãè÷åñêóþ ïðàêòèêó
ïîëÿðèçàöèîííîãî, à çàòåì è ýëåêòðîííîãî
ìèêðîñêîïà ïðè÷èíû àëëîõðîìàòè÷åñêèõ îêðàñîê ðàñøèôðîâûâàþòñÿ
äîâîëüíî ëåãêî è áûñòðî, è íèêàêèõ îñîáûõ
ñëîæíîñòåé òóò íå âîçíèêàåò. Çàîäíî âûÿñíèëîñü,
÷òî íåêîòîðûì ìèíåðàëàì àëëîõðîìàòè÷åñêàÿ
ïðèðîäà îêðàñêè ïðèïèñûâàëàñü íàïðàñíî;
äîñòàòî÷íî ñêàçàòü ÷òî åùå â 50-õ ãîäàõ
àëëîõðîìàòè÷åñêîé ñ÷èòàëàñü îêðàñêà òàêèõ
ìèíåðàëîâ, êàê ñàïôèð, àìåòèñò è äðóãèå öâåòíûå
ðàçíîâèäíîñòè êâàðöà, êîòîðàÿ, êàê
òåïåðü óñòàíîâëåíî, èìååò èíóþ ïðèðîäó è íè ñ
êàêèìè ÷óæåðîäíûìè ìåõàíè÷åñêèìè ïðèìåñÿìè íå
ñâÿçàíà.
Èäèîõðîìàòè÷åñêèå, ò.å. ñîáñòâåííûå îêðàñêè
ìèíåðàëîâ ïðåäñòàâëÿþò íàèáîëåå òðóäíóþ
ïðîáëåìó. Èìåííî äëÿ èõ ïîíèìàíèÿ ïðèõîäèòñÿ
ïðèâëåêàòü "òÿæåëóþ àðòèëëåðèþ", îáðàùàÿñü
ê ïîíÿòèÿì è ïðåäñòàâëåíèÿì, ðàçâèòûì â ôèçèêå
òâåðäîãî òåëà, è ê ñîîòâåòñòâóþùèì ìåòîäàì
èññëåäîâàíèÿ,- êîìáèíèðóÿ, â ÷àñòíîñòè,
îïòè÷åñêóþ ñïåêòðîñêîïèþ (àíàëèç ñïåêòðîâ
ïîãëîùåíèÿ è îòðàæåíèÿ ñâåòà) ñî ñïåêòðîñêîïèåé
ýëåêòðîííîãî ïàðàìàãíèòíîãî ðåçîíàíñà (ÝÏÐ),
ïîçâîëÿþùåé âûÿâëÿòü â êðèñòàëëàõ ðàçëè÷íûå
òî÷å÷íûå äåôåêòû (ïðèìåñè, âàêàíñèè), â òîì ÷èñëå
è ýëåêòðîííî-äûðî÷íûå öåíòðû îêðàñêè.
Ïðè èíòåðïðåòàöèè îïòè÷åñêèõ ñïåêòðîâ øèðîêî
èñïîëüçóåòñÿ àïïàðàò çîííîé òåîðèè,
ðàçðàáîòàííîé â ôèçèêå ïîëóïðîâîäíèêîâ è
ìåòàëëîôèçèêå, òåîðèè êðèñòàëëè÷åñêîãî ïîëÿ è
òåîðèè ìîëåêóëÿðíûõ îðáèòàëåé, ñîñòàâëÿþùèõ
îñíîâó ñîâðåìåííûõ ïðåäñòàâëåíèé î õèìè÷åñêîé
ñâÿçè.
Ðàçëè÷àþò íåñêîëüêî ãðóïï èäèîõðîìàòè÷åñêèõ
îêðàñîê ìèíåðàëîâ â çàâèñèìîñòè îò ìåõàíèçìà
ïîãëîùåíèÿ èìè ñâåòîâûõ âîëí. Èçáèðàòåëüíîå
ïîãëîùåíèå ñâåòîâûõ âîëí âèäèìîãî ñïåêòðà
îáóñëîâëåíî ýëåêòðîííûìè ïåðåõîäàìè, êîòîðûå
ìîãóò áûòü ÷åòûðåõ òèïîâ: âíóòðåííèå ïåðåõîäû
(ïðè íàëè÷èè â ñîñòàâå ìèíåðàëîâ ïåðåõîäíûõ
ìåòàëëîâ ñ íåçàïîëíåííûìè ýëåêòðîííûìè
îáîëî÷êàìè); ïåðåíîñ çàðÿäà (ýëåêòðîíîâ) ìåæäó
îäíîâðåìåííî ïðèñóòñòâóþùèìè ðàçíîçàðÿæåííûìè
èîíàìè îäíîãî ëèáî ðàçëè÷íûõ ìåòàëëîâ èëè îò
àíèîíîâ ê êàòèîíàì; íàëè÷èå òî÷å÷íûõ ñòðóêòóðíûõ
äåôåêòîâ (íàïðèìåð, àíèîííûõ âàêàíñèé — òàê
íàçûâàåìûõ F öåíòðîâ); ïåðåõîä ýëåêòðîíîâ òèïà
"çîíà-çîíà": èç îäíîé çîíû ïðîâîäèìîñòè â
äðóãóþ, áëèæàéøóþ, ñ ïðåîäîëåíèåì çàêëþ÷åííîé
ìåæäó íèìè çàïðåùåííîé çîíû (ó ìåòàëëè÷åñêèõ è
ïîëóïðîâîäíèêîâûõ ìèíåðàëîâ).
Ñâåò ìîæåò àáñîðáèðîâàòüñÿ ñàìèì âåùåñòâîì
ìèíåðàëà; êàæäûé òàêîé ìèíåðàë õàðàêòåðèçóåòñÿ
ñâîåé ôóíäàìåíòàëüíîé ïîëîñîé ïîãëîùåíèÿ.
Îêðàñêà ïîäîáíîãî òèïà ñâîéñòâåííà íåêîòîðûì
ñóëüôèäàì ñ ïðåîáëàäàíèåì êîâàëåíòíîé ñâÿçè è ñ
ïîëóïðîâîäíèêîâûìè ñâîéñòâàìè, òàêèì êàê êèíîâàðü HgS (êðàñíàÿ), ãðèíîêèò CdS
(îðàíæåâî-æåëòûé), ðåàëüãàð AsS
(îðàíæåâî-êðàñíûé), àóðèïèãìåíò As2S3
(æåëòûé), à òàêæå îòäåëüíûì îêñèäàì (òåìíî-êðàñíûé
êóïðèò Ñu2Î, æåëòî-îðàíæåâûå
ãë¸ò è ìàññèêîò ÐbÎ) è ñàìîðîäíûì íåìåòàëëàì (ñåðà).
