Zaznacz stronę

Barwa (cecha minerałów)

Minerały dzielone są ze względu na barwę na dwie główne grupy:

  • minerały bezbarwne – są przezroczyste, o ile tylko nie zawierają żadnych domieszek, lub ich barwa jest bardzo zróżnicowana,
  • minerały barwne (inaczej idiochromatyczne) – mają stałą, charakterystyczną barwę; barwę tę nadają pierwiastki lub związki chemiczne stanowiący stały element składu minerału; barwa może się nieco zmieniać w stałej gamie odcieni.

Minerały bezbarwne często posiadają w swojej strukturze krystalicznej domieszki, które nadają im różne kolory. Zależą one od składu chemicznego tych domieszek. Minerały z domieszkami mają zróżnicowane barwy, niekiedy niemal wszystkie odcienie tęczy. Nie są to jednak ich charakterystyczne barwy. O minerałach takich mówimy, że są zabarwione (inaczej allochromatyczne). Wystąpienie odmian zabarwionych może wynikać nie tylko z domieszek, ale także być skutkiem napromieniowania kryształu lub obecności w jego wnętrzu wrostków innych minerałów.

Wśród pierwiastków nadających minerałom barwę oraz zabarwienie wyróżniają się zwłaszcza żelazo, miedź, mangan, tytan, chrom, nikiel oraz wanad. Z kolei inne pierwiastki, takie jak glin, wapń, sód, beryl, fosfor oraz tlen, nie mają wpływu na barwę/zabarwienie.

Zarówno minerały barwne, jak i zabarwione, pochłaniają (czyli absorbują) część promieniowania świetlnego. Jednak zjawisko absorpcji światła obserwowane jest w przypadku niektórych minerałów bezbarwnych. Pochłaniają one niewielką część promieniowania w całym zakresie widma światła widzialnego, co w przypadku grubszych kryształów prowadzi do zmniejszenia przezroczystości. W przypadku minerałów barwnych i zabarwionych absorpcji ulegają tylko wybrane zakresy fal.

Minerały zabarwione

Barwa nie jest w przypadku minerałów zabarwionych cechą diagnostyczną. Decyduje tylko o nadaniu nazwy odmianom tych minerałów. Przykładowo, bezbarwny kwarc to kryształ górski, a fioletowy – ametyst. I kryształ górski, i ametyst są tym samym minerałem – kwarcem. Barwa nie jest więc cechą pozwalającą na rozpoznanie kwarcu, ale pozwala na nadanie nazwy jego odmianom.

Odmiany minerału kwarcu o różnym zabarwieniu: ametyst, cytryn, kwarc różowy i kryształ górski.

Odmiany minerału kwarcu o różnym zabarwieniu. U góry po lewej znajduje się szczotka fioletowego ametystu. U góry po prawej stronie: cytryn. U dołu po lewej: kwarc różowy. U dołu po prawej: kryształ górski. Fot. kwarcu różowego i cytrynu: bjphotographs (Fotolia.com); fot. ametystu: zelenka68 (Fotolia.com); fot. kryształu górskiego: by-studio (Fotolia.com).

Jeżeli minerał jest zabarwiony, to cechą diagnostyczną jest dla niego rysa, czyli barwa sproszkowanego minerału. Kryształ może nas oszukać pięknymi kolorami, ale jeżeli zetrzemy różne odmiany barwne tego samego minerału, to zawsze otrzymamy proszek o tej samej barwie. Przykładowo: po sproszkowaniu zarówno kryształu górskiego jak i ametystu otrzymamy biały proszek, choć kryształy były odpowiednio przezroczyste i fioletowe. Więcej o badaniu rysy można przeczytać tutaj.

Różne kolory minerałów zabarwionych wynikają z tego, że zawarte w nich w postaci domieszek pierwiastki pochłaniają (absorbują) wybrane barwy światła widzialnego. Domieszki te mogą być rozpoznane za pomocą analizy widma absorpcyjnego. Pomocne są też filtry, przez które badacz spogląda na okaz, dostrzegając składowe barwy widma niezauważalne w zwykłym (białym) świetle. Pozwala to niekiedy na rozpoznanie imitacji kamieni szlachetnych.

Barwienie minerałów

Barwę niektórych minerałów (zwłaszcza kamieni szlachetnych) można niekiedy zmieniać poprzez barwienie, ogrzewanie lub napromieniowanie. Niektóre okazy dostępne w sprzedaży nie mają swoich naturalnych barw! Przykładowo: podgrzewanie ametystu może prowadzić do jego odbarwienia.

Zjawiska związane z barwą: Dyspersja

Dyspersja to zdolność minerału do rozszczepienia światła białego na części składowe. Jeżeli osiąga ona wysokie wartości, to na powierzchni minerału mogą pojawiać się błyski nazywane „ogniem”. Świetnym przykładem zjawiska dyspersji jest diament, którego ogień wraz z charakterystycznym, silnym połyskiem diamentowym decyduje o wysokiej cenie tego kamienia szlachetnego.

Miarą dyspersji jest różnica współczynników załamania światła czerwonego oraz fioletowego przy przejściu przez kryształ minerału. Im ta różnica większa, tym silniejsza dyspersja.

Pleochroizm

Niektóre z minerałów zmieniają barwę w obrębie pojedynczego kryształu. Nazywamy to pleochroizmem. Klasycznym przykładem tego zjawiska jest turmalin. Inny minerał wykazujący pleochroizm to beryl. W obu przypadkach kryształ oglądany z różnych stron wykazuje różne barwy. Obserwacja tego zjawiska gołym okiem jest oczywiście możliwa tylko w przypadku większych kryształów.

Zjawisko pleochroizmu związane jest z niejednorodną absorpcją światła w kryształach. W przypadku tak zwanych kryształów anizotropowych absorpcja zależy od kierunku: barwa zmienia się wtedy wraz ze zmianą położenia minerału względem źródła światła. Zjawisko występowania dwóch głównych barw (obserwowane w rubinie oraz turmalinie) nazywane jest dychroizmem, natomiast pojawianie się trzech barw (tak jak w kordierycie) – trychroizmem. Oba te zjawiska są szczególnymi przypadkami pleochroizmu.