寶石礦物的顏色成因

天然的寶石礦物有著各式各樣的顏色。從寶石礦物的顏色可以反映出它的成因，
這是礦物形成時各種物理———化學作用的印記。
因此礦物顏色是研究和鑒別礦物直觀的重要標誌。

  研究礦物顏色的歷史悠久，傳統上一般將礦物
的顏色分為三類：自色，它色和假色。

  自色是礦物本身所固有的顏色，產生自色的機制是色素離子，
認為Fe²⁺，Fe³⁺，Ti⁴⁺，Cr³⁺，等離子能產生顏色。
自色又分體色和表色，體色是透射光所顯示的顏色，
表色是反射光所顯示的顏色。

  它色是指礦物由於外來帶色雜質的機械混入所染成的顏色，
與礦物本身的性質無關。

  假色是由於某種物理原因造成的顏色，如暈彩色，變色效應等。

  但是，這些傳統的顏色假說還是無法解釋礦物顏色的許多性質。
比如為什麼有些不含色素離子的礦物也具有各種各樣的顏色，
或過去人們認為各種顏色的水晶是混入帶色雜質染成的，
可是後來發現加熱紫水晶會引起顏色的消失或變化，
如紫水晶加熱至240~270℃時，紫色消失而呈淡黃色，
為什麼同一種色素離子有顏色的變化以至於不產生顏色？
以及許多礦物的多色性，反射色等均未獲得合理的解釋。

在1960年之後，以晶體場理論，
分子軌道理論和能帶理論探討礦物顏色的機制，
並結合電子順磁共振，穆斯鮑爾譜，
紫外可見光光譜，紅外光譜，拉曼光譜，發光和熱發光等各種方法，
解釋礦物的吸收光譜和反射光譜，對寶石礦物顏色的認識得到了很大的提升。

不僅科學地解釋了上述等一系列過去難以理解的事實，
而且使礦物顏色的研究進入下一個定量的階段。

下面介紹一些常見礦物的致色機理

概略地介紹一點與本文有關的基本概念。以上形成礦物顏色的各種機制，
其本質是礦物對輻射電磁波選擇性吸收。

2023-01-28