矿物的反射色

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1、波长（nm）第三章 矿物的反射色一、概述（一）反射色的概念矿物的反射色（rellected color, reflection color）系指矿物光片在矿相显微镜直射光下所显 示的颜色而言。它在概念上与天然矿物块在普通光线（以各种不同方向射向矿物）下以肉眼观 察所看到的“矿物颜色”不同，而是人工磨制好的矿物光面对镜下光线直射时的选择性反射 作用造成的“表色”。因此，矿物的反射色由其反 射率色散曲线决定。如图2 5所示，反射率色散 曲线以曲线所处的位置表征矿物反射率的高低， 同时以曲线的形态，表征矿物颜色色调的特点。 比如色散曲线呈水平状态，根据其所处位置的高 低反射色依次为亮白色、白色、灰白

2、色、灰色、 暗灰色。色散曲线在红、橙、黄波段上升反射色 依次为红、橙、黄色；在绿波段上升，反射色略 带绿色；在蓝波段上升的带蓝色，在蓝波段下降 的略带黄色；色散曲线在蓝波段和红波段都上升 的，反射色略带紫色。图25可出银、自然铜、 白铁矿、黄铁矿、方铅矿和铜蓝等的色散曲线的 位置和形态特点可具体解释其反射色依次为亮白 色微带黄色、淡红色、白色微带绿色、淡色黄、 微蓝白色和蓝紫色等。反射率色散曲线不但能够 反映矿物反射色的一般颜色特征，还能够表示反 射色颜色的细节（“色调”）。如砷黝铜矿在绿波段 略微上升导致其反射色为灰白色微带绿色色调； 又如红砷镍矿除红波段上升外在450 一 460nm呈 明

3、显低谷可解释其反射色显玫瑰红色带黄色色 调。因此，在日常矿相鉴定工作中应对矿物的反射色进行详细的描述。（二）反射色的分类从大的方面来说，矿物的反射色可划分为无色类、微弱颜色类、显著颜色类等色类（表 211）：表2-11矿物的反射色分类（据 R Galopin, N F M Henry,1972）无色类（A类）微弱颜色类（B类）显著颜色类（C类）锡石自然梯自然银 黑钨矿自然金 辉钼矿毒砂辉铋矿辉铜矿 辉银矿自然铜 针镍矿方铅矿辉锑矿黝铜矿 针铁矿方黄铜矿白铁矿硫锰矿辉钼矿神黝铜矿镍黄铁矿蓝辉铜矿 黝（黄）锡矿白钨矿雌黄闪锌矿 自然铋黄铜矿硫神铜矿黑钨矿雄黄铭铁矿 赤铁矿斑铜矿 钛铁矿针铁矿辉银矿

4、褐锰矿 纤铁矿红神镍矿黄铁矿闪锌矿纤铁矿石墨 软锰矿磁黄铁矿磁铁矿磁铁矿铜蓝从表211所列较常见矿物中可以看出不少矿物（闪锌矿、磁铁矿、针铁矿、纤铁矿、 辉银矿、辉铜矿等）同时在相邻两个色类中出现，这既与这些矿物的反射色特征处于中间过 度状态有关，也可能与矿物中所含类质同象混入物杂质的种类和数量不同有关。如辉铜矿可 能因仅含极少量的铜蓝或蓝辉铜矿而呈现浅灰色微带蓝色色调（属微弱颜色类），因含有较多 的斑铜矿而呈现浅黄棕色反射色（属显著颜色类）。（三）反射色的定性观察方法及其影响因素反射色的常规定性观察方法十分简单，是在普通矿相显微镜下观察矿物的颜色。一般是 根据观察者的色感定性地描述矿物的反射

5、色。但矿物反射色常受连生矿物反射色的影响而产 生所谓“视觉色变效应”。这是因为两种矿物的颜色一起刺激观察者的目视网膜，不同于单 看一种矿物的颜色印象。如灰色矿物与白色矿物连生会显得更暗，而与暗色矿物连生时则显 得较淡；淡黄色矿物与黄色矿物连生会显成白色，而与灰色矿物连生时则显得很黄。例如磁 黄铁矿本为灰色，但当其与蓝灰色的赤铁矿连生时就变成淡粉红色；黄铜矿本为铜黄色，若 与磁黄铁矿连生就变成黄绿色。有时某些矿物这种“色变效应”非常特征，可以利用作为该 矿物特殊的鉴定特征。如砷黝铜矿本为灰白色微带橄榄绿色或蓝绿色，当其与方铅矿连生时 则呈明显的淡绿色（橄榄绿色色调）；黝铜矿也由灰白色变成灰白色带