Îêðàñêè ìèíåðàëîâ ýòîé ãðóïïû, â áîëüøèíñòâå
ñâîåì âûñîêîïðåëîìëÿþùèõ è ïîëóïðîçðà÷íûõ
(èëè ïðîñâå÷èâàþùèõ â òîíêèõ ñêîëàõ), íàõîäÿò
îáúÿñíåíèå â ýëåêòðîííîé òåîðèè ñòðîåíèÿ
êðèñòàëëè÷åñêîãî âåùåñòâà (òàê íàçûâàåìîé
çîííîé òåîðèè); öâåò ïîäîáíûõ ìèíåðàëîâ çàâèñèò
îò ñîîòíîøåíèÿ øèðèíû çîíû ïðîâîäèìîñòè è
çàïðåùåííîé çîíû (ðàçëè÷àþò "óçêîçîííûå" è
"øèðîêîçîííûå" ïîëóïðîâîäíèêè) è
íåïîñðåäñòâåííî îáóñëîâëåí ìåæçîííûìè
îïòè÷åñêèìè ïåðåõîäàìè ýëåêòðîíîâ.
Áîëüøèíñòâî òàêèõ ìèíåðàëîâ îêðàøåíû â
æåëòûå, îðàíæåâûå, êðàñíûå òîíà, òàê êàê ëèøü
êîðîòêîâîëíîâûé ñèíèé è ôèîëåòîâûé ñâåò íåñåò
ýíåðãèþ, äîñòàòî÷íóþ äëÿ ïåðåìåùåíèÿ ýëåêòðîíîâ
èç îäíîé çîíû ïðîâîäèìîñòè â äðóãóþ, è
ñîîòâåòñòâåííî ýòè ìèíåðàëû ïîãëîùàþò òîëüêî
ñâåòîâûå âîëíû ñèíåé ÷àñòè ñïåêòðà, ïðèîáðåòàÿ
äîïîëíèòåëüíûå ê íèì öâåòà; áîëåå äëèííîâîëíîâûé
ñâåò íóæíîé ýíåðãèåé íå îáëàäàåò è ïîòîìó
ñâîáîäíî ïðîõîäèò ñêâîçü ýòè ìèíåðàëû.
Îêðàñêà ñàìîðîäíûõ ìåòàëëîâ, áîëüøèíñòâà
ñóëüôèäîâ (è èõ àíàëîãîâ), íåêîòîðûõ îêñèäîâ
(ìàãíåòèò è äð.), ãðàôèòà è äðóãèõ
íåïðîçðà÷íûõ ìèíåðàëîâ ñî çíà÷èòåëüíûì âêëàäîì
ìåòàëëè÷åñêîé ñâÿçè îïðåäåëÿåòñÿ ìàêñèìóìîì
îòðàæåíèÿ, òàêæå ñîïðÿæåííûì ñ ìåæçîííûìè
îïòè÷åñêèìè ýëåêòðîííûìè ïåðåõîäàìè.
Îêðàñêà áîëåå èëè ìåíåå ïðîçðà÷íûõ ìèíåðàëîâ ñ
èîííîé èëè ñìåøàííîé èîííîêîâàëåíòíîé ñâÿçüþ,
ñîäåðæàùèõ â ñâîåì ñîñòàâå (â êà÷åñòâå ãëàâíûõ
êîìïîíåíòîâ) èîíû ìåòàëëîâ ïåðåìåííîé
âàëåíòíîñòè, îáû÷íî îáóñëîâëåíà ýëåêòðîííûìè
ïåðåõîäàìè ìåæäó íèìè ("ïåðåíîñîì çàðÿäà" Fe2+
=> Fe3+ èëè Ti3+ => Ti4+ ïðè
îäíîâðåìåííîì ïðèñóòñòâèè îáîèõ ðàçíîâàëåíòíûõ
èîíîâ) èëè ìåæäó êàòèîíàìè ìåòàëëîâ è àíèîíàìè,
íàïðèìåð, ñâÿçàííûìè ñ íèìè èîíàìè êèñëîðîäà
("ïåðåíîñ çàðÿäà" O2- => Fe3+; O2-
=> Cr6+; O2- > V5+; O2- =>ÌO6+
è ò.ä.).
Ïîëîñû ïåðåíîñà çàðÿäà Fe2+ => Fe3+
ôèêñèðóþòñÿ â îïòè÷åñêèõ ñïåêòðàõ òàêèõ
ìèíåðàëîâ, êàê êîðäèåðèò,
àêâàìàðèí, ñàïôèð, âèâèàíèò è
ìíîãèå äðóãèå), Ti3+ => Ti4+ ó òèòàíèòà è äðóãèõ òèòàíîñèëèêàòîâ,
à ïîëîñû ïåðåíîñà çàðÿäà ìåæäó êèñëîðîäîì è
èîíàìè ìåòàëëîâ — â ñïåêòðàõ áîëüøîé ãðóïïû
ìèíåðàëîâ òðåõâàëåíòíîãî æåëåçà, â ìèíåðàëàõ
êëàññîâ õðîìàòîâ, âàíàäàòîâ, ìîëèáäàòîâ
(êðîêîèòà, âàíàäèíèòà, âóëüôåíèòà è äð.).
Ó áîëüøèíñòâà ìèíåðàëîâ ñ ïðåèìóùåñòâåííî
èîííûì òèïîì ñâÿçè îêðàñêà ñâÿçàíà íå ñ ãëàâíûìè
êîìïîíåíòàìè ñîñòàâà, à ñ ïðèñóòñòâóþùèìè â íèõ èçîìîðôíûìè
ïðèìåñÿìè — ýëåìåíòàìè õðîìîôîðàìè. Â ðîëè
õðîìîôîðîâ (ãðå÷åñêîå "íåñóùèé öâåò") â ìèðå
ìèíåðàëîâ âûñòóïàþò 8 d-ïåðåõîäíûõ ìåòàëëîâ
(ò.å. ìåòàëëîâ, àòîìû êîòîðûõ èìåþò íåäîñòðîåííûå
ýëåêòðîííûå d-îáîëî÷êè): Fe, Cr, Ti, V, Mn, Co, Ni, Cu.
