矿物的光学性质包括矿物的颜色、条痕、透明度、光泽和矿物的发光性。
矿物的颜色
对可见光选择性吸收是物体呈现颜色的主要原因。不同颜色的光波，一般用不同波长来表示，以纳米(nm)为单位，1nm=109m。可见光波波长约在390一760nm之间，其间波长由长至短依次显示红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等色。它们的混合色就是白色。
当矿物受白光照射时，便对光产生吸收、透射和反射等各种光学现象。如果矿物对光全部吸收时，矿物呈黑色；如果对白光中所有波长的色光均匀吸收，则矿物呈灰色；基本上都不吸收则为无色或白色。如果矿物只选择吸收某些波长的色光，而透过或反射出另一些色光，则矿物就呈现颜色。此外，由于光波多次反射、散射、干涉等物理光学作用，亦能影响矿物的呈色。
由于种种物理-化学因素，在晶体局部范围内，质点的排列偏离了严格的周期性重复规律，形成晶格缺陷。晶体中能选择吸收可见光的点缺陷称色心。它能引起相应的电子跃迁而使晶体呈色。在同一个晶体中，如果同时存在不同的色心，且数量亦不相同时，将会引起不同的颜色，故某种晶体可有多种颜色，如萤石。
光的反射、干涉等物理因素能引起矿物呈色，如晕色、锖色、变彩等。
晕色 某些透明矿物的表面常呈现出一种彩虹般的色带称为晕色，如云母、方解石、石英。主要由于矿物内部的解理面或裂隙对光连续反射，引起光的干涉而产生。
锖色 某些不透明矿物，经风化后表面产生氧化薄膜，引起反射光的干涉作用，使矿物表面呈现各种颜色称锖色，如班铜矿具有独特的、色彩班驳的蓝、靛、紫色，可作为鉴定特征。
变彩 某些透明矿物在转动时或沿不同角度观察，可呈现不同颜色的变化称为变彩。引起变彩的原因大多数是由于矿物内部有微细的叶片状包裹体，对光发生干涉和反射的结果，如拉长石呈现蓝色、绿色、金黄色等变彩。
应该指出，由于矿物的成分、结构、键型是复杂的，引起颜色变化的因素也是复杂的。一种矿物的颜色往往是各种呈色机理所产生的总效应，如蓝宝石(合少量Fe和Ti的刚玉)的颜色是由d-d电子跃迁和离子间电子转移综合引起，即由Fe2+、Fe3+、Ti3+的d-d电子跃迁和Fe2++Ti4+/ Fe3++Ti3+的电子转移(Fe2+的一个电子转移给Ti4+，使形成Fe3++Ti3+的组合)，产生对红光强烈吸收，使矿物染成深蓝或蓝绿色。
在矿物学中传统地将矿物的颜色分为自色、他色、假色。这种分类目前仍在使用。自色是指由矿物本身固有的成分、结构所决定的颜色。自色对矿物鉴定有着重要的意义。他色是由杂质、气液包裹体等所引起的颜色。假色是因物理光学效应而产生的颜色，如上所述的晕色、锖色、变彩等。
矿物的条痕
矿物的条痕是指矿物粉末的颜色。一般是将矿物在白色无釉瓷板上刻划后，观察其留下的粉末颜色。矿物的条痕可以消除假色，减弱他色，因而比矿物颜色更稳定。所以，在鉴定各种彩色或金属色的矿物时，条痕色是重要的鉴定特征之一。然而，浅色矿物(如方解石、石膏)的条痕色皆为白色或灰白色，则毫无鉴定意义。
有些矿物由于类质同相混入物的影响，使条痕发生变化。如闪锌矿(zn，Fe)S，当铁含量高时，条痕呈褐黑色；含铁低时，条痕则呈淡黄色或黄白色。由此可见，某些矿物随着成分的变化，条痕也稍有变化。因此，根据条痕色的微细变化：可大致了解矿物成分的变化。
矿物的透明度
矿物的透明度是指矿物可以透过可见光的程度。透明度的大小可以用透射系数Q来表示。若投入矿物的光线强度为Io，当透过1cm厚的矿物时，其透射光的强度为I，则I/Io的比值称为透射系数。透射系数大，矿物透明；反之，矿物半透明或不透明。
矿物的透明与不透明不是绝对的，例如自然金本是不透明矿物，但金箔亦能透过一部分的光。因此，在研究矿物透明度时，应以同一的厚度为准。根据矿物在岩石薄片(其标准厚度为0．03mm)中透光的程度，矿物的透明度可分为：
透明 矿物在0.03mm厚的薄片上能透光，如石英、长石、角闪石
半透明 矿物在0.03mm厚的薄片上透光能力弱，如辰砂、锡石。
