1、第三章 單偏光鏡下的晶體光學(xué)性質(zhì),本章重點(diǎn)： 1、單偏光鏡的裝置 2、礦物的形態(tài) 3、薄片目估礦物含量 4、解理的完善程度及解理夾角的測(cè)量 5、礦物的顏色與多色性、吸收性 6、礦物的邊緣、貝克線、糙面及突起。,第一節(jié) 偏光顯微鏡裝置,Eyepieces 目鏡,Bertrand Lens勃氏鏡,Nosepiece 物鏡轉(zhuǎn)換盤,Strain-Free Objective 物鏡,Circular Rotating Stage 載物臺(tái),Microscope Frame 鏡臂,Coarse Focus粗動(dòng)螺旋,Fine Focus微動(dòng)螺旋,Power開關(guān),Microscope Base 鏡座,Lifti

2、ng Knob升降螺旋,Sheet Specimen Camp薄片夾,Upper Polarizer 上偏光鏡,Test Plate 試板,Lower Polarizer 下偏光鏡,Locking Screws 載物臺(tái)固定螺旋,Light Source光源,Conoscope Handle 錐光鏡手柄,第二節(jié) 單偏光鏡的裝置,觀察礦片的光學(xué)性質(zhì)時(shí)，只使用下偏光鏡（起偏器）。由光源發(fā)出的自然光波，通過下偏光鏡之后，變成振動(dòng)方向平行下偏光鏡振動(dòng)方向PP的偏光。,1、當(dāng)載物臺(tái)上非均質(zhì)礦片的光率體橢圓長(zhǎng)短半徑之一與PP方向平行時(shí)，由下偏光鏡透出的振動(dòng)方向平行PP的偏光，進(jìn)入礦片后沿該半徑方向振動(dòng)通過礦

3、片，未改變?cè)瓉淼恼駝?dòng)方向，不發(fā)生雙折射，此時(shí)礦片的折射率值等于該橢圓半徑的值。 2、當(dāng)?shù)V片光率體橢圓長(zhǎng)短半徑與PP斜交時(shí)，由下偏光鏡透出的振動(dòng)方向平行PP的偏光，進(jìn)入礦片后，發(fā)生雙折射，分解成振動(dòng)方向平行光率體橢圓長(zhǎng)短半徑的兩種偏光，其折射率值分別等于橢圓長(zhǎng)短半徑，二者在礦片中的傳播速度不同。,單偏光鏡裝置及光波透過下偏光鏡及礦片的情況,A未加礦片,B均質(zhì)體礦片,C非均質(zhì)體礦片，光率體主軸之一與下偏光鏡振動(dòng)方向平行,D非均質(zhì)體礦片，任意方向,第三節(jié)礦物的形態(tài),本節(jié)重點(diǎn)： 1、不同晶體結(jié)構(gòu)的礦物在巖石薄片中觀察到的形態(tài) 2、薄片中礦物的自形程度 3、薄片下目估礦物含量,一、礦物的形態(tài),1、礦物的

4、結(jié)晶形態(tài)： 每一種礦物都有一定的結(jié)晶習(xí)性，構(gòu)成一定的外表形態(tài)，常常與形成條件，晶出順序有密切聯(lián)系。如石榴石常呈菱形十二面體。 2、切片形態(tài)： 巖石薄片中所見到的礦物形態(tài)，并不是礦物晶體的整個(gè)立體形態(tài)，而是晶體某一方向切面的輪廊。同一晶體不同方向的切面，其外形輪廊可以截然不同。例如磷灰石在巖石薄片中常具六邊形和長(zhǎng)條形切面，由此可知磷灰石為六方柱狀晶體。,3、集合體形態(tài)： 等向粒狀，如石英； 針狀，如金紅石、夕線石； 板條狀，如藍(lán)晶石； 柱狀，如角閃石、輝石； 板狀，如重晶石、石膏、長(zhǎng)石 纖維狀，如石棉、纖維蛇紋石； 片狀，如云母、綠泥石； 放射狀，如某些電氣石、葡萄石晶體呈放射狀排列； 球粒狀，