Êðîìå òîãî, õðîìîôîðàìè ìîãóò ÿâëÿòüñÿ è f-ïåðåõîäíûå
ýëåìåíòû (ñ íåäîñòðîåííûìè f-îáîëî÷êàìè), â òîì
÷èñëå íåêîòîðûå ëàíòàíîèäû è óðàí. Âñå ýòè
ýëåìåíòû ìîãóò áûòü êàê ïðèìåñíûìè (÷àùå), òàê è
ãëàâíûìè (âèäîîáðàçóþùèìè) êîìïîíåíòàìè
ìèíåðàëîâ.  ÷àñòíîñòè, ìèíåðàëàì óðàíèëà (UO2)2,
ò.å. ñîäåðæàùèì 6-âàëåíòíûé óðàí, ïðèñóùà (ïðè
îòñóòñòâèè äðóãèõ õðîìîôîðîâ, íàïðèìåð, èîíîâ Cu2+)
ÿðêàÿ îðàíæåâàÿ èëè êàíàðåå÷íî-æåëòàÿ îêðàñêà,
÷òî ñóùåñòâåííî ïîìîãàåò ïðè ïîèñêàõ
ìåñòîðîæäåíèé óðàíîâûõ ðóä, åñëè â íèõ õîðîøî
ðàçâèòà çîíà îêèñëåíèÿ (ñ óðàíîâûìè ñëþäêàìè,
ñèëèêàòàìè è êàðáîíàòàìè óðàíà).
 êà÷åñòâå ïðèìåðîâ ìèíåðàëîâ, ñîäåðæàùèõ â
êà÷åñòâå ãëàâíûõ êîìïîíåíòîâ èîíû ïåðåõîäíûõ
ìåòàëëîâ, êîòîðûå è ÿâëÿþòñÿ "âèíîâíèêàìè"
èõ îêðàñêè, íàçîâåì çåëåíûé ìàëàõèò
è ñèíèé àçóðèò (Ñu2+), èçóìðóä è
ðóáèí (Cr3+), ðîäîõðîçèò, òðèïëèò è ëèòèîôèëèò
(Mn3+), õðèçîëèò (Fe2+). Ïðèìåñü Ìn3+
îêðàøèâàåò â ðîçîâûå è ñèðåíåâûå òîíà ìíîãèå
áåçæåëåçèñòûå ìèíåðàëû ïåãìàòèòîâ:
ëåïèäîëèò, ðîçîâûé òóðìàëèí — ðóáåëëèò, àïàòèò,
êóíöèò (ïðîçðà÷íûé ðîçîâûé ñïîäóìåí), ðîçîâûé
áåðèëë-âîðîáüåâèò, ôîñôàò áåðèëëèÿ ãåðäåðèò è äð.
Ñëåäóåò, âïðî÷åì, ïîä÷åðêíóòü, ÷òî ãëàâíûì
êðàñèòåëåì â ìèíåðàëüíîì ìèðå, íåñîìíåííî,
ñëóæèò æåëåçî, êîòîðîå, â çàâèñèìîñòè îò
ñòåïåíè îêèñëåíèÿ (ò.å. çàðÿäà), îò ñòðóêòóðíîé
ïîçèöèè è îò êîíöåíòðàöèè ìîæåò ïðèäàâàòü
ìèíåðàëàì ðàçëè÷íûå îòòåíêè êîðè÷íåâî-áóðîãî,
æåëòîãî, çåëåíîãî, êðàñíîãî, ðîçîâîãî è äàæå
ñèíåãî öâåòà, à òàêæå (îñîáåííî ïðè âûñîêèõ
ñîäåðæàíèÿõ Fe2+) ñîîáùàòü èì ÷åðíûé öâåò è
íåïðîçðà÷íîñòü.
Îêðàñêà ìèíåðàëîâ ñ ïðåîáëàäàíèåì èîííîé
ñâÿçè, îáóñëîâëåííàÿ ïðèñóòñòâèåì õðîìîôîðîâ —
èîíîâ ïåðåõîäíûõ ìåòàëëîâ, çàâèñèò íå òîëüêî îò
ýëåêòðîííîé ñòðóêòóðû òàêèõ êàòèîíîâ, íî è îò
ñîçäàâàåìîãî èìè êðèñòàëëè÷åñêîãî ïîëÿ, ÷òî
ñâÿçàíî è ñ îêðóæàþùèìè èõ êàòèîíàìè è àíèîíàìè.
Òàê, èîíû Fe2+ âñåãäà ïîãëîùàþò êðàñíûé ñâåò,
è ïîòîìó ñîäåðæàùèå èõ ìèíåðàëû îáû÷íî îêðàøåíû
â çåëåíûå öâåòà ðàçíûõ îòòåíêîâ.
Òåì íå ìåíåå, îêðàñêà êðàñíûõ, ðîçîâûõ,
îðàíæåâûõ, ìàëèíîâûõ ãðàíàòîâ — àëüìàíäèíà,
îò÷àñòè ïèðîïà è àíäðàäèòà —
òîæå îáóñëîâëåíà èîíîì Fe2+, íî íàõîäÿùèìñÿ,
â ñîîòâåòñòâèè ñ ñèììåòðèåé èõ ñòðóêòóðû, â
êóáè÷åñêîì êðèñòàëëè÷åñêîì ïîëå (Ê×=8); âïðî÷åì,
âîçìîæíî, ÷òî â îêðàñêå ýòèõ ìèíåðàëîâ
ñóùåñòâåííûé âêëàä ïðèíàäëåæèò ïîëîñàì ïåðåíîñà
çàðÿäà Fe2+ > Fe3+.
×òî æå êàñàåòñÿ èîíîâ Fe3+, òî íà ïîãëîùåíèå
èìè ñâåòà ñèëüíî âëèÿåò ëîêàëüíàÿ ñèììåòðèÿ èõ
áëèæàéøåãî îêðóæåíèÿ, ò.å. êðèñòàëëè÷åñêîãî ïîëÿ.
 çàâèñèìîñòè îò ýòîãî ôàêòîðà îíè ìîãóò â
ðàçëè÷íîé ñòåïåíè ïîãëîùàòü ñâåòîâûå âîëíû êàê
ôèîëåòîâî-ñèíåé, òàê è êðàñíîé — áëèæíåé
èíôðàêðàñíîé îáëàñòåé ñïåêòðà. Äîïîëíèòåëüíûìè
öâåòàìè, â êîòîðûå îêðàñÿòñÿ ìèíåðàëû, áóäóò
ñîîòâåòñòâåííî æåëòûé è çåëåíûé.
