Что (кто) такое Термический анализ минералов - определение

исследование минеральных систем посредством термического анализа (См. Термический анализ). В приложении к минералам и горным породам термический анализ впервые был применен французским учёным А. Л. Ле Шателье (1886). Т. а. м. проводят обычно в комплексе с др. методами (например, сочетание термического и термогравиметрического анализа позволяет совместно с термической кривой регистрировать изменения массы вещества при нагревании). Т. а. м. - надёжный и удобный метод диагностирования многих минералов; особенно ценен при расшифровке механических минеральных тонкодисперсных смесей (глин, бокситов, железных и марганцевых руд, цементного сырья, карбонатных пород, почв, илов и т. д.). Количественная оценка содержания минералов в породе осуществляется сопоставлением площадей или высот, соответствующих термическим эффектам, температурных пиков и т. д. на изучаемой и эталонной термограммах. Т. а. м. широко применяют при исследовании механизма и кинетики фазовых переходов и химических реакций, происходящих в минералах при нагревании; при этом особое внимание обращается на определение тепловых эффектов и энергий активаций химических реакций с участием минералов. С помощью Т. а. м. решаются также более общие геологические задачи: корреляция осадочных пород при составлении сводных геологических разрезов, выяснение закономерностей фациальной приуроченности минералов, установление минеральных парагенезисов в региональном масштабе и т. д.

Лит.: Термический анализ минералов и горных пород, Л., 1974; Differential thermal analysis, ed. R. C. Mackenzie, v. I-2, L., 1970-72.

Г. О. Пилоян.

окраска минералов, одно из важнейших физических свойств минералов, отражающее характер взаимодействия электромагнитного излучения видимого диапазона с электронами атомов, молекул и ионов, входящих в состав кристаллов, а также с электронной системой кристалла в целом (см. Свет). В минералогии окраска - один из главных диагностических признаков природных соединений, имеющий большое значение в геолого-поисковой практике и для определения минералов. Цвет драгоценных и поделочных камней является одной из основных качественных (ювелирных) их характеристик. Различают Ц. м. в кристаллах и штуфах, в прозрачных шлифах (под микроскопом), в полированных аншлифах (в отражённом свете), т. н. цвет черты (тонкого порошка минерала) и т.д.

При описании Ц. м. обычно прибегают к сравнительной оценке, сопоставляя его с цветом каких-либо широко известных предметов или веществ (индигово-синий, яблочно-зелёный, лимонно-жёлтый, кроваво-красный и т.п.) или минеральных "цветовых эталонов" (киноварно-красный, изумрудно-зелёный и др.). Эталонами для характеристики цвета рудных минералов служат цвета металлов или сплавов - оловянно-белый (арсенопирит), стально-серый (молибденит), латунно-жёлтый (халькопирит), медно-красный (самородная медь) и т.д. Разрабатываются методы объективной оценки Ц. м. (особенно драгоценных камней) с помощью стандартных колориметрических характеристик (см. Цветовые измерения). Многие минералы обладают свойством менять свой цвет (особенно в поляризованном свете) по различным кристаллографическим направлениям (см. Плеохроизм) или в зависимости от цветовой температуры (См. Цветовая температура) освещающего их источника излучения.

Выделяются 3 основные группы Ц. м. Идиохроматическая (собственная) окраска минералов обусловлена особенностями входящих в их состав химических элементов (видообразующих или примесных, играющих роль хромофоров), характером электронной, т. н. зонной (см. Зонная теория), структуры кристаллов, а также наличием дефектов в кристаллах (См. Дефекты в кристаллах) (вакансий (См. Вакансия), межузельных атомов и т.п.). По типу оптического поглощения различают несколько подгрупп идиохроматических окрасок.

Окраска металлических и ковалентных соединений (самородные металлы, сульфиды и их аналоги и др.) обусловлена межзонными оптическими переходами электронов и связанными с ними максимумами отражения (металловидные цвета - пирит, золото и др.) или фундаментальной полосой поглощения (киноварь, аурипигмент, куприт и т.д.).

Окраска, обусловленная электронными переходами между различными ионами ("переносом заряда"), в том числе между ионом металла и лигандами (См. Лиганды) и между разнозарядными ионами металлов. Таковы, например, минералы трёхвалентного железа (перенос заряда O^2- → Fe³⁺); хроматы, ванадаты и молибдаты - крокоит, ванадинит, вульфенит и др. (перенос заряда O^2- → Cr⁶⁺, V⁵⁺, Mo⁶⁺); минералы, содержащие одновременно разнозарядные ионы Fe²⁺ и Fe²⁺ (кордиерит, вивианит, аквамарин и др.).

Окраска, связанная с ионами переходных металлов (Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu), характерна для изумруда, рубина, рубеллита, родонита, хризолита, малахита. Лантаноиды и Актиноиды являются хромофорами минералов редкоземельных элементов и уранила. Окраска обусловлена электронными переходами между d- или f-уровнями хромофорных ионов.

Радиационная окраска связана с образованием под действием естественных ионизирующих излучений (См. Ионизирующие излучения) электронно-дырочных центров окраски (См. Центры окраски) (синяя и фиолетовая окраски галита, флюорита, жёлтая и дымчатая - кварца, кальцита и др.).

Аллохроматическая окраска вызвана механическими примесями, чаще всего включениями окрашенных минералов, иногда - пузырьков жидкостей, газов и т.п. Так, оранжево-красный цвет сердолика обусловлен включениями гидроокислов железа, зелёный цвет празема (разновидности Кварца) связан с включениями иголочек актинолита или хлорита.

Псевдохроматическая окраска обусловлена процессами дифракции света (См. Дифракция света) и интерференции света (См. Интерференция света), а также рассеяния, преломления, полного внутреннего отражения (См. Полное внутреннее отражение) падающего белого света, связанными с особенностями строения минеральных образований (закономерное чередование фаз различного состава в иризирующих Лабрадорах и перистеритах, солнечном и лунном камнях; глобулярное строение Опалов и т.п.) или состоянием поверхностного слоя кристаллов (различного рода побежалости (См. Побежалость) - радужные плёнки на борните, халькопирите, пирите, ковеллине и др.). Исследование природы окраски минералов помогает судить о кристаллохимических и генетических особенностях минералов и имеет решающее значение для синтеза высококачественных аналогов природных самоцветов.

Лит.: Марфунин А. С., Введение в физику минералов, М., 1974; Платонов А. Н., Природа окраски минералов, К., 1976.

А. Н. Платанов, Т. Б. Здорик.

Цвет минералов. Крокоит.

Цвет минералов. Киноварь.

Цвет минералов. Дымчатый кварц.

Цвет минералов. Лабрадор.

Цвет минералов. Сердолик.

Цвет минералов. Пирит.