为什么矿物颜料色彩缤纷

中国古代绘画中，比如享誉世界的敦煌壁画，古人常用矿物作为颜料，如赤铁矿（红色）、辰砂（红色）、针铁矿（黄色）、孔雀石（绿色）、铜蓝（蓝色）、石墨（黑色）等都是常用的颜料。

敦煌壁画

绿色孔雀石和蓝色铜蓝

当一束可见光照射到矿物表面，有部分光被反射，部分光被吸收。如果矿物是透明的并且不太厚，有部分光就可以透射矿物。矿物把不同波长的可见光全部吸收时呈现黑色，对不同波长的可见光均匀吸收时呈现不同程度的灰色，基本上不吸收任何可见光时则呈现无色或白色。而如果有选择地吸收了特定波长的可见光，则呈现吸收色光的互补色，表现为彩色。

红宝石的红色是因为晶体结构中含有三价铬离子

为什么有些矿物会选择性地吸收特定波长的可见光呢？主要有三种机制：一是有些矿物含有一类叫过渡金属的元素，如铁、锰、钛、钒、铬、铜、铅、锌、钴、镍等。这些元素的原子能够吸收不同波长的光，从而使矿物呈现不同的颜色。例如，红宝石鲜艳的红色是因为晶体中含有三价铬离子，翡翠呈现鲜艳的绿色也是因为晶体中含有三价铬离子。都是三价铬离子，表现出的颜色却不同，是因为矿物的结构对离子呈色也有一定影响。另一种原因是在矿物的晶体结构中，相邻离子间的电子能够发生转移，伴随着电子转移有很强烈的可见光吸收。如蓝宝石，电子在二价铁离子与钛离子之间转移，同时选择性地吸收了特定波长的可见光。另外，一些矿物在晶体结构中存在结构缺陷，没有离子占据的空位会选择性地吸收特定波长的可见光。萤石经常呈现绿色或者紫色就是这个原因。

绿柱石中铁替代铝的晶格位置，呈现蓝绿色（左图）绿柱石中锰替代铝的晶格位置，呈现粉红色（右图）

另外，按照矿物呈色的原因，如果是矿物本身固有的成分结构所决定的颜色叫作自色；如果是由杂质、气液包裹体所引起的颜色叫作他色；因为物理光学效应而产生的颜色则称为假色。（陈天虎）

【微博士】矿物是如何形成的

矿物的形成主要通过三种方式：（1）由于高温岩浆缓慢冷却，不同的矿物先后到达结晶温度，从岩浆熔体中结晶出来；（2）由于溶液温度变化、水的蒸发作用或者化学反应，某种化合物溶解度达到了过饱和状态，矿物从水溶液中结晶出来；（3）由于温度、压力、氧化还原电位的变化，一种矿物在固体状态下变成另外一种矿物。

【微问题】在你的房间里找找，你能发现多少种矿物？

【关键词】矿物　晶体　矿物颜料