Что такое иризация минералов

Время на прочтение статьи = 16 минут

Камни и минералы, находящиеся в живой природе, порой подвергают воздействию самых разных процесс, с помощью которых им придается привлекательный и благородный вид. Одним из таких процессов является иризация. Объясняя простыми словами, минерал с помощью специальных методов покрывают блестящей пленкой, которая блестит и переливается различными цветами радуги. Иризация минералов довольно распространена, чаще всего ей подвергается лабрадор. Сегодня мы поговорим обо особенностях иризации минералов.

Физические свойства минералов

Внешняя форма и свойства минералов зависят от многих факторов, главными из которых являются их химический состав и внутреннее строение. Методы определения минералов и изучения их свойств весьма разнообразны. Для этих целей в лабораториях используют различные оптические и электронные микроскопы, рентгеновские установки и другую более сложную аппаратуру. В полевой практике минералы обычно определяются визуально, или макроскопически (по внешним признакам). Важнейшими физическими свойствами, позволяющими проводить макродиагностику минералов являются цвет минерала в куске и порошке, блеск, излом, спайность, твердость, удельный вес и некоторые другие.

горный хрусталь

Цвет минералов может быть самым разнообразным. Нередко окраска одного и того же минерала весьма изменчива, что зависит от вхождения в его состав разнообразных примесей. Иногда для одного и того же минерала в зависимости от его цвета используют разные названия. Например, кварц обычно бесцветен и его прозрачная разновидность, представленная хорошо огранеными кристаллами, получила название горный хрусталь. Но тот же кварц может быть окрашен в желтый (цитрин), фиолетовый (аметист), зеленый (празем), дымчатый (раухтопаз), черный (морион) или другие цвета.

аметист

Некоторые минералы, например, лабрадор, изменяют свой цвет в зависимости от условий освещения, приобретая при этом красивую радужную окраску. Такое свойство минералов получило название иризация (интерференциябелого света при прохождении сквозь микроскопические параллельно ориентированные пластинки или трещины).

Иногда на поверхности рудных минералов наблюдается тонкая пестроокрашенная пленка, образование которой связано с протеканием различных химических реакций при выветривании или окислении минерала. Природа окраски этой пленки также связана с интерференцией света, однако в данном случае это явление получило название побежалость.

Цвет черты минерала. Многие минералы в порошкообразном состоянии имеют другой цвет, чем цвет в куске. Обычно для определения цвета минерала в порошке проводят кусочком минерала черту на белой шероховатой поверхности неглазурированного фарфора. Этот метод диагностики весьма важен. Например, цвет черты соломенно-желтого пирита — черный, черного гематита — вишнево-красный, а черного магнетита — черный. В случае если твердость минерала выше, чем твердость фарфоровой пластинки, то минерал не дает черты, а образует на фарфоре царапину.

Рутил в
кварце
Киноварь

Прозрачность. Под этим термином подразумевается способность вещества пропускать свет. В зависимости от степени прозрачности все минералы подразделяются на прозрачные (горный хрустальисландский шпат), полупрозрачные (сфалериткиноварь) и непрозрачные (пиритгаленит). Некоторые непрозрачные минералы, например, скрытокристаллическая разновидность кварца, получившая название халцедон, просвечивается в краях — в тонких обломках. Некоторые прозрачные минералы, например, исландский шпат, обнаруживают эффект двулучепреломления: просматривающиеся через исландский шпат буквы или штриховые рисунки удваиваются.

Пирит

Блеск является свойством минерала отражать свет. Различают следующие виды блеска. Металлический блеск — сильный блеск, свойственный минералам, дающим черную черту и самородным металлам, не дающим черной черты (золото, серебро, медь). По уменьшению степени неметаллического блеска различают алмазный и стеклянный блеск. Иногда выделяют промежуточный блеск между металлическим и алмазным, получивший название полуметаллический или металловидный. На характер блеска влияет и состояние поверхности минерала. Наличие неровностей является причиной возникновения жирного или воскового блеска. Перламутровый блеск возникает за счет интерференции света в тонких пластинах. При параллельно-волокнистом строении агрегатов минералов возникает шелковистый блеск. Некоторые тонкозернистые агрегаты обладают матовым блеском (например, писчий мел).

