Природа окраски минералов

Окраска минералов невольно обращает па себя внимание при первом же знакомстве с ними и потому является одним из важнейших признаков, свойственных минералам. В целом проблема окраски минералов очень сложна. Хотя наши познания в области причин появления окрасок кристаллических веществ, благодаря большим успехам физики и кристаллохимии, в последнее время значительно подвинулись вперед, все же остается еще много неясных вопросов. Первую более обстоятельную попытку обобщить имеющийся материал по этому вопросу и увязать окраску природных соединений с их кристаллохимическими особенностями сделал А. Е. Ферсман. В природных химических соединениях различают три рода окрасок по происхождению: 1) идиохроматическую, 2) аллохроматическую и 3)псевдохроматическую.

Идиохроматизм - своя окраска.а) В многочисленных минералах окраска обязана своим происхождением тому, что в состав самих соединений входит какой-либо хромофор, т. е. химический элемент, приносящий окраску. К числу их, как давно уже было установлено, относятся следующие: Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, т. е. элементы семейства железа, располагающиеся в центре менделеевской таблицы элементов, разбитой по длинным периодам, и в меньшей степени—W, Mo, U, Си и TR.

б) В некоторых случаях минерал может быть окрашен в тот или иной цвет вне всякой связи с хромофорами или с изменением его химического состава, так как химическим и спектральным анализами не удается установить хотя бы ничтожные следы каких-либо примесей красящего пигмента, в) Особую, хотя и очень небольшую, группу окрашенных минералов составляют такие соединения, в которых окраска обусловлена не наличием хромофоров и не нарушением электростатической однородности кристаллических решеток, а присутствием ионов или целых групп внутри пустых промежутков решетки. Это относится, в частности, к тем силикатам, у которых имеет место «внедрение» таких дополнительных анионов, как Cl1", [SO4]2~ и др.

Аллохроматизм - постороняя окраска. Известно не мало примеров, когда один и тот же минерал бывает окрашен в различные цвета и оттенки. Так, кварц, обычно встречающийся в виде бесцветных, часто совершенно прозрачных кристаллов (горный хрусталь), бывает окрашен в красивый фиолетовый цвет (аметист), розовый, желто-бурый (от окислов железа), золотистый (цитрин), серый или дымча! ый (раухтопаз), густой черный (морион), наконец, в молочно-белый цвет. Точно так же каменная соль—галит—может обладать белым, оерым, желтым, бурым, розовым и иногда синим цветом. В большинстве случаев окраска в таких минералах связана с посторонними тонкорассеянными механическими примесями, окрашенными в тот или иной цвет хромофорами (носителями окраски). Эаи красящие вещества могут быть представлены как неорганическими, так и органическими соединениями. Часто бывает достаточно совершенно ничтожного количества их для того, чтобы вызвать интенсивное окрашивание бесцветных минералов, причем окраска зависит не только от количества, но и от степени дисперсности этих веществ. Подобные окраски, не зависящие от химической природы самого минерала, носят название аллохроматических (т. е. чуждых самим минералам).

Окрашенные таким способом минералы представляют собой не что иное, как кристаллозоли.

Наблюдаются и более грубые дисперсии, т. е. на глаз заметные рассеянные включения тех или иных минералов. Таковы, например, зеленоватые кристаллы кварца с микроскопическими включениями актшюлита, верный кальцит, переполненный мельчайшими включениями сульфидов ж л и углеродистого вещества, и др. Наконец, следует указать на многие аллохроматически окрашенные полупрозрачные и непрозрачные коллоиды (гели) и метаколлоиды. В большинстве случаев к числу загрязняющих красящих примесей принадлежат бурые гидроокислы железа, красная окись железа, черные окислы марганца, органические вещества и др. Очень часто красящий пигмент в них

распределен неравномерно, иногда концентрическими слоями. Таковы, например, агаты с их замечательно тонкими и разноцветными рисунками.

Псевдохроматизм - ложная окраска

В некоторых прозрачных минералах иногда наблюдается «игра цветов», обусловленная интерференцией падающего света

в связи с отражением его от внутренних поверхностей трещин спайности, иногда от поверхности каких-либо включений Это явление нам хорошо знакомо по иризирующим пленкам керосина, нефти, масла, плывущим по

воде и окрашенным в различные «цвета радуги». Оно объясняется тем, что здесь интерферируют лучи света, отраженные от передней поверхности прозрачной пленки (ее границы с воздухом) и задней (поверхности разделе

с водой). Подобные явления ложной окраски наблюдаются и в твердых прозрачных минералах. Прекрасным примером может служить поделочный камень лабрадорит, в котором, особенно на полированных плоскостях при некоторых углах поворота, вспыхивают местами красивые синие и зеленые переливы, обусловленные совершенной спайностью, вдоль которой выделились тончайшие пластинки ильменита или других минералов. Иризирующие пестроокрашенные пленки нередко наблюдаются на почковидной поверхности бурых железняков (гидроокислов железа), кристаллах железного блеска, на слегка окислившейся поверхности борнита — Cu5FeS4 (в виде фиолетовых и синих отливов) и др Во всех этих случаях окраска ничего общего не имеет с природой самого минерала. Подобные пленки на минералах называются побежалостями.