О свойствах минералов.
Коснемся, хотя бы в самых общих чертах, интересного вопроса о связи кристаллооптических свойств с химическим составом и кристаллической структурой минерала. Как мы видели, эти свойства обладают резко выраженным векторным характером, а значит, должны обнаруживать зависимость от структурных особенностей кристаллов. Что же касается влияния состава минералов на их оптические свойства (прежде всего — на величину показателей преломления), то оно может быть охарактеризовано как суммарный эффект, оказываемый различными катионами и анионами. Существует целый ряд катионов, вхождение которых в минерал всегда повышает показатель (показатели) преломления. К их числу относится прежде всего железо, причем как Fe2+, так и особенно Fe3+. Железистые минералы всегда имеют более высокое светопреломление, чем их магнезиальные аналоги (например, члены изоморфных рядов) или изоструктурные с ними минералы, не содержащие железа; например, в парах корунд А12О3 — гематит Fe2O3 или бёмит АЮ(ОН) — лепи докрокит yFeO(OH) у железистых аналогов показатели преломления много выше. Повышают показатели преломления также Ti4+ и Zr4+. Наоборот, такие катионы, как Н+ и В3+, всегда их понижают. Но особенно резко влияют на показатели преломления в сторону понижения некоторые (наиболее мелкие) анионы, в частности F~ и (ОН)~. В то же время крупные анионы, например, С1~ или Вг~, способствуют повышению показателей преломления.
Более высокие значения показателей преломления (при постоянном составе) присущи, как правило, минералам с более плотной структурой (упаковкой атомов), т.е. с большим координационным числом катионов. Такие минералы обычно имеют и более высокую плотность. Это хорошо видно на уже знакомых нам примерах полиморфных модификаций: более тяжелые из них имеют и большую оптическую плотность. Такое соответствие значений плотности и показателей преломления наблюдается, в частности, в рядах андалузит—силлиманит—кианит, анатаз—брукит— рутил, кальцит—арагонит и др. Как плотность, так и показатель преломления NaCl выше, чем КС1.
На величину двупреломления оказывает большое влияние структурный мотив: сильно двупреломляют, например, многие минералы со слоистой (слюды, пирофиллит, тальк и др.) и субслоистой (кальцит, арагонит, титанит) структурой. Однако у хлоритов двупреломление гораздо слабее, чем у слюд, вследствие того, что хлориты сильно гидратированы — обогащены гидроксилом (ОН)~. Высоким двупреломлением характеризуются также многие минералы с цепочечной (клинопироксены и амфиболы, рутил, касситерит и др.) и островной структурой (оливин, особенно фаялит; циркон, ксенотим и др.). Напротив, минералам с координационной, каркасной или кольцевой структурой более свойственно низкое или среднее двупреломление. В целом можно сказать, что двупреломление у кристаллов тем сильнее, чем резче выражена их анизомет ричность, т.е. чем контрастнее проявлены различия в характере расположения атомов (прежде всего — в плотности их упаковки) по различным структурным направлениям. Чем гуще расположены атомы (ионы) вдоль какогото направления в кристаллической решетке, тем меньше скорость распространения света по этому направлению (т.е. тем выше показатель преломления); и наоборот, вдоль направления с разреженным расположением частиц свет распространяется с большей скоростью и, следовательно, показатель преломления в этом направлении ниже.
Собственно оптические свойства.
Под этим собирательным названием понимаются такие оптические свойства минералов, как прозрачность (точнее, степень прозрачности), окраска (цвет) и плеохроизм, цвет черты (порошка минерала), блеск, люминесценция. Ниже они рассматриваются с разной степенью детальности, прежде всего — под углом зрения диагностики минералов.
<1> <2> <3> <4> <5> <6> <7> <8> <9> <10> <11> <12> <13> <14> <15> <16> <17> <18> <19> <20> <21> <22> <23> <24> <25> <26> <27>