Спайность — способность минерала раскалываться по определенным кристаллографическим направлениям с образованием относительно гладких поверхностей. По характеру раскалывания и гладкости образуемой поверхности выделяют следующие виды спайности. Весьма совершенная спайность — минерал без особых усилий расщепляется на тонкие пластины; плоскости спайности — зеркальные, ровные (например, слюда).

Совершенная спайность — минерал легко раскалывается с образованием ровных блестящих плоскостей. Средняя спайность — минерал раскалывается при ударе на осколки, ограниченные примерно в одинаковой степени как плоскостями спайности, так и неправильными плоскостями излома. Несовершенная спайность — раскалывание минерала приводит к образованию обломков, большая часть которых ограничена неровными поверхностями излома.

минералы__
Совершенная спайность — минерал легко раскалывается с образованием ровных блестящих плоскостей

Весьма несовершенная спайность — при ударе минерал раскалывается по случайным направлениям и дает неровную поверхность излома. Плоскости спайности необходимо отличать от граней кристаллов. Многие минералы обладают спайностью в нескольких направлениях, причем степень совершенства спайности в разных направлениях может и не совпадать. Количество направлений спайности и степень ее совершенства являются одними из главных диагностических признаков при определении минералов.

Излом — вид или характер поверхности, получающийся при раскалывании минералов. Минералы обладающие совершенной спайностью в 1-2 направлениях дают ровный излом; если число направлений совершенной спайности возрастает до 3 и более, то излом может быть ступенчатым. Для минералов с несовершенной или весьма несовершенной спайностью часто наблюдается раковистый или неровный излом. Минералы волокнистого сложения характеризуются занозистым изломом. Самородные металлы (медь, железо) обнаруживают крючковатый излом.

Твердость минерала определяет степень его сопротивления при царапании острым предметом или другим минералом, давлении или истирании. Для определении твердости минерала принята эмпирическая шкала, предложенная в начале прошлого столетия австрийским минералогом Моосом (1772-1839), и получившая название его именем. В этой шкале используются десять минералов с известной и постоянной твердостью. Степень твердости оценивается по десятибальной шкале — низшая твердость обозначается единицей, а высшая — 10. Шкала Мооса состоит из следующих минералов.

Тальк Mg3[Si4O10](OH)2 1
Гипс CaSO4.2H2O 2
Кальцит CaCO3 3
Флюорит CaF2 4
Апатит Ca5[PO4]3(F,Cl) 5
Ортоклаз K[AlSi3O8] 6
Кварц SiO2 7
Топаз Al2[SiO4](F,ОН)2 8
Корунд Al2O3 9
Алмаз C 10

Иризация

Оптическое явление. Термин Иризация образован от греч. íris — радуга, Ирис (Иридис) — греческая богиня радуги, от лат. ирис — радужная оболочка глаза, по подобию цветового спектра.

Другие названия, синонимы: Иридесценция, Iridescence (от различных вариантов написания имени богини Ирис, Иридис), радужность, переливчатость, игра цветов, многокрасочность, многоцветность, пестрость, пестрота, разноцветность, светоносность, цветистость.

Определение явления

  1. Иризация (Iridescence) — оптический эффект, проявляющийся у некоторых минералов в виде внутреннего радужного цветового сияния при ярком освещении на ровном сколе камней и особенно после их полировки (например, кальцита, лабрадора, опала и др.).
  2. В более широком смысле, иризацией называют изменение цвета объекта (мыльных пузырей, ракушек, некоторых минералов, насекомых, масляных пленок)  при перемене места/угла наблюдения. Вы все наблюдали этот эффект на мыльных пузырях. Природа такого эффекта — интерференция света.
  3. Иризация — радужная окраска, возникающая под действием света — интерференции световых волн.

