خوّاص المعادن البصرية

2009 الموسوعة العلمية للصخور والمعادن

KFAS

خوّاص المعادن البصرية علوم الأرض والجيولوجيا

مع أنه لا يمكن دائماً تعريف معدنٍ ما من مجرد الطريقة التي يبدو عليها ، فكل معدن مظهره الخاص المميز- من الأزوريت (azurite) شديد الزرقة إلى الأوبال (opal) الوامض بألوان قوس قزح . إنّ هذه الخواص البصرية هي ما يعطي المعدن في أغلب الأحيان مظهرة الفاتن المميز .

إنّ أول ما يلفت معظم الناس إلى معدنٍ ما هو لونه . ويتخذ المعدن لونه من الألوان التي يعكسها أو ينقلها. وتعتمد هذه الألوان بدورها على الروابط بين الذرات في المعدن .

وبرغم الحلة اللونية القزحية التي نراها في المعادن ، فإن معظمها في الواقع أبيض اللون أو عديم اللون في حالته النقية .

وبالفعل ، فهناك القليل جداً من العناصر الكيميائية الملونة طبيعياً بشدة. ويبدو أن اللون في المعادن يأتي كلياً على وجه التقريب مما يسمى فلزات انتقالية (transition metals) ، مثل الكوبالت والنحاس والمنغنيز.

وينزع النحاس إلى منح اللونين الأزرق والأخضر، والحديد اللونين الأحمر أو الأصفر . لكن الحال ليست كذلك على الدوام .

تسمى المعادن القليلة الملونة للغاية في حالتها النقية معادنَ أصيلة اللون (idiochromatic). وعادة ما يكون لهذه المعادن أحد الفلزات الانتقالية كمكوّن رئيسي من مكوّناتها .

 

وعلى سبيل المثال، يحوّل الكوبالت في الإرثريت المعدنَ إلى أحمر بنفسجي. ويجعل الكروكيوم الكروكويتَ برتقالي اللون .

ويجعل النحاسُ الأزوريت أزرق اللون . أما المنغنيز فيجعل الرودوكروزيت قرنفلي اللون . فيما يجعل النيكل الأنابرجيتَ أخضر اللون .

بيد أن معظم المعادن الأخرى تنزع إلى الحصول على لونها من لطخات (مقدار ضئيل) من الشوائب (impurities).

تسمى هذه المعادن " متغيرة اللون " ( allochromatic ). وعلى وجه التقريب ، كل الأحجار الكريمة الملونة الشهيرة تكون متغيرة اللون وتحصل على ألوانها من الشوائب .  

 

وعلى سبيل المثال ، يتحول البريل إلى أخضر زمردي بفعل مقادير ضئيلة من الكروم والفاناديوم.

ويتحول الكورُندُم (corundum) إلى الصفير الأزرق (blue sapphire) بفعل أكسيد التيتانيوم، وإلى الياقوت الأحمر (red ruby) بفعل الكروم.

ويمكن للشوائب أن تحول الكوارتز غلى أي لون تقريباً من ألوان قوس قزح . ويمكن للفلوريت كذلك أن يتخذ ألواناً عدة، لكن ذلك يُعزا إلى تركيبته الكيميائية الخاصة، وليس إلى الشوائب.

هناك معادن كثيرة ملونة على نحو مميز. فبعضها ، مثل الملاكيت الأخضر والأزوريت الأزرق ، يمكن معرفته من اللون وحده. ومع ذلك ، فحقيقة أنّ معظم المعادن تتخذ لونها من الشوائب يعني أنّ المعادن شديدة التنوع في اللون ، وأنّ اللون وحده نادراً ما يكون دليلاً معوّلاً عليه لهوية المعدن.

إن الطريقة الوحيدة للتيقن من لون المعدن هي من خلال مخدشه ، وهي عينة من مسحوق المعدن تُسمى المخدش لأنها تنتج عن فرك المعدن بالجانب غير الصقيل لبلاطة من الخزف الصيني الأبيض ، بحيث تترك مخدشاً مميزاً .

 

غالباً ما يكون الهيماتيت رمادي اللون مثل الغالينا ، وذا ألوان متنوعة أخرى في أحيان كثيرة. بيد أنّ لون المخدش دائماً ما يكون أحمر فيما يكون لون مخدش الغالينا رمادياً رصاصياً.

وبذلك، يكون اختبار المخدش واضحاً جداً. ولسوء الحظ، لخُمس المعادن فحسب مخدش مميز. فمعظم المعادن نصف الشفافة لها مخدش أبيض؛ ولمعظم المعادن المعتمة (opaque) مخدش أسود.

ومهما كان لونها ، تختلف المعادن في طريقة نقلها للضوء ، وهي خاصية تسمى "الشفافية" (النورانية) (diaphaneity) ، بعض المعادن صافية تقريباً مثل الزجاج عندما تكون في حالتها النقية وتسمح للضوء أن يشع عبرها بجلاء. وتسمى مثل هذه المعادن معادن "شفافة" (transparent)، لكن الشوائب الضئيلة تجعل منها أقل صفاء.

بعض المعادن، مثل حجر القمر، تكون "شبه شفافة" (semi-transparent) بحيث تبدو الأشياء من خلالها ذات غشاوة.

 

وعندما يسمح المعدن للضوء بالنفاذ ولكن بشكل قاتم، يُسمى المعدن "نصف شفاف" (translucent) ، مثل الكرايسوبراس. أما المعادن التي تحجب الضوء تماماً مثل الأزوريت والبيريت والاغالينا فتسمى معادناً "معتمة" (opaque).

عندما تتعرض بعض المعادن للضوء فوق النفسجي ، فإنها تتوهج بألوان مختلفة تماماً عن لونها الطبيعي في ضوء النهار.

يُسمى هذا التوهج "اللّصَف" (الاستشعاع أو التفلور) (fluorescence)، ويُشتق هذا الاسم من معدن الفلوريت الذي يتفاوت لونه بشكل هائل في ضوء النهار ، لكنه يتوهج دائماً بالأزرق والأخضر في الضوء فوق البنفسجي . تشمل المعادن الفلّورية الأخرى الفيليميت والبينيتوات ، والشيليت والأدميت والصوداليت والسكابوليت.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]