5、如某些玉髓晶體呈球粒狀； 網(wǎng)狀，如蛇紋巖中的蛇紋石； 文象狀，如石英與鉀長(zhǎng)石呈文象交生體； 雛晶狀，如某些火山玻璃中出現(xiàn)的各種式樣的雛晶。,習(xí)慣上劃分為自形、半自形、它形三級(jí)。 1、自形晶：通常晶形較完整，邊界為自身晶面所限，切面上呈平直的多邊形。,二、礦物自形程度,2、半自形晶：晶體的某些晶面發(fā)育良好，切面上具平直的特征,而另一些不平直。 3、他形晶：晶體無完整的邊棱，形態(tài)完全不規(guī)則。,磷灰石的自形晶,黑云母的自形晶,三、薄片目估礦物含量,1、方法一：選取有代表性的視域（通常在低倍物鏡下）與如圖所示的礦物百分含量圖進(jìn)行對(duì)比，多找?guī)讉€(gè)視域，取其平均值定出礦物百分含量。,2、方法二：將要估計(jì)的礦

6、物依次集中移至視域的1、2 、3等象限，以每個(gè)象限25為準(zhǔn)目估含量。這種方法對(duì)顆粒粗大的礦物特別有效。,第四節(jié) 礦物的解理,本節(jié)重點(diǎn)： 1、解理的完善程度 2、可見臨界角 3、解理夾角的測(cè)定,一、礦物切片上的解理,礦物晶體受外力作用后，沿著一定的結(jié)晶方向發(fā)生破裂，并能裂出光滑平面的性質(zhì)稱為解理。 解理縫：礦物的解理在薄片中表現(xiàn)為沿一定方向平行排列的細(xì)縫，稱為解理縫?？p與縫間的間距往往是大致相等的。,二、解理的完善程度,極完全解理：解理縫細(xì)、密、長(zhǎng)，往往貫穿整個(gè)晶體，如云母類礦物的解理。 完全解理：解理縫較稀，不完全連貫，如角閃石類、輝石類及長(zhǎng)石類礦物的解理。 不完全解理：解理縫斷斷續(xù)續(xù)，有時(shí)僅

7、見解理痕跡，如橄欖石的解理。,根據(jù)解理的完全程度，可劃分為以下三級(jí)：,三、可見臨界角,當(dāng)解理面與巖石薄片平面的法線一致時(shí)（即解理面垂直巖石薄片平面），解理縫最細(xì)、最清楚。當(dāng)解理面與薄片平面的法線成a夾角時(shí)，解理縫變寬（大于真正的寬度）。解理面逐漸傾斜，即a角逐漸加大，解理縫逐漸變寬，且愈來愈不清楚。當(dāng)a角增至一定限度時(shí)，解理縫就看不見了，這個(gè)夾角稱為解理縫可見臨界角。,其大小與礦物和加拿大樹膠的折射率差值有關(guān)，差值愈大，解理縫可見臨界角也愈大。因而解理縫的可見性還與礦物折射率與加拿大樹膠折射率的差值有關(guān)。,不同的礦物，當(dāng)其折射率值相差較大時(shí)，雖具有相同組數(shù)的解理，但因其解理可見臨界角的大小不同

8、，在薄片中見到解理縫的機(jī)會(huì)是不同的。同一礦物的不同方向的切面，解理縫的可見性、寬度、組數(shù)也是不同的。,四、解理夾角的測(cè)定,測(cè)定兩組解理夾角時(shí)，必須選擇同時(shí)垂直兩組解理面的切面。這種切面的特征是：兩組解理縫最細(xì)最清楚，當(dāng)其解理縫平行目鏡十字絲豎絲時(shí)，稍微升降鏡筒，解理縫不向左右移動(dòng)。 測(cè)定方法為： 按上述原則選擇合適的切面，置于視域中心。 轉(zhuǎn)動(dòng)載物臺(tái)，使一組解理縫平行目鏡十字絲豎絲，在載物臺(tái)刻度盤上讀數(shù)為a。 旋轉(zhuǎn)載物臺(tái)，使另一組解理縫平行目鏡豎絲，載物臺(tái)讀數(shù)為b。兩次讀數(shù)之差（a與b之差）即為所測(cè)得的夾角。,注意：只有同時(shí)垂直兩組解理面的切面上，才是兩組解理面真正的夾角。不同的礦物切面，解理縫