6、棕色（与方铅矿连生）。 各种矿物的色变效应可参阅有关书籍（WUytenbogaardt等1971年所编金属矿物显微镜鉴定 表中各种矿物“色变效应”，描述甚为详细）。十分明显，金属矿物的反射色具有一定的鉴定意义。但要求光片磨光质量较高和矿相微 镜的光源调节达到标难（方铅矿显纯白色而不带淡蓝色或淡黄色以及其他颜色色调）后才不 致发生差错。（四）常见金属矿物的反射色常见金属矿物（包括石英、方解石两种常见非金属矿物）的反射色特征见表212。表2-12常见金属矿物的反射色矿物（反射色特征）矿物（反射色特征）毒砂（白色微带玫瑰黄色）赤 铜 矿（浅灰色微带浅蓝色）黄铁矿（浅黄白色）赤 铁 矿（浅灰白色微带蓝

7、色）白铁矿（浅黄白色微带粉红至黄绿色）磁 铁 矿（灰色微带棕色）红珅镍矿（浅玫瑰色微带黄色或棕色）黝（黄）锡矿（黄灰色带橄棋绿色）自然银（亮白色微带乳黄色）硫珅铜矿（浅粉红灰白色）自然金（亮金黄色）斑铜矿（玫瑰色）自然锡（乳白色，易变为粉红乳色）闪锌矿（灰色微带淡棕色）自然钢（铜红色，易变为淡棕色）蓝辉铜矿（灰蓝色）镍黄铁矿（浅黄白色镜带棕色）硫 锰 矿（浅灰色微带绿色）紫硫镍矿（白色微带紫色，黄色或棕色）钛 铁 矿（灰白色带棕色）黄 铜 矿（铜黄色）黑钨扩（灰色）辉 铋 矿（白色微带淡黄色）针 铁 矿（灰微带淡蓝色）方铅矿（纯白色）锡石（灰色带棕色）辉锑矿（白色一浅灰白色）铜蓝（深蓝微带紫色

8、一蓝白色）磁黄铁矿（乳黄色，微带玫瑰棕色）石墨（浅棕灰色一深灰色）黝 铜 矿（灰白色微带浅棕色）辉钼矿（灰白色一灰色）珅黝铜矿（灰白色微带橄榄绿色）软 锰 矿（白色微带乳黄色）螺状硫银矿（灰白色带绿色）钡硬锰矿（浅灰白色微带黄色）辉 铜 矿（强灰色微带蓝色）石英（深灰色）辰砂（浅蓝灰白色）方解石（深灰色一灰黑色）二、反射色的颜色指数在矿相显微镜下前述定性观察矿物的反射色的方法十分简单、直观。有经验的矿相工作者常可根据反射色迅速、准确地鉴定许多常见金属矿物，但描述某矿物反射色的具体特征则 存在一些困难。由于观察者的辨色力和色感性可能不同，使同一矿物在同样观测条件下得出 不完全相同的颜色印象，导致

9、作出不同的描述。如磁黄铁矿曾分别被描述为乳黄色、淡棕黄 色、淡黄褐色、淡古铜色、奶酪黄色带粉红棕色色调等等，别人如不经亲自观察很难体会磁 黄铁矿到底显示什么样的反射色。因此，用定量方法以某些数字指标表征金属矿物反射色具 有明显的进步意义。近二十年来，国外开始将色度学领域中定量数字化测量颜色的方法引进 到矿物学领域，并已实测了一些金属矿物的颜色指数。中南矿冶学院张志雄早在五十年代即 倡议应利用矿物反射率色散曲线或直接测定三色刺激量的测量方法，采用国际照度委员会 （CIE）规定的标准（XYZ）系统来确定矿物反射色的数值。1975年以来，中国地质科学院陈正等 用MPV-I型光电倍增管测微光度计实测了