Ïðè íàèáîëåå îáû÷íîì Ê× Fe3+ = 6 ÷åì ñèëüíåå
èñêàæåíû êîîðäèíàöèîííûå îêòàýäðû Fe3+ è ÷åì
íèæå èõ ñèììåòðèÿ è ñëàáåå êðèñòàëëè÷åñêîå
ïîëå3), òåì ñèëüíåå èîí Fe3+ ïîãëîùàåò êðàñíûé
ñâåò, è ñîäåðæàùèå åãî ìèíåðàëû ïðèîáðåòàþò
çåëåíóþ è æåëòîâàòî-çåëåíóþ îêðàñêó:
ñâåòëî-çåëåíûå ãðàíàòû — äåìàíòîèä è ãðîññóëÿð; òåìíî-çåëåíûå øïèíåëè —
ïëåîíàñò è ãàíèò; æåëòîâàòî-çåëåíûå õðèçîáåðèëë, âåçóâèàí è ýïèäîò
(ïîñëåäíèé ìîæåò è íå èìåòü æåëòîâàòîãî îòòåíêà,
ò.å. áûòü ÷èñòî çåëåíûì); òåìíî-çåëåíûé ãëàóêîíèò;
è äð.
Âìåñòå ñ òåì, ïðè âûñîêîì ñîäåðæàíèè Fe3+ â
ìèíåðàëàõ, ÷òî èìååò ìåñòî â åãî îêñèäàõ è
ãèäðîêñèäàõ, à òàêæå â áîëüøèíñòâå ôîñôàòîâ,
àðñåíàòîâ è ñóëüôàòîâ, ãëàâíûì ôàêòîðîì,
îïðåäåëÿþùèì îêðàñêó, ñòàíîâèòñÿ ïåðåíîñ çàðÿäà
O2 > Fe3+; ïîëîñà ïåðåíîñà çàðÿäà (â
çàâèñèìîñòè îò òîãî, íàñêîëüêî îíà ïðîñòèðàåòñÿ
â äëèííîâîëíîâóþ ÷àñòü ñïåêòðà) âûçûâàåò æåëòóþ,
êîðè÷íåâî-áóðóþ, êðàñíî-êîðè÷íåâóþ è êðàñíóþ
îêðàñêè (ãåìàòèò, ã¸òèò,
ëåïèäîêðîêèò, ÿðîçèò è ìíîãèå äðóãèå ìèíåðàëû).
Òå æå îêðàñêè ïîÿâëÿþòñÿ è ó ìèíåðàëîâ,
ñîäåðæàùèõ Fe3+ â òåòðàýäðè÷åñêîé, ò.å.
÷åòâåðíîé, êîîðäèíàöèè (æåëòûé ïðîçðà÷íûé
ôåððèîðòîêëàç — äðàãîöåííûé êàìåíü ñ îñòðîâà
Ìàäàãàñêàð; êîðè÷íåâàòî-êðàñíûé
òåòðàôåððèôëîãîïèò èç ðóäîíîñíûõ êàðáîíàòèòîâ
Êîâäîðñêîãî ìåñòîðîæäåíèÿ íà Êîëüñêîì
ïîëóîñòðîâå è äð.). Îêðàñêà, îáóñëîâëåííàÿ
ïðèñóòñòâèåì ïðèìåñíûõ èîíîâ ïåðåõîäíûõ
ìåòàëëîâ, ìîæåò âûçûâàòüñÿ è ïåðåíîñîì çàðÿäà
ìåæäó ýòèìè ðàçíîâàëåíòíûìè èîíàìè (Fe2+ > Fe3+,
Ti3+ Ti4+ è äð.).
Òàêèì îáðàçîì, çàðÿä ïîãëîùàþùèõ ñâåò èîíîâ
(õðîìîôîðîâ) îêàçûâàåò áîëüøîå âëèÿíèå íà
îêðàñêó ìèíåðàëîâ. Íî íå òîëüêî çàðÿä, à è ñòðóêòóðíàÿ
ïîçèöèÿ ýòèõ èîíîâ (ïðåæäå âñåãî —
êîîðäèíàöèîííîå ÷èñëî, à òàêæå ìåæàòîìíûå
ðàññòîÿíèÿ). Òàê, ïðèìåñü æåëåçà â áåðèëëàõ ìîæåò
ñëóæèòü, â çàâèñèìîñòè îò åãî âàëåíòíîñòè,
ðàçäåëüíîãî èëè ñîâìåñòíîãî ïðèñóòñòâèÿ Fe2+
è Fe3+ è èõ ïîëîæåíèÿ â ñòðóêòóðå (â îêòàýäðàõ,
òåòðàýäðàõ èëè ïðîìåæóòêàõ ìåæäó
êîîðäèíàöèîííûìè ïîëèýäðàìè), ïðè÷èíîé,
âûçûâàþùåé çåëåíóþ, æåëòóþ èëè ãîëóáóþ îêðàñêó.
Åùå íàãëÿäíåå ïðèìåð õðîìà. Ìèíåðàëû êëàññà
õðîìàòîâ, ñîäåðæàùèå Cr6+ (à òî÷íåå, ðàäèêàëû
CrO42-, â êîòîðûõ K× Cr6+=4), âñåãäà
îêðàøåíû â ÿðêèå îðàíæåâî-êðàñíûå è êðàñíûå òîíà.
À âîò ìèíåðàëû, ñîäåðæàùèå èîíû Cr3+, ìîãóò
áûòü îêðàøåíû â ñèðåíåâûé (ëèëîâûé), êðàñíûé,
çåëåíûé èëè ãîëóáîé öâåò. Ãëàâíûå ôàêòîðû,
îïðåäåëÿþùèå â äàííîì ñëó÷àå ðåçóëüòèðóþùóþ
îêðàñêó ìèíåðàëîâ: äëèíà ìåæàòîìíûõ ðàññòîÿíèé
(Cr-Î è äð.) â êîîðäèíàöèîííûõ ïîëèýäðàõ Cr3+
(îáû÷íî èîíû Cr3+ çàìåùàþò Àl3+ â
îêòàýäðàõ) è ëîêàëüíàÿ ñèììåòðèÿ ýòèõ ïîëèýäðîâ
(ò.å. ñòåïåíü èñêàæåíèÿ îêòàýäðîâ, ñíèæàþùåãî èõ
ñèììåòðèþ), à òàêæå îòñóòñòâèå èëè íàëè÷èå
âçàèìîäåéñòâèÿ èîíîâ Cr3+ ìåæäó ñîáîé
(èíîãäà âïëîòü äî îáðàçîâàíèÿ èîííûõ ïàð); âàæíóþ
ðîëü èãðàåò è òèï õèìè÷åñêîé ñâÿçè (ñîîòíîøåíèå
åå èîííîé è êîâàëåíòíîé ñîñòàâëÿþùèõ). Ïåðâûå äâà
ôàêòîðà õàðàêòåðèçóþò ãåîìåòðèþ è ìåòðèêó
ñòðóêòóðíîé ïîçèöèè Cr.