9、之間的夾角大小有差異。,第五節(jié) 薄片中礦物的顏色與多色性、吸收性,本節(jié)重點(diǎn)： 1、礦物的顏色 2、多色性與吸收性,一、 礦物的顏色,1、在顯微鏡下，礦物在薄片中呈現(xiàn)的顏色是礦片對(duì)光波選擇吸收的結(jié)果。 2、礦片對(duì)白光中各種色光選擇吸收后所呈現(xiàn)的顏色，遵從色光的混合互補(bǔ)原理。礦物顏色的深淺，則取決于礦物對(duì)各色光波吸收的總強(qiáng)度。吸收的總強(qiáng)度大，顏色就深，反之顏色就淺。 3、均質(zhì)體礦物的光學(xué)性質(zhì)各方向一致，不同振動(dòng)方向光波的選擇吸收和吸收的總強(qiáng)度相同，所以均質(zhì)體礦物薄片的顏色及顏色深淺，各方向相同，不因光波在晶體中的振動(dòng)方向不同而發(fā)生改為。,二、多色性與吸收性,1、多色性 非均質(zhì)體礦物的光學(xué)性質(zhì)因方向

10、而異，對(duì)光波的選擇吸收及吸收總強(qiáng)度也隨方向而異。因此，在單偏光鏡下旋轉(zhuǎn)載物臺(tái)時(shí)，許多有色非均質(zhì)體礦物薄片的顏色及顏色深淺要發(fā)生變化。 由于光波在晶體中的振動(dòng)方向不同，而使礦片顏色發(fā)生改變的現(xiàn)象稱為多色性； 2、吸收性 顏色深淺發(fā)生改變的現(xiàn)象稱為吸收性。,對(duì)于一軸晶礦物中，在平行光軸的切面上觀察，其觀察結(jié)果可以用吸收性公式表示：NeNo，表示Ne方向上的吸收程度大于No方向上的吸收程度，稱正吸收，如金紅石(No-黃色、褐色；Ne-暗紅或暗褐）等礦物；NoNe，表示Ne方向上的吸收程度小于No方向上的吸收程度，稱反吸收，如電氣石（No-黃褐、深藍(lán)；Ne-淺黃、淺褐、淡紫）等礦物。, 一軸晶礦物有兩

11、個(gè)主要的顏色，分別與Ne、No相當(dāng)。以黑電氣石為例：黑電氣石平行Z軸切片的光率體橢圓長(zhǎng)短半徑分別為No與Ne，將這種切片置單偏光鏡下，當(dāng)?shù)V片上光率體橢圓的短半徑Ne（即Z軸方向）平行下偏光鏡振動(dòng)方向PP時(shí)，礦片呈現(xiàn)淺紫色。這種顏色是光波在晶體中沿Ne方向振動(dòng)時(shí)，礦片對(duì)光波選擇吸收后透出礦片的色光形成的。 使礦片上光率體橢圓的長(zhǎng)半徑No平行下偏光鏡振動(dòng)方向PP，礦片呈現(xiàn)深藍(lán)色。這種顏色是光波在晶體中沿No方向振動(dòng)時(shí)，礦片對(duì)光波選擇吸收后透出礦片的色光形成的。,當(dāng)?shù)V片上光率體橢圓的長(zhǎng)短半徑No、Ne與下偏光鏡振動(dòng)方向PP斜交時(shí)，礦片顯示淺紫與深藍(lán)的過渡色。 黑電氣石垂直Z軸（光軸）切片的光率體切面

12、為圓切面，其半徑為No。將這種切面置于單偏光鏡下，礦片顯深藍(lán)色。旋轉(zhuǎn)物臺(tái)顏色不發(fā)生變化。一軸晶礦物如黑電氣石的多色性記錄方式是： No=深藍(lán)色，Ne=淺紫色（多色性公式） 因No的顏色比Ne深，表示光波沿No方向振動(dòng)時(shí)總吸收強(qiáng)度大，故其吸收性是： NoNe（吸收性公式，反吸收）,對(duì)于二軸晶礦物中，在平行光軸面和垂直光軸面兩個(gè)切面上觀察，其觀察結(jié)果可以用吸收性公式表示： NgNmNp，表示三個(gè)主軸方向上的吸收程度隨折射率降低而減弱，故稱為正吸收，如普通角閃石、黑云母等礦物； NgNmNp，表示三個(gè)主軸方向上的吸收程度隨折射率降低而增強(qiáng)，故稱為反吸收，如霓石等礦物。,二軸晶礦物有三個(gè)主要的顏色，分

