3反射率与反射色.ppt

第五章矿物的反射率及反射色
第一节矿物的反射率
一、反射率的基本概念
金属矿物的反射率是鉴定金属矿物最重要的光学数据。所谓反射率系指在矿相显微镜下垂直入射光经矿物光面反射后的反射光强(Ir)与原入射光(Ii)的比率(R)而言,即:
R= ×100%
由Fresnel公式可以推导出透明矿物的反射率公式为:
R=
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式中R为矿物的折射率,n1为传播光波之介质(如空气、浸油等)的射折率。
当介质为空气时,透明矿物的反射率则为:
R=
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矿物的反射率随入射光的光波长度而变化。如自然金、金银矿和自然银都是在不同波长单色光下测定的反射率数值有较大的变化。
国际矿物学协会矿相学委员会()统一规定以470、546、589和650nm波长的蓝、绿、橙和红色单色光入射光测定的反射率为鉴定矿物的特征波长反射率。
由表2-3可以看出,由470和546nm波长测得的R470和R546对于准确鉴定自然金—自然银类质同象系列矿物的合金量具有重要的实用意义。
表2-3 矿物的反射率随入射光波长不同的变化
含金量(%)
R470(%)
R546(%)
自然金
含银自然金
含银自然金
银金矿
银金矿
银金矿
金银矿
自然银
100
90
85
80
70
60
50
~0










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二、反射率的形成机理
光线照射矿物光面即产生透过、吸收、折射、反射等光学现象。但不同的矿物发生的这些光学现象取决于矿物的化学成分和晶体结构的不同,而很重要的取决于“矿物化学键”的特点。
离子链、共价键或分子键矿物中电子是围绕着离子固定在一定的晶格位置上。绝大部分可见光进入矿物透射,只有很小一部分可见光被吸收且反射光很弱,这些矿物的反射率很低(一般低于12%)。
金属键的矿物,可见光撞击到金属键或部分金属键矿物表面可激发其基态电子到一定的激发态,可见光或者被吸收,大部分能量当激发态电子重返基态时再发射出来成为较强的反射光。因之这些矿物的反射率较高(一般高于40%)。
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三、反射率的研究意义
反射率乃金属矿物的最重要鉴定特征,不但对于鉴定金属矿物的矿物种具有重要意义,而且对于鉴定矿物的“变种”、“异种”以至矿物的“多型”也具有实际价值。如闪锌矿、铁闪锌矿、***闪锌矿等变种可由其反射率的差异(表2-4)加以鉴别;磁黄铁矿的不同异种(六方磁黄铁矿和单斜磁黄铁矿)具有不同的反射率数值(表2-5)。二层型多型辉钼矿(2H-MoS2)的反射率明显地高于三层型多型辉钼矿(3R-MoS2)(表2-6)。
在单色光(波长单位为nm)
下的反射率R(%)
460
540
580
660
闪锌矿(%)
铁闪锌矿(%)
***闪锌矿(含Hg达38%)












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反射率对于金属矿物的标型性研究具有实用意义。在一定的地质条件和物理—化学条件下形成的金属矿物具有特定的化学成分、晶体结构、物理性质以至形态和包裹体特征。
如岩浆成因的磁铁矿在化学成分上以TiO2含量高(系磁铁矿-钛铁晶石固溶体)为特征,热液成因的磁铁矿较富含MgO(系磁铁矿-镁铁矿固溶体),区域变质磁铁矿则以质地纯净为特点(接近纯磁铁矿)。以上化学成分的特点反映在磁铁矿的反射率方面则具有表2-7所示的特征。
总之,准确地测定金属矿物的反射率,乃是矿相学一项基本的、重要的任务。
表2-5 磁黄铁矿不同异种的反射率特征
在单色光(波长单位为nm)
下的平均反射率R(%)
470
546
589
650
六方磁黄铁矿
α-FenSn+1




单斜磁黄铁矿
β- FenSn+1




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表2-6 辉钼矿不同“多型”的反射率特征
在单色光(波长单位为nm)下的反射率R(%)
460
540
580
660
2H-MoS2
Ro




Re'




2R-MoS2
Ro




Re'




表2-7 不同成因类型铁矿床中磁铁矿的反射特征
在单色光(波长单位为nm)下的反射率R(%)
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