不透明 矿物在0.03mm厚的薄片上不能透光，如方铅矿、黄铁矿、磁铁矿。
影响透明度的因素还有矿物中的包裹体、气泡、杂质、裂隙及矿物的集合方式等。
矿物的发光性
发光性是指物体受外加能量激发，能发出可见光的性质。物体具有受激发光的现象者称为发光体。根据发光激发源的不同，可将发光分为：光致发光，如由可见光、红外光和紫外光等激发；阴极射线发光，如由电子束激发；辐射发光，如由X射线、γ（伽玛）射线等激发；热致发光，由热能激发。此外，还有电致发光，摩擦发光，化学发光等。
根据发光持续时间的长短又分为荧光和磷光两种类型。如果发光体一旦停止受激，发光现象立即消失，称为荧光，如果激发停止后，仍持续发光则称为磷光。能发荧光或磷光的物体分别称为荧光体或磷光体。
发光性在矿物中是一种很普通的现象。目前对矿物发光性的机理提出了许多不同的物理模型，其中为大家所公认的是：矿物的发光主要与矿物中的晶体缺陷和杂质元素有关。晶格缺陷称之为“陷井”；能引起矿物发光的杂质元素称激活剂。它的标记方法：如CaCO3:Mn2+，表示Mn2+是方解石的激活剂。激活剂大都是过渡金属元素，其中尤以稀土元素和某些锕系元素最为重要。事实证明，大多数组分纯净的矿物是不发光的，只有在含有微量(小于1％)的杂质元素时才能发光。
所有的发光现象都是由电子-空穴复合过程所控制的。电子与空穴复合处称之为复合中心(又称发光中心)。有些矿物发光只有一种颜色，如白钨矿。但某些矿物常常具有多种激活剂，各种激活剂还可以形成极不相同的组合。因此，同种矿物可以具有强度不同，颜色多样的发光。此外，同种激活剂在不同矿物中可能引起不同颜色的发光。应该注意，并非呈杂质的过渡金属元素在任何矿物中部是激活剂。相反，它有时可以使发光体不能发光，此称淬灭剂。另外，激活剂含量过多时，将失去作为局部能级的作用，反而使矿物不发光。
以下简要介绍众多发光中的三种：
1)光致发光：这里重点介绍紫外光所致的荧光现象。紫外光对不同矿物激发可以使它们发出不同颜色(波长)的荧光，以帮助人们迅速地鉴定矿物。由于不同矿物，甚至同种矿物，其成因不同，发光中心的深度、种类或能带间的能量差各有不同，因此，要想使各种各样的矿物得到最大程度的激发，就必须使用不同波长的紫外光，如波长为253.7nm的紫外光可使白钨矿得到很好的激发，但对其它矿物则不一定。该方法对某些矿物的鉴定和找矿具有一定的意义，特别是对白钨矿、金刚石的鉴定、找矿和选矿更为有效。
2)阴极射线发光：阴极射线发光是以阴极射线作为激发源激发物质并使之发光的现象。与光量子不同，阴极射线是一束高速的电子流。这些高能的电子在真空中轰击矿物表面，使矿物晶格产生强烈振动从而引起发光。与紫外线辐射相比，阴极射线发光的颜色与紫外线不尽一致，如ZnS:Cu的阴极射线发光为蓝色，而紫外光为绿色。阴极射线发光的余辉比光致发光短。许多紫外线不能激发或不能完好激发的物质在阴极射线下都能得到很好的激发。但是，在较高温条件下，阴极射线发光的热猝灭(所谓猝灭指发光的突然熄灭)效应比光致发光强烈得多，这是实验过程中应加以注意的问题。
矿物的阴极射线发光的颜色给人们提供鉴定矿物的依据。在沉积岩中用阴极发光鉴定长石和石英是十分迅速有效的；若在地层中找出几种特殊的发光矿物，建立一个对比系，从而可以解决地层的对比问题；在重砂找矿中，可以根据矿物的发光，缩小靶区，以发现原生矿床或砂矿床。阴极射线发光还被广泛应用于各种科学领域，如示波器、色谱仪、彩色电视、荧光屏和雷达等。
3)热发光：热发光是以热为激发源使矿物发光的现象。这种现象的应用较上述的其它发光要广泛得多。热发光在地质学中已广为应用，如用于矿床含矿性的评价、提供矿床成因和找矿信息、测定地质年龄、地层的对比和划分以及地质温度计等。热发光与温度的依赖关系是显而易见的，在进行地质温度计的讨论时，应该注意，你所获得的结果是该矿物最后一次热作用的温度。在样品加工时应尽可能避免人为的任何热作用。但矿物形成之后难免受到后来的热作用，所以地质温度计对古老年代的矿物来说误差会很大。热发光还在材料、医学、环保、考古、陨石和核试验等领域都有深入和独到的应用。 |