13、別與光率體三個(gè)主軸Ng、Nm、Np對(duì)應(yīng)。平行光軸面的切面顯示Ng、Np的顏色，其多色性最明顯；垂直光軸的切面，只顯示Nm的顏色，不具多色性；垂直Bxa的切面顯示Nm、Np（正光性）或Nm、Ng（負(fù)光性）的顏色，其多色性明顯程度介于前兩種切面之間。顯然測(cè)定二軸晶礦物的多色性，至少需要兩個(gè)方向的切面。以普遍角閃石為例，其多色性公式記錄方式如下： Ng=深綠色或深藍(lán)綠色，Nm=綠色，Np=淺黃綠色 吸收性公式：NgNmNp，稱正吸收；如果與此相反，NpNmNg，則稱反吸收。 非均質(zhì)體礦物中，不同礦物的多色性明顯程度往往是不同的。測(cè)定多色性公式必須在定向切面上進(jìn)行。,第六節(jié) 礦物的界面,本節(jié)重點(diǎn)： 1

14、、貝克線與糙面 2、突起 3、突起等級(jí)及其特征 4、閃突起,一、礦物的貝克線與糙面,1、貝克線 在兩個(gè)折射率不同的物質(zhì)接觸處，可以看到比較黑暗的邊緣，即礦物的邊緣。在礦物邊緣的附近可以看到一條比較明亮的細(xì)線，升降鏡筒，亮線發(fā)生移動(dòng)，此亮線即為貝克線。,下降物臺(tái)或提升鏡筒時(shí)，目鏡的焦點(diǎn)平面位置也相應(yīng)地提高，因而看起來貝克線總是向折射率高的介質(zhì)內(nèi)移動(dòng)；,2、礦物的糙面,在單偏光鏡下觀察各個(gè)礦物的表面時(shí)，可以看到某些礦物表面較為光滑，某些礦物表面顯得較為粗糙而呈麻點(diǎn)狀，好象粗糙皮革一樣，這種現(xiàn)象稱為糙面。,糙面產(chǎn)生的主要原因是：礦物薄片表面具有一些顯微狀的凹凸不平，覆蓋在礦片之上的加拿大樹膠折射率又

15、與礦片折射率不相同。光線通過兩者之間的界面，將發(fā)生折射，甚至全反射作用，致使礦片表面的光線集散不一，而顯得明暗程度不相同。 糙面的明顯程度取決于礦物折射率與加拿大樹膠折射率差值大小及礦片表面的磨光程度；一般是兩者折射率的差值愈大，礦片表面的磨光程度愈差，其糙面愈明顯。,二、礦物的突起,1、突起 2、正突起與負(fù)突起 3、突起等級(jí) 4、閃突起,1、突起,在巖石薄片中，各種不同的礦物表面好象高低不相同，某些礦物顯得表面高一些，某些礦物則顯得低平一些，這種現(xiàn)象稱為突起。主要是由于礦物折射率與加拿大樹膠折射率不同所引起的。礦物折射率與加拿大樹膠折射率相差愈大，礦物的邊緣愈粗，糙面愈明顯，因而使礦物顯得突

16、起很高。相反的，兩者間折射率差值愈小，礦物的邊緣就愈細(xì)，糙面不明顯（表面光滑），因而使礦物顯得突起低。,2、正突起與負(fù)突起,加拿大樹膠的折射率等于1.54，折射率大于加拿大樹膠的礦物屬于正突起；折射率小于加拿大樹膠的礦物屬負(fù)突起。區(qū)別礦物突起的正負(fù)，必須借助于貝克線或色散效應(yīng)。當(dāng)?shù)V物與加拿大樹膠接觸時(shí)，提升鏡筒或下降物臺(tái)，貝克線向礦物內(nèi)移動(dòng)時(shí)屬于正突起；貝克線向加拿大樹膠移動(dòng)屬于負(fù)突起；礦物突起的高低反映了礦物與樹膠的折射率之差。 差值越大，突起越明顯。,3、突起等級(jí),根據(jù)礦片邊緣、糙面的明顯程度及突起高低，可以劃分為六個(gè)等級(jí)。,4、閃突起,在單偏光鏡下，旋轉(zhuǎn)物臺(tái)非均質(zhì)體礦片的邊緣、糙面及突起高低發(fā)生明顯改變的現(xiàn)象稱為閃突起。 只有當(dāng)?shù)V物的雙折率很大，而且其中有一個(gè)折射率值與樹膠折射率相近或者一個(gè)方向?yàn)檎黄鹆硪环较驗(yàn)樨?fù)突起時(shí)，才具明顯的閃突