Íàïðèìåð, ÷åì êîðî÷å ìåæàòîìíûå ðàññòîÿíèÿ Cr-Î,
Cr-ÎÍ, Cr-F â îêòàýäðàõ, òåì ñèëüíåå ñîçäàâàåìîå èìè
êðèñòàëëè÷åñêîå ïîëå è òåì áîëåå
êîðîòêîâîëíîâûé ñâåò ïîãëîùàþò èîíû Cr3+, à
ñîîòâåòñòâåííî Cr-ñîäåðæàùèå ìèíåðàëû
ïðèîáðåòàþò ëèëîâûå (ñèðåíåâûå) è êðàñíûå
îêðàñêè (øïèíåëü, ðóáèí, ïèðîï,
èíîãäà òîïàç è äð.); óâåëè÷åíèå
ìåæàòîìíûõ ðàññòîÿíèé ñìåùàåò ïîëîñó ïîãëîùåíèÿ
â áîëåå äëèííîâîëíîâóþ ÷àñòü ñïåêòðà, è îêðàñêà
ìèíåðàëîâ ñòàíîâèòñÿ ñîîòâåòñòâåííî çåëåíîé
(ãðàíàò-óâàðîâèò, èçóìðóä,
õðîìäèîïñèä, õðîìäðàâèò èç ãðóïïû òóðìàëèíîâ,
õðîìîâûé ìóñêîâèò-ôóêñèò, âîëêîíñêîèò
— ïðèðîäíûé ìèíåðàëüíûé ïèãìåíò è äð.),
ãîëóáîâàòî-çåëåíîé (ýâêëàç) èëè äàæå ÷èñòî
ãîëóáîé (êèàíèò è õðîì ñîäåðæàùèé
ãëèíèñòûé ìèíåðàë ãàëëóàçèò).
Íî ìåæàòîìíûå ðàññòîÿíèÿ âî ìíîãîì çàâèñÿò îò
òîãî, ñ êàêèìè àíèîíàìè ñâÿçàíû èîíû Cr3+, à
òàêæå îò ñòåïåíè èîííîñòè èëè êî âàëåíòíîñòè
ýòîé ñâÿçè. Èíûìè ñëîâàìè, íà öâåò ìèíåðàëîâ,
îêðàøåííûõ õðîìîôîðîì Cr3+, îêàçûâàåò
çàìåòíîå âëèÿíèå õàðàêòåð àíèîíîâ, ñ êîòîðûìè îí
ñòðóêòóðíî ñâÿçàí; îòíþäü íå áåçðàçëè÷íî, â
÷àñòíîñòè, áóäåò ëè ýòî O2-, Ñ1-, (ÎÍ)-
èëè F-.
 ñâîþ î÷åðåäü, ïðèìåñíûå èîíû ïÿòèâàëåíòíîãî
õðîìà, à òî÷íåå — êîìïëåêñû CrO43-,
îáóñëîâëèâàþò æåëòóþ, îðàíæåâóþ è çåëåíóþ
îêðàñêó ìèíåðàëîâ ðÿäà ïèðîìîðôèò Pb5(ÐO4)Cl
— ìèìåòèò Pb5(AsO4)Cl, ïðè÷åì öâåòîâûå
ïåðåõîäû â äàííîì ñëó÷àå îáóñëîâëåíû, ñêîðåå
âñåãî, ñòåïåíüþ èñêàæåíèÿ (äåôîðìàöèè)
òåòðàýäðîâ CrO4-, ò.å. ñíèæåíèåì ëîêàëüíîé
ñèììåòðèè èõ îêðóæåíèÿ â ðåçóëüòàòå èçîìîðôíîãî
çàìåùåíèÿ ÷àñòè ôîñôîðà íà ìûøüÿê â ïèðîìîðôèòàõ
èëè ìûøüÿêà íà ôîñôîð â ìèìåòèòàõ (â îáîèõ
ñëó÷àÿõ îêðàñêà ìåíÿåòñÿ îò çåëåíîé äî æåëòîé è
îðàíæåâîé). Ýòîò ïðèìåð õîðîøî èëëþñòðèðóåò
ñóùåñòâåííîå âëèÿíèå êàòèîíîâ, îêðóæàþùèõ
õðîìîôîðû, íà îêðàñêó ìèíåðàëîâ, èõ ñîäåðæàùèõ.
Íàêîíåö, î÷åíü ìíîãèå ìèíåðàëû îáÿçàíû ñâîåé
îêðàñêîé ïðèñóòñòâóþùèì â íèõ òî÷å÷íûì
ñòðóêòóðíûì äåôåêòàì — ýëåêòðîííî-äûðî÷íûì
öåíòðàì, âîçíèêàþùèì âñëåäñòâèå âõîæäåíèÿ
ïîñòîðîííèõ ïðèìåñíûõ èîíîâ â íèçêèõ
êîíöåíòðàöèÿõ è ÷àñòî â íåîáû÷íîì âàëåíòíîì
ñîñòîÿíèè (íàïðèìåð, ïàðàìàãíèòíûå ýëåêòðîííûå
öåíòðû Pb+ â àìàçîíèòå). Çàìåùåíèå Si4+
< Al3+ â êâàðöå (ñ
îäíîâðåìåííûì âõîæäåíèåì Li+ èëè Í+
äëÿ êîìïåíñàöèè çàðÿäà, ò.å. ñòàáèëèçàöèè öåíòðà)
ïðèäàåò êâàðöó äûì÷àòóþ îêðàñêó.