10、一百多种金属矿物的反射率色散曲线并计算这 些矿物的反射色颜色指数，使我国成为最早开创这个领域的几个先进国家之一。大家知道，表征颜色的三个要素是亮度、色调（Hue）和纯度（Purity of excitement）。亮度 是指颜色明亮的程度，是重要的颜色指数之一，金属矿物亮度以Rvis表示。色调是颜色的种 类，它与光的波长有关（如表2-13）。一般以颜色指数中的主波长A：或颜色色散曲线主峰值 的波长数表示。纯度（Pe）系颜色的纯粹程度，可用色光和白色的比例来定量表示，以光谱色 为最大（100%为1），颜色变淡Pe即减小，纯白光为零。例如主波长A d为650nm、纯度Pe 为0.6的颜色，它是由6

11、0%的波长650nm的深红色光加上40%的白光混合构成的红光。它 看起来不如100%的650nm深红色那样鲜艳，但比纯度小于0.6的红光鲜艳一些。表213颜色的色调（波长单位为nm）波长入610色调紫色蓝色青色（蓝绿色）绿色黄绿色黄色橙色红色反射色颜色指数主波长A d和纯度Pe可在国际照度委员会（CIE）规定的（XYZ）系统标准色度（图2-6）上求出。色度图中X、7分 别为横坐标和纵坐标方向，其数值是 标准三原色中的红色和绿色系数值（色 度坐标值x、y）。可见光中每一种单色 光（从380一800nm）的x、y系数值都落 在图中马蹄形曲线（光谱色曲线或光谱 色轨迹）之上，图中的W点为理论上的 白

12、光（等能光SE），其X、7值都为 0.3333（z值也为0.3333）。所有实际的 颜色都包含在马蹄形光谱色曲线及曲 线两端点连线范围之内。颜色的色度 坐标越接近光谱轨迹，则纯度越高， 即颜色越深或越浓；越接近W白点， 则纯度降低，颜色越淡越接近白色， 280400nm 到 700800nm 端点直线 上的各点不代表光谱色，而表示由380 400nm的紫色和700 一 800nm的红 色按不同比例相混而得的混合色（接近 紫端紫色较深，接近红端红色较显）。从400700nm每间隔10nm的共31个单色光谱色的x、y、z色度坐标值见表2-4 （表 的左半部）。该表同时列出与国际照度委员会（CIE）

13、之（乂、Y、Z）系统这31个单色光谱色相应 的三色函数值（”表214的右右半部）。这些三色函数值是由图27所示之CIE之（X、Y、Z）系统的等能光谱谱色三色曲线图截量出来的。如图27中X曲线的峰值为1.0622在 600nm处，Y曲线的峰值为0.9950在550和560nm处，Z曲线的峰值为1.7721在450nm 处。另如500nm单色光的三色函数值可由图27截量出X为0.0049，*为0.3230、五 为0.2702。由于是等能光源，故图27中X、Y、Z三条曲线与水平基线之间的面积（S-X、S- Y、S-Z）相等。刺 激 值分 布 系 数波 lx（nm）图2-7 CIE之（X、7、Z）系统

14、的等能光谱谱色三色曲线图如某一色光的色度坐标x、y已经求出（求法详后），投入色度图中位于C点。将C点与 白点W连接并向光谱色曲线方向延长与光谱色曲线交于542点，此542点在光谱色轨迹上 的波长数（此时为542nm），即为这一色光的主波长A d（542nm的绿色）。C点在W入d连线中 的位置代表该色光的纯度（P ）：p=d也可用以下二式计算：p _ x - 0.3333(x )e _ xd 0.3333(X )p = y -0.3333( y/。七-0.3333()式中义xd、yd为入入d点在色度图中的坐标值（由入d在图中的位置量出）。当某一色光色度坐标接近于光谱色曲线底端连线时（即处于W、3

15、80400、700-800三 角形范围内），习惯上对A d、Pe另作规定：如C1点，按色度坐标、y1投在色度图上，仍 与白点W连接成WC1线，将一端延至500点与光谱轨迹.相交.，另一端则与光谱轨迹端点直线相交于一 500nm点。500点就是一 500点的补色。规定C1色光的主波长即为一 500nm。 关于C1色光的纯度仍以WC1 / W-500之比表示，同样也可用以下二式计算：p x - 0.3333 p y - 0.3333e _ x 1 - 0.3333， e _ y - 0.3333-500-500式中x 500、y 500为-500点在色度图中的坐标值。三、反射色颜色指数的测算方法下面介绍我国矿相学家陈正推荐的测量金属矿物反射色颜色指数的等能光源SE等值纵 坐标法测量和计算步骤：表2-14国际照度委员会之（X、Y、Z）系统的等能光谱色度坐标和三色函数波长(nm)色度坐标三色函数xAyAz A