Физика явления

Явление иризации обусловлено структуре кристаллов — под микроскопом они выглядят выглядит как совокупность чередующихся полосок разной кристаллографической ориентировки. Адуляресценция — частный случай иризации , наблюдаемый у некоторых разновидностей плагиоклазов (адуляр, лунный камень, беломорит).

Почему иризируют полевые шпаты

Наверняка, всем приходилось видеть пятно нефти на воде. На первый взгляд ничего особенного, обыкновенная грязь. Но стоит отойти немного и посмотреть на расплывшуюся каплю, как она заиграет всеми цветами радуги. Края, где пленка нефти очень тонкая, бурые, затем идет белесая полоса, а далее множество других: синих, зеленых и ярко-красных тонов. Ближе к центру цвета тускнеют. Причину радужной окраски описал еще великий Ньютон, работа которого о цветах тонких пластинок послужила основой современной оптики. Сущность теории очень проста.

иризирующий лабрадор
Цвета и замечательная их игра в солнечном и лунном камнях, а также в лабрадоре объясняются именно тем, что эти минералы состоят из ряда тонких пластинок

Свет представляет собой электромагнитные волновые колебания. Цвет света определяется длиной волны. Человек видит свет с длиной волны от 380 до 760 мм. Волны малой длины воспринимаются человеческим глазом как фиолетовые, длинные — как красные. Свет других цветов имеет промежуточную длину волны.

Предположим, что одноцветные (монохроматические) лучи света падают на тонкую прозрачную пленку, часть их отразится от верхней поверхности пленки, другая — от нижней. После отражения свет вновь пойдет по одному и тому же направлению. Однако лучи, отразившиеся от нижней поверхности, отстанут от лучей, отразившихся от верхней. Это отставание будет равно удвоенной толщине пленки.

Соотношение величины отставания и длины волны определит и характер взаимодействия двух лучей, идущих по одному пути передового и отставшего. Оба они являются волной. Если гребень волны первого луча после отставания совпадет с гребнем другого, то интенсивность волновых колебаний усилится; если же гребень одной волны совпадает с понижением в другой, то, напротив волна погаснет. Возможны и промежуточные соотношения.

Так как белый свет представляет собой смесь всех видимых разноцветных лучей, среди которых длина самой короткой волны (фиолетовой) примерно вдвое короче самой длинной (красной), то в наборе лучей всегда найдется одна волна, которая будет погашена, а другая усилена. В результате отраженный свет окрасится в цвет усиленной световой волны.

Если пленка по своей толщине приблизится к длине волны того или иного света, то цвета пленки станут очень яркими и четкими. Если же толщина пленки меньше длины самой короткой волны, то цветового эффекта не получится. То же произойдет, если толщина пленки много больше, чем длина самой длинной из световых волн, тогда вновь будет виден белый цвет.

Итак, с цветами нефтяной пленки все ясно. Ну а какое отношение это имеет к камням? Оказывается, очень большое. Цвета и замечательная их игра в солнечном и лунном камнях, а также в лабрадоре объясняются именно тем, что эти минералы состоят из ряда тонких пластинок, толщина которых очень близка к длине светового луча. Иризация этих камней именно — цвета тонких пластинок.

Недавно украинские минералоги тщательно изучили лунный камень и иризирующий лабрадор с помощью электронного микроскопа и показали, что в них присутствуют тончайшие пластинки двух фаз. Увидеть эти пластинки довольно трудно. Пришлось проводить травление полевого шпата соляной кислотой и находить положение, в котором они хорошо видны. То, что пластинки удалось рассмотреть под электронным микроскопом, большой успех.