Öâåò ëàçóðèòà, ãàêìàíèòà,
ãåíòòåëüâèíà îáóñëîâëåí èîíàìè-ðàäèêàëàìè S3
è S2 ; íåêîòîðûå êàëüöèòû îêðàøèâàþòñÿ
èîíàìè-ðàäèêàëàìè ÑO33-; ãîëóáûå,
ñèíèå, ëèëîâûå ôëþîðèòû
õàðàêòåðèçóþòñÿ íàëè÷èåì ñîáñòâåííûõ äåôåêòîâ
ðåøåòêè (áåç ó÷àñòèÿ ïîñòîðîííèõ èîíîâ),
ïðîÿâëåííûõ ëèáî â ôîðìå ìåæäóóçåëüíûõ àòîìîâ
ôòîðà, ëèáî â ôîðìå òàê íàçûâàåìûõ F-öåíòðîâ
(öåíòð îêðàñêè), ò.å. âàêàíñèé ôòîðà (ïóñòûõ
íåçàïîëíåííûõ óçëîâ ðåøåòêè, çàõâàòèâøèõ
ýëåêòðîí).  èíûõ ñëó÷àÿõ îêðàñêà ôëþîðèòà
(çåëåíàÿ, æåëòàÿ è äð.) ìîæåò áûòü ñâÿçàíà ñ
âõîæäåíèåì ðåäêîçåìåëüíûõ ýëåìåíòîâ.
×èñëî ïîäîáíûõ ïðèìåðîâ ìîæíî ìíîãîêðàòíî
óâåëè÷èòü. Íàïðèìåð, F-öåíòðû îáóñëîâëèâàþò
æåëòóþ îêðàñêó ãàëèòà NaCl è
àíèëèíîâî-êðàñíóþ — ñèëüâèíà ÊCl,
êàê è âîîáùå â áîëüøèíñòâå ñëó÷àåâ öâåò
êðèñòàëëîâ ãàëîãåíèäîâ ùåëî÷åé.
Êîíêðåòíûå ïðè÷èíû îêðàñêè îòäåëüíûõ
ìèíåðàëîâ îõàðàêòåðèçîâàíû ïðè èõ îïèñàíèè.
Ñëåäóåò ëèøü óïîìÿíóòü, ÷òî ïîäîáíûå
"äåôåêòíûå" îêðàñêè ìèíåðàëîâ âåñüìà ÷àñòî
îêàçûâàþòñÿ íåñòîéêèìè ê ñîëíå÷íîìó ñâåòó
è/èëè ïîâûøåííîé òåìïåðàòóðå: ìèíåðàëû áûñòðî
ëèáî ïîñòåïåííî âûöâåòàþò íà ñâåòó èëè ïðè
íàãðåâàíèè. Ïðàâäà, âî ìíîãèõ ñëó÷àÿõ èõ îêðàñêà
âîññòàíàâëèâàåòñÿ ïîñëå ðåíòãåíîâñêîãî
îáëó÷åíèÿ (èëè ïîä âëèÿíèåì äðóãèõ âèäîâ
èîíèçèðóþùåãî èçëó÷åíèÿ).
Ó íåêîòîðûõ ìèíåðàëîâ îêðàñêè òàêîãî ðîäà
âîîáùå âûçûâàþòñÿ èñêóññòâåííî — ïóòåì
òåðìè÷åñêîãî èëè ðàäèàöèîííîãî âîçäåéñòâèÿ. Äà è
â ïðèðîäå ïîäîáíûå îêðàñêè ó ìèíåðàëîâ
ïîÿâëÿþòñÿ íå áåç ó÷àñòèÿ åñòåñòâåííîãî
ðàäèîàêòèâíîãî îáëó÷åíèÿ, àêòèâèðóþùåãî
(ïðîÿâëÿþùåãî) ýëåêòðîííî-äûðî÷íûå öåíòðû.
Òðåòèé òèï îêðàñîê ìèíåðàëîâ ñîñòàâëÿþò ïñåâäîõðîìàòè÷åñêèå
îêðàñêè, îõâàòûâàþùèå öåëûé ðÿä îñîáûõ
îïòè÷åñêèõ ýôôåêòîâ, êîòîðûå ðàññìàòðèâàþòñÿ â
îñíîâíîì ïðèìåíèòåëüíî ê íåêîòîðûì äðàãîöåííûì
êàìíÿì. Â ýòó ãðóïïó "ëîæíûõ îêðàñîê" âõîäÿò
òàêèå ýôôåêòû, ñâÿçàííûå ñ ÿâëåíèÿìè èíòåðôåðåíöèè
è äèôðàêöèè ñâåòà, åãî ïðåëîìëåíèåì,
äèñïåðñèåé, ïîëíûì âíóòðåííèì îòðàæåíèåì è
ðàññåÿíèåì, êàê èðèçàöèÿ ïîëåâûõ
øïàòîâ (ëàáðàäîðèòà, "ëóííîãî êàìíÿ"),
îáóñëîâëåííàÿ èõ òîíêîïëàñòèí÷àòûì ñòðîåíèåì,
îïàëåñöåíöèÿ — ñâîéñòâî îïàëà,
ñâÿçàííîå ñ åãî ãëîáóëÿðíûì ñòðîåíèåì, à òàêæå
óïîìèíàâøàÿñÿ âûøå èãðà ñâåòà âñëåäñòâèå
âûñîêîé äèñïåðñèè ("îãîíü", ñèÿíèå, èëè
èñêðåíèå êàìíÿ); îáû÷íî çàîäíî ñ íèìè îïèñûâàþò è
ýôôåêòû, âûçûâàåìûå ïðèñóòñòâèåì â ìèíåðàëå
îðèåíòèðîâàííûõ èãîëü÷àòûõ âêëþ÷åíèé èëè ïîëûõ
êàíàëüöåâ — àñòåðèçì ("çâåçä÷àòûå" êàìíè),
ëèáî òîíêîâîëîêíèñòûì ñòðîåíèåì ("ýôôåêò
êîøà÷üåãî ãëàçà"), ëèáî, íàêîíåö, íàëè÷èåì
ìåëêèõ ÷åøóé÷àòûõ âðîñòêîâ (ñëþäû,
ãåìàòèòà è ò.ï.) — àâàíòþðèíîâûé
ýôôåêò (îòíîñÿùèéñÿ, ñòðîãî ãîâîðÿ, ê
àëëîõðîìàòèçìó).
