作者:左亚彬(中国科学院地质与地球物理研究所) 最近央视一档“年轻”的综艺节目刷爆朋友圈,并在豆瓣评分拿下9.4的高分。
这档“让国宝活起来”的《国家宝藏》,分分钟让人感受到了中华文明最初的唯美、壮观和信仰。节目展示的第一件国宝就是大气磅礴的《千里江山图》, 大宋江山的浩渺烟波和蔚然山峦,跃然纸上。
千里江山图 李晨守护的《千里江山图》,经历了900多年的光阴,色彩依然绚烂夺目、清晰动人。对于它近千年不褪色的秘密,中央美术学院的冯海涛教授如此解读:这张画里头的颜色,没有用合成颜色,没有用水色,全部用的是矿物质颜色。也就是说,这张画用的是矿物颜料!
矿物颜料色彩鲜艳、洁净,并具有较稳定的物理、化学性质,经历长远不易变色。它们正是由五颜六色的矿物加工而来:绿如孔雀石;黄如雌黄;青如蓝铜矿、青金石;红如赭石、朱砂。正是这些矿物质宝石让北宋传奇少年王希孟留下传世之作。
孔雀石 雌黄 蓝铜矿 青金石 赭石 朱砂 “花花绿绿的石头真好看!”身边的小伙伴如是说。如果你也这么想过,那么就和小编一起走进这些矿物的花花世界,看看它们的庐山真面目吧。
矿物的颜色 矿物颜色是怎么来的? 矿物的颜色是矿物对可见光中不同波长光波吸收的结果。如下图:
矿物对光吸收的方式也影响着矿物的颜色: 1. 均匀吸收,即对各种波长的光波普遍而均匀地吸收。矿物对可见光全部吸收,则表现为黑色;矿物对可见光均匀吸收,则表现为灰色;矿物对可见光基本上都不吸收,则表现为无色或白色。 2. 选择性吸收,即矿物只选择性地吸收某些波长的色光。对于透明矿物,透过光波的颜色就是该矿物的颜色,如自然硫呈黄色;对于不透明矿物,矿物表面反射光波的颜色就是该矿物的颜色,如黄铁矿呈浅铜黄色。
自然硫
黄铁矿
矿物有多少种颜色? 1. 自色 自色是矿物本身所固有的颜色,即在成因上与矿物本身的固有化学成分(及结构)有直接关系的颜色。它主要由离子内部电子跃迁、离子间电荷转移、能带间电子跃迁、色心等引起,如下图:
黄铜矿 蓝铜矿 辰砂 石盐 2. 他色 即由非矿物本身固有的因素所引起的颜色,通常为色素离子、机械混入物、气液包裹体等。如因含各种离子(Fe3+、Ti4+、Cr3+、Fe2+等)而呈不同颜色的电气石。
各种颜色的电气石
3. 假色 假色是矿物表面氧化膜或其他物理因素(如裂隙等)引起光的干涉、衍射等物理光学过程,所呈现的矿物颜色。 假色的种类有很多: (1)锖色:不透明矿物风化后,其表面氧化成一层薄膜,而引起反射光的干涉作用,使矿物表面所具有的颜色。例:斑铜矿的新鲜面为铜黄色,氧化表面呈紫色,且有蓝色斑点。
锖色(斑铜矿)
(2)晕色:透明矿物表面常呈出的一种彩虹状色带。如:白云母、方解石的晕色是由于解理和裂隙对光的连续反射而引起的光的干涉的结果。
晕色(方解石)
(3)变色(变彩):某些透明矿物在移动时或沿不同方向观察时,所呈现出的不同颜色的闪烁变幻或徐徐变化的彩色。如:贵蛋白石、某些拉长石等。
变色(拉长石)
(4)乳光(蛋白光):指矿物中一种类似于蛋青般的带柔和淡蓝色调的乳白色。一般是由于矿物内部含有许多远比可见光波长小的其他矿物或胶体微粒,对入射的白光发生漫反射造成的。例:蛋白石、月光石等。
乳光(月光石)
二 矿物的条痕色 矿物的条痕色就是矿物粉末的颜色,即矿物在无釉瓷板上刻划后留下的颜色。条痕色并不是地质工作者为了让小伙伴在自色、他色、假色的轮番轰炸之后继续傻傻分不清楚,而是为了消除假色、减弱他色,更好地鉴定矿物。
小伙伴们难免要问,条痕色与矿物本身的颜色有什么关系? 其实条痕色和矿物的颜色没有半毛钱关系! 具体来说,条痕色大致有3种情况: (1)与本身颜色一致:自然金; (2)与本身颜色不一致:块状赤铁矿一般为钢灰色-铁黑色,其条痕色则总是为樱红色、褐红色;
块状赤铁矿及其条痕色
(3)随矿物颜色变化而变化:闪锌矿随铁含量降低,条痕色由褐黑色变至淡黄色或黄白色。
三 矿物的透明度 矿物的透明度就是矿物允许可见光透过的程度,在肉眼鉴定中可以分为以下三级: (1)透明:可透过1cm厚的矿物看清楚物体的轮廓。例:石膏、冰洲石(多为无色、白色或浅色矿物); 冰洲石 (2)半透明:透过1cm厚的矿物可见物体的阴影。例:辰砂、浅色闪锌矿(多为彩色矿物);
辰砂 (3)不透明:透过1cm厚的矿物,看不见物体。例:石墨、辉锑矿(多为黑色矿物)。 辉锑矿 四 矿物的光泽 矿物的光泽就是矿物表面对可见光的反射能力。在肉眼鉴定中矿物的光泽通常分为四级: (1)金属光泽:其反射能力强,呈如同经过抛光的平滑金属表面那样的反光。例:自然金、方铅矿;
自然金 (2)半金属光泽:其反射能力较强,呈如同一般未经过抛光的平滑金属表面那样的反光。例:黑钨矿、磁铁矿;
黑钨矿 (3)金刚光泽:其反射能力稍强而呈金刚石那样灿烂耀眼的反光。例:金刚石、锡石表面;
金刚石
(4)玻璃光泽:其反射能力弱而呈如同玻璃板表面那样的反光。例:石英、长石、方解石等。
方解石
当然矿物还有一些特殊的光泽,比如玛瑙的油脂光泽;浅色闪锌矿的树脂光泽;块状叶腊石的腊状光泽;高岭土的土状光泽;石棉的丝绢光泽;滑石的珍珠光泽等。
玛瑙的油脂光泽 石棉的丝绢光泽
五 矿物的发光性
矿物的发光性就是矿物在外来能量的激发下发出可见光的性质。矿物晶格中的原子和离子的外层电子受外加能量的激发时,首先从基态跃迁到较高能级的激发态,由于激发态不稳定,受激电子随即会自发地分段向基态跃迁,同时将吸收的能量以一定波长的可见光形式释放出来。比如:白钨矿和萤石。 白钨矿 萤石 看完这么多的知(tu)识(pian),以后就可以更专(xuan)业(yao)地欣赏矿物中的奇珍异宝,更好地认识《千里江山图》的花花“石”界啦!
千里江山图 参考文献: 赵珊荣,边秋娟,王勤燕.2001结晶学及矿物学.北京:高等教育出版社 赵珊荣,边秋娟,王勤燕.2001结晶学及矿物学实习指导.北京:高等教育出版社
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