礦物的發(fā)光性
一礦物在外加能量如紫光、紫外光和X射線等的照射下能發(fā)射可見光的性質(zhì)稱為發(fā)光性。
發(fā)光性的實(shí)質(zhì)是礦物晶格吸收了較高的外加能量,然后以較低能量(可見光)再發(fā)射出來造成的。除發(fā)射可見光外,有些礦物還能發(fā)射紅外光。
可見紫光、紫外光和X射線的光量子具有較高的能量,他們將礦物晶體結(jié)構(gòu)中原子或離子的外層電子,從基態(tài)激發(fā)到能量較高的激發(fā)態(tài)。如果激發(fā)態(tài)與基態(tài)間有另外一些激發(fā)態(tài)存在,當(dāng)被激發(fā)到能量較高激發(fā)態(tài)的電子落回到較低激發(fā)態(tài)時(shí)則發(fā)射出光子。如果這兩種激發(fā)態(tài)之間的能量間隔相當(dāng)于某可見光子的能量,則發(fā)射出具有該能量差的可見光,由此而發(fā)射出的光呈現(xiàn)一定的顏色。這種發(fā)光性稱為螢光。具螢光性礦物只要在外加能量連續(xù)作用下,就能連續(xù)發(fā)射某種可見光。
還有另外一些礦物,它們的晶體構(gòu)中激發(fā)電子被晶體缺陷所捕獲,如果捕獲是暫時(shí)的,激發(fā)電子以一定速度落回到基態(tài),能持續(xù)地發(fā)射出一定能量的可見光。故在外加能量停止后仍然繼續(xù)發(fā)光,此緩慢衰退的發(fā)光稱為磷光。
假如在礦物晶體結(jié)構(gòu)中存在一種能量屏障,它能夠抑制激發(fā)電子落回到基態(tài),即激發(fā)電子處于一種被抑制狀態(tài)。當(dāng)?shù)V物被加熱的時(shí)候,它能使被抑制的激發(fā)電子活化,而突破能量屏障落回到基態(tài)時(shí)發(fā)射出某種可見光,稱為熱光性。
影響礦物發(fā)光性的因素有哪些呢?主要是礦物成分中含有的過渡元素,特別是與稀土元素的種類和數(shù)量有關(guān)。
例如:含有稀土元素的螢石和方解石常常產(chǎn)生螢光;方柱石、白榴石、玻璃蛋白石的發(fā)光與鈾有關(guān)。對(duì)于螢光來說,不同地點(diǎn)所出產(chǎn)的同種礦物,常可發(fā)生不同顏色的螢光,而不同的礦物也可以有近似的螢光。如白鎢礦在紫外光照射下,通常顯光亮的淺蘭色螢光(Mo含量約0.5%);若含Mo量為0.96-4.8%時(shí),則為黃色熒光;當(dāng)Mo含量達(dá)4.8%以上時(shí), 則為白色熒光。
礦物的發(fā)光性對(duì)于某些礦物的鑒定和找礦以及勘探工作中有一定意義。特別是對(duì)白鎢礦、金剛石、鋯石等礦物的找礦和選礦上更為有效。
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