Ê ÿâëåíèÿì ïñåâäîõðîìàòèçìà ïðèíàäëåæèò òàêæå ïîáåæàëîñòü,
ÿâëÿþùàÿñÿ äëÿ íåêîòîðûõ ìèíåðàëîâ, îñîáåííî èç
êëàññà ñóëüôèäîâ, ðåæå îêñèäîâ, õàðàêòåðíûì äèàãíîñòè÷åñêèì
ïðèçíàêîì. Ïîáåæàëîñòü çàâèñèò îò ñîñòîÿíèÿ
ïîâåðõíîñòíîãî ñëîÿ ìèíåðàëà è ïðåäñòàâëÿåò
ñîáîé òîíêèå öâåòíûå èðèçèðóþùèå (÷àñòî ðàäóæíûå)
ïëåíêè íà ïîâåðõíîñòè ìèíåðàëüíûõ èíäèâèäîâ è
àãðåãàòîâ, âíåøíå íàïîìèíàþùèå ïëåíêè ìàñëà èëè
íåôòåïðîäóêòîâ íà ïîâåðõíîñòè âîäû. Ðàäóæíàÿ
ïîáåæàëîñòü íàáëþäàåòñÿ, íàïðèìåð, íà õàëüêîïèðèòå, êîâåëëèíå,
èíîãäà ïèðèòå è äðóãèõ ñóëüôèäàõ,
à òàêæå íà êðèñòàëëàõ ãåìàòèòà (æåëåçíîãî
áëåñêà), íà ïî÷êîâèäíûõ àãðåãàòàõ ã¸òèòà;
ï¸ñòðàÿ èëè ñèíå-ôèîëåòîâàÿ — íà áîðíèòå,
ãîëóáàÿ èëè ñèíÿÿ — íà ãðàíÿõ êðèñòàëëîâ
ìàãíåòèòà, èëüìåíèòà è äð.
Îêðàñêà ÷àñòî ðàñïðåäåëÿåòñÿ â ìèíåðàëå íåðàâíîìåðíî;
íåðåäêî îíà êîíòðîëèðóåòñÿ çîíàëüíûì èëè
ñåêòîðèàëüíûì ñòðîåíèåì êðèñòàëëà, ïðè÷åì
îêðàøåííûå çîíû èëè ïèðàìèäû ðîñòà ïåðåìåæàþòñÿ
ëèáî ñ áåñöâåòíûìè (àãàòû, àìåòèñò, òóðìàëèí),
ëèáî ñ çîíàìè äðóãîãî öâåòà (ïîëèõðîìíûé
òóðìàëèí). Íåðåäêî íàáëþäàåòñÿ è íåçàêîíîìåðíîå, ïÿòíèñòîå
ðàñïðåäåëåíèå îêðàñêè â êðèñòàëëå.
Íàêîíåö, íåëüçÿ íå ñêàçàòü, ÷òî îêðàñêà
ìèíåðàëîâ ìîæåò çàâèñåòü íå òîëüêî îò âíóòðåííèõ
ïðè÷èí, íî è îò âíåøíèõ, à èìåííî — îò îêðàñêè
ïàäàþùåãî íà íèõ ñâåòà, ò.å. îò "öâåòîâîé
òåìïåðàòóðû" èñòî÷íèêà îñâåùåíèÿ.
Íàèáîëåå ðåçêî òàêàÿ çàâèñèìîñòü îò äëèíû
âîëíû ïàäàþùåãî ñâåòà âûðàæåíà ó ìèíåðàëà àëåêñàíäðèòà
(äðàãîöåííàÿ ðàçíîâèäíîñòü õðèçîáåðèëëà): ïðè
äíåâíîì (åñòåñòâåííîì) îñâåùåíèè îí êàæåòñÿ
çåëåíûì, ïðè âå÷åðíåì (ò.å. èñêóññòâåííîì) —
êðàñíûì. Ýòî ñâÿçàíî ñ òåì, ÷òî â ñïåêòðå
àëåêñàíäðèòà (à õðîìîôîðîì â äàííîì ñëó÷àå
ñëóæèò Cr3+) èìåþòñÿ "îêíà",
ïðîïóñêàþùèå ñâåò êàê â çåëåíîé, òàê è â êðàñíîé
îáëàñòÿõ. Ñïåêòð äíåâíîãî (ñîëíå÷íîãî) ñâåòà
ñîîòâåòñòâóåò öâåòîâîé òåìïåðàòóðå 6000K, èìåÿ
ìàêñèìóì èíòåíñèâíîñòè â çåëåíîé îáëàñòè;
"îêíî" â çåëåíîé ÷àñòè ñïåêòðà àëåêñàíäðèòà
ïðîïóñêàåò ýòè çåëåíûå ëó÷è, è ìèíåðàë êàæåòñÿ
çåëåíûì.
Èñêóññòâåííîå îñâåùåíèå — áóäü òî
ýëåêòðè÷åñêàÿ ëàìïà èëè ñâå÷è — èìååò öâåòîâóþ
òåìïåðàòóðó ïîðÿäêà 2400Ê, è â åãî ñïåêòðå ìàêñèìóì
èíòåíñèâíîñòè ïðèõîäèòñÿ íà áîëåå äëèííîâîëíîâîå
èçëó÷åíèå. Íî â ñïåêòðå àëåêñàíäðèòà åñòü è
"îêíî", ñîîòâåòñòâóþùåå äëèíàì âîëí áîëåå 600
íì; îíî-òî è ïðîïóñêàåò êðàñíûå ëó÷è, âñëåäñòâèå
÷åãî îêðàñêà êàìíÿ ìåíÿåòñÿ ñ çåëåíîé íà êðàñíóþ.
Óñèëåíèþ "àëåêñàíäðèòîâîãî ýôôåêòà"
ñïîñîáñòâóþò è îñîáåííîñòè ôèçèîëîãèè çðåíèÿ
÷åëîâåêà, êîòîðîå íàèáîëåå ÷óâñòâèòåëüíî ê
çåëåíîìó öâåòó.
Àëåêñàíäðèòîâûé ýôôåêò, ïðàâäà, ìåíåå ðåçêî
ïðîÿâëåííûé, ñâîéñòâåí è íåêîòîðûì
õðîìñîäåðæàùèì ïèðîïàì èç àëìàçîíîñíûõ
êèìáåðëèòîâûõ òðóáîê. Îí âîñïðîèçâîäèòñÿ òàêæå â
ñèíòåòè÷åñêèõ êðèñòàëëàõ
õðèçîáåðèëëà-àëåêñàíäðèòà (ñ 1973 ãîäà) è â
èñêóññòâåííûõ èìèòàöèÿõ àëåêñàíäðèòà —
èñêóññòâåííîì êîðóíäå ñ
ïåðåõîäàìè îò çåëåíîâàòî-ãîëóáîãî äî
áëåäíî-ôèîëåòîâîãî öâåòà (íî íå êðàñíîãî), à òàêæå
â ñèíòåòè÷åñêîé øïèíåëè (ñ äîáàâêîé âàíàäèÿ).