Это показало, что иризирующий полевой шпат состоит из двух типов пластинок, имеющих различные свойства. На их границах происходит отражение лучей и взаимодействие, как описано выше. Измерение оптических свойств обоих типов пластинок и их толщины показало полное совпадение теории с практикой. Появляющиеся цвета вполне отвечают особенностям пластинчатого строения.

Что же представляют собой пластинки? Выше говорилось что плагиоклаз — идеальная смесь двух построек, аналогичных по структуре, но различных по составу: натрового альбита и кальциевого анортита. По-видимому, такое смешение происходит только в случае неупорядоченных плагиоклазов.

иризирующий полевой шпат
Это показало, что иризирующий полевой шпат состоит из двух типов пластинок, имеющих различные свойства

Упорядочение можно связать с распадом смешанного плагиоклаза на тонкие пластинки. Однако распад идет не на конечные члены, а существует еще ряд промежуточных, устойчивых составов, которые сохраняются. Украинские исследователи прикинули (именно так, ибо большой точности здесь добиться нельзя) и показали, что наиболее вероятные компоненты, на которые распадаются промежуточные составы,— это те плагиоклазы, где отношение окиси натрия к окиси кальция будет выражаться целыми числами.

Теперь, казалось бы, ясно, почему иризирует полевой шпат. Но сейчас же возникает другая проблема. Если иризация является нормальным следствием упорядочения полевого шпата, то почему иризирующие полевые шпаты так редки? Колонны Исаакиевского собора, набережная Невы в Ленинграде, московское метро облицованы украинским и карельским гранитом, полевой шпат которых не иризирует. Да и в самом Головино, рядом с карьером иризирующего лабрадора, добывается порода с полевым шпатом, совсем не обладающим иризацией.

Сейчас уже, видимо, можно сказать, что физическая причина иризации установлена. Но это не объясняет пластинчатого строения полевого шпата. Уже сама редкость находок иризирующих полевых шпатов говорит о том, что возникают они в необычных геологических условиях.

Определить их — задача новых исследований. Месторождения беломорита и украинского лабрадорита — благодатные для этого объекты.

Распространение иризирующих и неиризирующих разностей лабрадора в волынских лабрадоритах таково, что заставляет предположить, а не является ли иризация результатом дополнительного контактного прогрева лабрадора?

Лабрадорит здесь древний; в него внедрились более молодые граниты, которые, когда еще были магмой, прогревали вмещающие породы, а то и просто растворяли их, как сахар растворяется в чае, и изменяли свой состав. Такие породы, ассимилировавшие лабрадорит, найдены, ну а «прогретые» пока не изучены. Не иризирующие ли это разности? Теоретически вполне возможно. Образовавшиеся при упорядочении пластинки, повторно прогреваясь, могут увеличиваться до размеров, когда начинают вызывать иризацию.

Изучение иризирующих полевых шпатов весьма интересно. Для того чтобы использовать иризирующий полевой шпат как поделочный камень, его следует правильно ориентировать, т. е. найти в минерале такое его положение, при котором игра кристалла будет наиболее эффектной. На московской выставке любителей камня в 1979 г. экспонировались удивительно красивые броши и серьги из волынского лабрадорита.

Лабрадор, минерал с иризацией

Минерал лабрадор (по-английски Labradorite) назван по месту первой находки в 1770 г. — остров Поль близ полуострова Лабрадор в Канаде. Минерал представляет собой основной плагиоклаз группы полевых шпатов и наряду с олигоклазом, андезином и битовнитом, является промежуточным членом непрерывного ряда альбит (NaAlSi3O8) — анортит (CaAl2Si2O8). Лабрадор содержит 50-70% анортитовой составляющей. Горные породы, состоящие почти полностью из лабрадора, называются лабрадоритами (по-английскит labradoritite — лабрадоритит). Лабрадор — породообразующий минерал и входит в состав многих основных магматических пород: габбро, базальтов, диабазов и др.

