實驗十 認識和描述礦物的光學性質
壹、目的要求
1.了解礦物的呈色機理和顏色分類;
2.學會觀察描述礦物光學性質的方法;
3.理解礦物光澤的概念並學會識別光澤;
4.掌握光學性質之間的關系。
二、難點
光澤的識別和光學性質之間的關系。
三、內容和方法
1.顏色:據礦物呈色的成因分為自色、他色和假色。
自色:由礦物的成分和結構所決定的顏色，如磁鐵礦的鐵黑色。
他色:由礦物中雜質、氣液包裹體等引起的顏色，如薔薇石英的粉紅色。
假色:由於某些礦物因內部裂隙或表面氧化膜所引起光線幹涉所呈現的顏色，有錆色(如斑銅礦、黃銅礦)和暈色(如方解石、白雲母)兩類。
礦物的顏色是礦物的重要鑒定特征，因此正確的描述礦物的顏色是極為重要的。為了使大家在描述礦物的顏色時盡量取得壹致，通常用三種方法。
(1)標準色譜法:以下面礦物的顏色作為標準色。
①紅色辰砂 ②橙色鉻酸鉛礦
③黃色雌黃 ④綠色孔雀石
⑤藍色藍銅礦 ⑥紫色紫水晶
⑦褐色褐鐵礦 ⑧黑色黑色電氣石
⑨灰色鋁土礦 ⑩白色斜長石
(2)類比法:以生活中常見的實物顏色來描述。如橘紅色(雄黃)、橄欖綠色(橄欖石)。
對於具金屬光澤及部分半金屬光澤的礦物來說，類比法尤為重要，在描述顏色時必須與金屬類比，常見的有:
①鐵黑色磁鐵礦 ②鋼灰色鏡鐵礦
③鉛灰色方鉛礦 ④錫白色毒砂
⑤銀白色自然銀 ⑥銅紅色自然銅
⑦銅黃色黃銅礦 ⑧金黃色自然金
(3)二名法:用兩種標準色來描述，其中主要顏色放在後面。如黃綠色，則以綠色為主，帶有黃色色調。
在觀察礦物的顏色時應註意必須觀察礦物的新鮮面。當礦物遭受風化時，應用小刀刮去風化面露出新鮮面時再觀察描述;觀察描述礦物的顏色時還應註意首先觀察其光澤，如為金屬光澤的礦物，則必須采用與金屬類比的方法來觀察描述。
2.條痕:礦物的條痕是指礦物粉末的顏色。
壹般采用礦物在瓷板上劃動時留下的粉末的顏色作為條痕。觀察描述的方法與礦物顏色相同。
3.光澤:礦物的光澤是指礦物表面反光的能力。
通常在晶面或解理面上觀察礦物的光澤，據其反光的強弱劃分為
金屬光澤:方鉛礦、黃銅礦
半金屬光澤:鏡鐵礦、黑鎢礦
金剛光澤:金剛石、閃鋅礦
玻璃光澤:方解石、石英
此外，由於集合方式、斷口等原因造成特殊的光澤，又稱為變異光澤，主要有
油脂光澤:石英(斷口)
絲絹光澤:纖維石膏、石棉(纖維狀集合體)
珍珠光澤:白雲石(極完全解理)
瀝青光澤:瀝青鈾礦(半透明－不透明黑色集合體)
土狀光澤:高嶺石(土狀集合體)
要反復觀察標本，加深光澤等級的印象;註意光澤與條痕之間的關系，以幫助正確判斷礦物的光澤;對變異光澤應初步有些感性知識，在以後各論的學習中再進壹步學習掌握。
4.透明度:是指礦物透光的能力，分為透明、半透明、不透明三個等級。除直接觀察外，主要借助條痕來幫助確定。
透明:條痕為無色、白色;
半透明:條痕為各種彩色;
不透明:條痕為黑色或金屬色。
5.學習提示
(1)描述礦物的顏色時，先要確定其主要的色彩，再寫明是否為金屬色。例如:主要為灰色，但色調較暗且具金屬色者，記錄為暗鉛灰色;又如:主要為紅色帶較深的棕色調就可描述為深棕紅色。
(2)自色、他色和假色是根據呈色機制不同而劃分的，壹般情況下，肉眼是不易正確判定的，但礦物條痕色有時可以幫助判斷。
1)凡顏色和條痕色的色調都較深，而且兩者變化不大者，多為自色。
2)假色在成塊的標本上才可見到，而在條痕上是不能看到的。
(3)怎樣正確地測試礦物的條痕色?
1)選用盡可能新鮮純凈的礦物來測試其條痕色，條痕板應選用潔白、平整、堅硬的瓷板。
2)動手刻劃條痕時，用力應輕而均勻，切忌過重、過猛，否則得到的將是礦物碎塊的顏色，而不是礦物粉末的顏色。
3)若礦物硬度比條痕板大，則在條痕板上劃不出條痕色，可將礦物壓碎成粉末再觀察(這類礦物多呈玻璃光澤);若為富延展性礦物則在條痕板上劃不到粉末(實際上它們的條痕往往與顏色相同);至於彈性片狀礦物更不易得到粉末，可用小刀在其表面刻劃壹下，這樣既得到條痕，又測試了硬度。
(4)肉眼條件下正確判斷光澤的方法
首先，應通過反復觀察比較各種標準的光澤標本，初步掌握好判斷光澤的感性基礎。其次，對壹些特殊的光澤，應掌握它們出現的條件。倘若礦物較新鮮時，應盡量在晶面上觀察，如在斷口上觀察，描述時應加註明。當礦物不夠新鮮時，應結合條痕色來判斷其光澤。
1)凡條痕呈黑色、金屬色者，屬金屬光澤，其余為非金屬光澤(包括金剛光澤和玻璃光澤);
2)凡條痕呈淺彩色者，多屬金剛光澤，其礦物顏色多呈較鮮艷的彩色;
3)凡條痕呈白色或無色者，多屬玻璃光澤，少數為金剛光澤;
4)凡條痕呈黑色、解理不發育的金屬礦物，壹般呈半金屬光澤，如磁鐵礦。
(5)變異光澤本身不能代表某壹光澤級別，它不是每壹種礦物必定具備的，只是由於某些表面不平，或帶有細小裂隙，或因礦物集合方式等因素造成，如礦物呈纖維狀集合體可具有絲絹光澤。
6.發光性
在紫外光照射下，白鎢礦呈天藍色熒光;螢石呈紫色熒光。
在以酒精燈加熱條件下(置於黑暗處)，磷灰石礦粉呈綠色;螢石呈紫色或白色。
每個學生需認真觀察，以學會對各種光學性質的確切描述。
四、作業
1.觀察標準色譜法描述的礦物標本的顏色。
2.觀察用類比法描述的金屬光澤礦物的顏色。
3.觀察用二名法描述的礦物的顏色。
4.觀察他色、假色標本。
5.觀察不同等級光澤的標本。
6.觀察具變異光澤的標本。
7.觀察各種透明度的標本。
8.在上述學習的基礎上寫出四種光學性質之間的關系。
9.參觀礦物的發光性。作業記錄內容、順序和格式:
礦物學簡明教程
五、思考題
1.四種光學性質(顏色、條痕、光澤和透明度)之間的關系。
2.何謂自色，產生自色的原因是什麽?
3.為什麽礦物的條痕比顏色更穩定?
4.四種晶格類型與礦物光學性質的關系。