Ðàñøèôðîâêà ïðèðîäû îêðàñêè ìèíåðàëîâ âîîáùå
ïðèîáðåòàåò îñîáî âàæíîå ïðàêòè÷åñêîå çíà÷åíèå
â ðàáîòàõ ïî âûðàùèâàíèþ èñêóññòâåííûõ
êðèñòàëëîâ äðàãîöåííûõ êàìíåé è èõ èìèòàöèé,
êîãäà äëÿ ïðèäàíèÿ ñèíòåòè÷åñêèì êðèñòàëëàì
íóæíîãî öâåòà íåîáõîäèìî çíàòü, ÷åì âûçûâàåòñÿ
îêðàñêà èõ ïðèðîäíûõ àíàëîãîâ.
Ïðèâåäåííûé îáçîð ïîêàçûâàåò âñþ ñëîæíîñòü
ïðîáëåìû ïðîèñõîæäåíèÿ îêðàñêè ìèíåðàëîâ,
êîòîðàÿ çàâèñèò îò ìíîãèõ, ïðèòîì íåëåãêî
âûÿâëÿåìûõ ôàêòîðîâ. Îòñþäà — ñåðüåçíûå
òðóäíîñòè, âñòàþùèå íà ïóòè èññëåäîâàòåëÿ,
ïûòàþùåãîñÿ ðàñøèôðîâàòü åå ïðèðîäó â êàæäîì
êîíêðåòíîì ñëó÷àå.
<<< Ïðîçðà÷íîñòü | Ñîäåðæàíèå | Öâåò
÷åðòû >>>
Ïîçíàêîìèòüñÿ ñ èçîáðàæåíèÿìè è îïèñàíèÿìè äðóãèõ îáúåêòîâ ïðèðîäû Ðîññèè è ñîïðåäåëüíûõ ñòðàí -
ìèíåðàëîâ è ãîðíûõ ïîðîä,
ïî÷â,
ãðèáîâ,
âîäîðîñëåé,
ëèøàéíèêîâ,
ëèñòîñòåáåëüíûõ ìõîâ,
äåðåâüåâ, êóñòàðíèêîâ, êóñòàðíè÷êîâ è ëèàí,
òðàâÿíèñòûõ ðàñòåíèé (öâåòîâ),
ÿãîä è äðóãèõ äèêîðàñòóùèõ ñî÷íûõ ïëîäîâ,
âîäíûõ áåñïîçâîíî÷íûõ æèâîòíûõ,
íàñåêîìûõ-âðåäèòåëåé ëåñà,
äíåâíûõ áàáî÷åê,
ïðåñíîâîäíûõ è ïðîõîäíûõ ðûá,
çåìíîâîäíûõ (àìôèáèé),
ïðåñìûêàþùèõñÿ (ðåïòèëèé),
ïòèö, ïòè÷üèõ ãíåçä, èõ ÿèö è ãîëîñîâ, à òàêæå
ìëåêîïèòàþùèõ (çâåðåé), -
ìîæíî â ðàçäåëå Ïðèðîäà Ðîññèè íàøåãî ñàéòà.
 ðàçäåëå Ïðèðîäà â ôîòîãðàôèÿõ
ðàçìåùåíû òàêæå òûñÿ÷è íàó÷íûõ ôîòîãðàôèé ãðèáîâ, ëèøàéíèêîâ, ðàñòåíèé è
æèâîòíûõ Ðîññèè è ñòðàí áûâøåãî ÑÑÑÐ, à â ðàçäåëå
Ïðèðîäíûå ëàíäøàôòû ìèðà - ôîòîãðàôèè ïðèðîäû
Åâðîïû,
Àçèè,
Ñåâåðíîé è
Þæíîé Àìåðèêè,
Àôðèêè,
Àâñòðàëèè è Íîâîé Çåëàíäèè è
Àíòàðêòèêè.
 ðàçäåëå Ìåòîäè÷åñêèå ìàòåðèàëû
Âû òàêæå ìîæåòå ïîçíàêîìèòüñÿ ñ îïèñàíèÿìè ðàçðàáîòàííûõ ýêîëîãè÷åñêèì öåíòðîì "Ýêîñèñòåìà"
ïå÷àòíûõ îïðåäåëèòåëåé ðàñòåíèé ñðåäíåé ïîëîñû,
êàðìàííûõ îïðåäåëèòåëåé îáúåêòîâ ïðèðîäû ñðåäíåé ïîëîñû,
îïðåäåëèòåëüíûõ òàáëèö "Ãðèáû, ðàñòåíèÿ è æèâîòíûå Ðîññèè",
êîìïüþòåðíûõ (ýëåêòðîííûõ) îïðåäåëèòåëåé ïðèðîäíûõ îáúåêòîâ,
ïîëåâûõ îïðåäåëèòåëåé äëÿ ñìàðòôîíîâ è ïëàíøåòîâ,
ìåòîäè÷åñêèõ ïîñîáèé ïî îðãàíèçàöèè ïðîåêòíîé äåÿòåëüíîñòè øêîëüíèêîâ è ïîëåâûõ ýêîëîãè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé
(âêëþ÷àÿ êíèãó äëÿ ïåäàãîãîâ "Êàê îðãàíèçîâàòü ïîëåâîé ýêîëîãè÷åñêèé ïðàêòèêóì"), à òàêæå
ó÷åáíî-ìåòîäè÷åñêèõ
ôèëüìîâ ïî îðãàíèçàöèè ïðîåêòíîé èññëåäîâàòåëüñêîé äåÿòåëüíîñòè øêîëüíèêîâ â ïðèðîäå.
Ïðèîáðåñòè âñå ýòè ìàòåðèàëû ìîæíî â íàøåì íåêîììåð÷åñêîì Èíòåðíåò-ìàãàçèíå.
Òàì æå ìîæíî ïðèîáðåñòè mp3-äèñêè Ãîëîñà ïòèö ñðåäíåé ïîëîñû Ðîññèè è
Ãîëîñà ïòèö Ðîññèè, ÷.1: Åâðîïåéñêàÿ ÷àñòü, Óðàë, Ñèáèðü.
|