О природе минералов 1 Введение

Рис. 6.5
Схема, показывающая энергетические
уровни в области кристаллической решетки,
которые ответственны за возникновение цвета и
люминесценции.

---

ни, а его испускание — с их возвращением (частич-
но или полностью) обратно на первоначальные
уровни.
Флуоресценция
Если некоторые минералы, такие, как флюорит
CaF
2
, шеелит CaWO
4
, виллемит Zn
2
SiO
4
, уран-
содержащие минералы, некоторые разновидности
алмазов и многие другие, облучать в темноте не-
видимыми ультрафиолетовыми лучами, они начи-
нают светиться собственным светом. Помимо это-
го флуоресценция может вызываться облучением
электронами, рентгеновскими лучами, а также на-
греванием и прямым контактом с пламенем
 (тер-
молюминесценция),
либо трением и разрушени-
ем кристалла
 (триболюминесценция).
Сфалерит
сильно флуоресцирует при облучении его элек-
тронным пучком и поэтому обычно использует-
ся для наладки оптических систем в электронно-
зондовых микроанализаторах.
Наличие и степень проявления флуоресцент-
ных свойств варьируют у отдельных разновидно-
стей одного и того же минерала и даже от зоны
к зоне в одном кристалле. Это часто (возможно,
всегда) связано с присутствием в кристаллической
решетке небольших количеств примесных элемен-
тов. Такие примеси называются
 активаторами,
и
их концентрация может меняться в широких пре-
делах. Установлено, что если содержание ионов пе-
реходных металлов (в частности марганца) соста-
вляет около 1%, то они становятся эффективными
активаторами для силикатов, тогда как медь и се-
ребро в количестве 1 часть на 10000 активируют
ZnS и другие сульфиды.
В рамках используемой нами энергетической
модели кристаллической решетки оказывается,
что электроны активных центров (примесей) пе-
реходят на более высокие энергетические уровни
за счет поступающей энергии излучения, а затем
возвращаются обратно к своему невозбужденному
(основному) состоянию, испуская видимый свет.
Некоторые из этих электронов могут проникать в
зону проводимости, вызывая во время облучения
фотопроводимость.
Частота флуоресцирующего света почти всегда
ниже (следовательно, его длина волны больше),
чем у возбуждающего излучения. Таким образом,
испускаемое излучение обладает меньшей энерги-
ей, так как определенное ее количество теряется в
виде тепла во время возбуждения электронов и их
возвращения в основное состояние.
Использование ультрафиолетовой лампы но-
чью или в подземных выработках представляет
собой весьма эффективный способ поиска флуо-
ресцирующих минералов. На практике особенно
полезными являются длины волн 250 HM (корот-
коволновый ультрафиолет) и 360 HM (длинновол-
новый ультрафиолет), так как они в значитель-
ной степени поглощаются силикатами и сульфида-
ми соответственно. У некоторых минералов флу-
оресценция происходит достаточно постоянно, но,
как это и можно было ожидать исходя из принци-
па возникновения, она, будучи связанной с пере-
менным содержанием примесей, является измен-
чивым свойством. Именно поэтому образцы из
разных мест локализации ведут себя по-разному.
В настоящее время флуоресценция искусственных
кристаллов представляет собой важный способ об-
наружения и измерения ионизирующей радиации.
Например, на вспышках света (сцинтилляциях) у
иодида калия, активированного таллием, основан
один из обычных типов детекторов излучения.
Фосфоресценция
Явление светоиспускания возбужденным кристал-
лом после того, как облучение прекратилось, на-
зывается