Формы проявления минерала в природе — плотные массы или зернистые агрегаты, реже отдельные кристаллы в основном пластинчатого облика, встречающиеся в виде вкраплений в породах. Блеск — стеклянный, жирный, перламутровый. Излом — раковистый, неровный. Лабрадору свойственна параллельная штриховка, которую можно наблюдать на плоскостях спайности. Твёрдость: 6 — 6,5.

Синонимы

  • Минерал лабрадор
    Минерал лабрадор (по-английски Labradorite) назван по месту первой находки в 1770 г. — остров Поль близ полуострова Лабрадор в Канаде

    карнатит,

  • маулит,
  • морнит,
  • полевой лабрадоровый шпат,
  • радауит,
  • силицит,
  • спектролит,
  • хафнефьордит.

Есть несколько основных видов лабрадора:

  • Чёрный лунный камень – так называют темный лабрадор с голубыми и синими искрами.
  • Солнечный камень – разновидность минерала из США. Иризация золотистого цвета.
  • Спектролит из Финляндии – отливает всеми цветами.

Камень был найден в 1770 году на канадском полуострове Лабрадор, поэтому и получил соответствующее название. Известен этот минерал был и в античные времена, о нем писал Плиний Старший. В Киевской Руси лабрадоры называли «диво-камень». Месторождения лабрадора есть в Соединенных Штатах Америки, Австралии, Украине, Индии, Финляндии. В 1781 году лабрадорит нашли в Петербурге.

Особые свойства

Лабрадор обладает изумительным свойством переливаться разными цветами при изменении угла падения света. Искры и «всполохи», напоминающие северное сияние зеленого, синего, золотистого цветов делают камень неотразимо прекрасным. Это оптическое явление так и названо – лабрадоризация.

Специфические радужные переливы лабрадора на солнечном свету или при ярком освещении имеют название «иризация».

Иризация может иметь неоднороднй характер распространения, по характеру погасания может быть волнистой или мозаичной, по цвету — одно-, многоцветная во всех цветах радуги.

Основные диагностические признаки

Лабрадору свойственна параллельная штриховка полисинтетического двойникования, которую можно наблюдать на плоскостях спайности.

Происхождение

Лабрадор имеет магматическое происхождение (встречается в габбро, базальтах, анортозитах, норитах, лабрадоритах); реже – метаморфическое (в амфиболитах). Также лабрадор может иметь осадочное происхождение, сохраняясь в аркозовых песчаниках.

Лабрадор _
Лабрадор используется как декоративный и поделочный камень

Месторождения

Месторождения лабродора известны в России, на Украине (Головинское месторождение в Житомирской области), в Норвегии, Канаде (на полуострове Лабрадор в провинции Квебек), США, Финляндии и других странах.

Применение

Лабрадор используется как декоративный и поделочный камень. С конца восемнадцатого века из-за приятной для глаз интерференции света, преломляющегося в его неоднородных слоях, лабрадоры используются как ювелирно-поделочный камень.

Загадочный вид этого минерала делает лабрадор популярным, из него создают браслеты, серьги, кулоны. Обрабатывают лабрадоры чаще в виде кабошонов. Из некоторых разновидностей изготовляют граненые вставки. Из-за относительной мягкости камень чудесно подходит для создания статуэток или небольших фигурок.

Обнаружение крупных месторождений лабрадоров привело к использованию его декоративных свойств в отделке богатых интерьеров и помпезных экстерьеров. Лабрадоры стали применять для изготовления дорогих столешниц, различных элементов мебели, декора, при отделке частных домов и дворцов.

Источники:

  • https://mineralog.livejournal.com/91392.html
  • http://www.catalogmineralov.ru/mineral/labradorite.html
  • http://ice-halo.net/wiki/physics/iridescence
  • http://geo.web.ru/db/msg.html?mid=1159819&uri=p4.htm
  • http://www.bibliotekar.ru/2-9-89-podelochnye-kamni/7.htm

Добавить в закладки
Голосовать ПРОТИВГолосовать ЗА 0
Загрузка...
Добавить комментарий