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1、第二章礦物的反射率及反射色一、礦物的反射率二、礦物的反射色一、礦物的反射率（Reflectance)1.反射率的概念反射率是鑒定金屬礦物的一個(gè)重要性質(zhì).系指在反光顯微鏡下垂直入射光經(jīng)過(guò)礦物光面反射后的反射光強(qiáng)(Ir)與入射光強(qiáng)(Ii)之比.R=Ir/Ii×100％由此可見(jiàn)，礦物反射率的大小與反射光的強(qiáng)度成正比。反射率的大小，在鏡下表現(xiàn)為不同程度的亮度。反射光強(qiáng)度大，反射率大，鏡下視域明亮；反射光強(qiáng)度小，反射率小，鏡下視域亦暗。天然礦物中以自然銀的反射率為最高（95%），以螢石的反射率為最低（3%）。2.影響反射率的因素根據(jù)Fresnel公式可以推導(dǎo)出透明礦物的反
2、射率公式：R=(N-n1)2/(N+n1)2（1）N為礦物的折射率，n1為傳播介質(zhì)（如油，空氣）的折射率。當(dāng)介質(zhì)為空氣時(shí)，則R=(N-1)2/(N+1)2不透明的金屬礦物，其折射率為復(fù)數(shù)折射率N’=N-iK,K為吸收系數(shù)，i=√-1,代入（1）式得R=[(N-n1)2＋K2]/[(N+n1)2＋K2](2)空氣中（n1＝1）則為R=[(N-1)2＋K2]/[(N+1)2＋K2](3)1）R與K，N的關(guān)系根據(jù)式（3）可以得出三者的關(guān)系曲線NR＞38%K＞1,R＞16%K＞1.5,R＞30%K＞2.5,R＞46%KR/%礦物的吸收系數(shù)很小時(shí)（K＜0.5)時(shí)，R取決于
3、N，R曲線近乎直立，與吸收系數(shù)無(wú)關(guān)。如礦物KNR鐵閃鋅礦0.42092.3717.80富鎂鉻鐵礦0.24192.1614.00方解石＜0.0251.486-1.6584-6.0石英＜0.0251.544-1.5534.5螢石＜0.0251.4343.0當(dāng)?shù)V物的吸收系數(shù)很大時(shí)（K＞2.0），礦物的反射率主要取決于吸收系數(shù)，R曲線近于水平，即與N關(guān)系不大，且一律大于38%。當(dāng)?shù)V物的吸收系數(shù)介于0.5～2.0之間時(shí)，吸收系數(shù)和折射率對(duì)反射率的影響同等重要。單以吸收系數(shù)而言，K＞1,R＞16%；K＞1.5,R＞30%；K＞2.5,R＞46%。單就折射率而言，當(dāng)N值大于1
4、.5時(shí),R值必大于4％；N值大于2時(shí)，R值必大于11％；N值大于2.5時(shí),N值必大于18％。2）反射率與觀察介質(zhì)的關(guān)系油浸鏡頭下礦物的反射率低于干鏡頭下的反射率，反射率大的降低少，反射率低的降低多KN空氣中R(n1＝1）/%浸油中R(n1＝1.515）/%富鎂鉻鐵礦0.24192.1613.983.5純閃鋅礦0.20382.3816.674.94鐵閃鋅礦0.42092.36917.805.94毒砂2.39991.507549.9538.67紅砷鎳礦2.5751.677551.3839.573）礦物的反射率與入射光波長(zhǎng)的關(guān)系以上的討論均對(duì)白光的反射率而言，事實(shí)上，
5、礦物的反射率隨入射光的波長(zhǎng)不同（不同的單色光）而變化。其實(shí)這也是礦物反射色形成的原因。國(guó)際礦相學(xué)委員會(huì)把470(藍(lán)），546（綠），589（橙），650nm（紅）單色光測(cè)定的反射率規(guī)定為鑒定礦物的特征反射率。表1礦物的反射率隨λ波長(zhǎng)的變化數(shù)據(jù)礦物在不同單色光（波長(zhǎng)單位為nm）下的反射率（%）460（藍(lán)）540（綠）580（橙）660（紅）自然金37.073.782.689.4金銀礦71.980.683.386.7自然銀84.388.289.490.7總結(jié)－影響礦物反射率的因素礦物的吸收系數(shù)K與折射率N（由礦物固有性質(zhì)決定的，如成分、結(jié)構(gòu)、鍵型)觀測(cè)介質(zhì)入射光波長(zhǎng)
6、3.反射率的形成機(jī)理光線照射礦物的光面可以產(chǎn)生透過(guò)、吸收、折射、反射等光學(xué)現(xiàn)象，但是不同礦物產(chǎn)生這些光學(xué)現(xiàn)象的差異可以很大，這主要與礦物的化學(xué)成分和晶體結(jié)構(gòu)，關(guān)鍵是礦物的“化學(xué)鍵”特點(diǎn)。電子躍遷理論能帶理論電子躍遷理論透明礦物多是離子鍵、共價(jià)鍵和分子鍵礦物，其中的電子一般固定在一定的位置上，電子的基態(tài)能級(jí)與激發(fā)態(tài)能級(jí)之間的能量一般比可見(jiàn)光光子的能量（3.1eV)大,因此，絕大部分可見(jiàn)光進(jìn)入礦物透射。透明礦物△E＞3.1eV,可見(jiàn)光大部分透過(guò)，反射率低.如金剛石是典型的共價(jià)鍵礦物，從C—C鍵中移出一個(gè)電子需要5.5eV，遠(yuǎn)大于可見(jiàn)光能量，所以鉆石的透明度高，反射率
7、相對(duì)較低?；鶓B(tài)e激發(fā)態(tài)△E不透明礦物自然金屬金屬鍵，很多自由電子；不透明的自然金屬(金屬鍵)和金屬硫化物(部分金屬鍵)△E＜3.1eV，吸收可見(jiàn)光能量，從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)。激發(fā)態(tài)不穩(wěn)定，電子又從激發(fā)態(tài)返回到基態(tài)，釋放的能量一部分成為熱能，大量的能量以反射光的形式釋放，所以具有較高的反射率.釋放能量ee激發(fā)態(tài)△E釋放能量e能帶理論透明礦物禁帶寬度比可見(jiàn)光最大能量值大，可見(jiàn)光能量不足于激發(fā)價(jià)帶電子進(jìn)入導(dǎo)帶，所以，可見(jiàn)光不被吸收，透射作用強(qiáng)，反射率低。不透明礦物自然金屬導(dǎo)體礦物的能帶是重疊的，它可以吸收各種能量的可見(jiàn)光，并在返回時(shí)電子的能量大多仍以光的形勢(shì)釋放出來(lái)，所
8、以反射率高（一般＞60％
