單偏光鏡下的晶體光學(xué)性質(zhì)

第三章單偏光鏡下的晶體光學(xué)性質(zhì)一、單偏光鏡的裝置及特點(diǎn)二、單偏光鏡下觀察的內(nèi)容

(一)礦物的形態(tài)、解理

(二)礦物的顏色、多色性和吸收性

(三)薄片中礦物的邊緣、貝克線、糙面和突起一、單偏光鏡的裝置及特點(diǎn)

單偏光鏡的裝置是指只使用下偏光鏡。

利用這裝置可以研究礦物的外表特征、礦物對光波吸收強(qiáng)弱的性質(zhì)、以及與礦物折射率相對大小有光的光學(xué)性質(zhì)。圖3-1單偏光鏡的簡單裝置示意圖單偏光鏡的特點(diǎn)，可以分以下四種情況：1、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(圖3-2A)

圖3-2A一、單偏光鏡的裝置及特點(diǎn)2、如果載物臺(tái)上放置均質(zhì)體或非均質(zhì)體垂直光軸的礦片時(shí)，這類礦片的光率體切面為圓切面，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，沿任一圓半徑方向振動(dòng)通過礦片，不改變原來的振動(dòng)方向(圖3-2B)，此時(shí)N(礦片)=R(圓切面)。圖3-2B一、單偏光鏡的裝置及特點(diǎn)3、如果載物臺(tái)上放置非均質(zhì)體除垂直光軸以外的其它方向切面時(shí)，其光率體切面為橢圓切面。當(dāng)?shù)V片上的光率體橢圓切面長短半徑之一與PP平行時(shí)，由下偏光鏡透出的振動(dòng)方向進(jìn)入礦片后，不改變原來振動(dòng)方向(圖3-2C)，此時(shí)N(礦片)=R(橢圓切面)圖3-2C一、單偏光鏡的裝置及特點(diǎn)4、當(dāng)?shù)V片上的光率體橢圓切面半徑與pp斜交時(shí)(圖3-2D)，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，分解形成兩種偏光，其振動(dòng)方向分別平行礦片上的光率體橢圓切面的長短半徑的方向，折射率值等于橢圓長短半徑。圖3-2D一、單偏光鏡的裝置及特點(diǎn)二、單偏光下觀察的內(nèi)容：(一)礦物的外表特征，如形態(tài)、解理等。(二)與礦物對透射光波吸收有關(guān)的光學(xué)性質(zhì)，如

顏色、多色性、吸收性等。(三)與礦物折射率有關(guān)的光學(xué)性質(zhì)，如邊緣、貝

克線、糙面、突起等。§1.1礦物的形態(tài)礦物晶體的形態(tài)，取決于它的晶體結(jié)構(gòu)和生成條件。每種礦物都是按其結(jié)晶習(xí)性生長，并形成固有的形態(tài)，因而形態(tài)(圖3-3)就成為鑒定礦物的一種特征。

圖3-3礦物的形態(tài)§1.1礦物的形態(tài)薄片中礦物的形態(tài)并不是完整的，也不是立體的，而是某一方向的切面。同種礦物切面往往不止一個(gè)，將不同方向切面的形狀綜合起來可以判斷礦物的立體形態(tài)。圖3-3Bi光性方位圖a、立體圖；b、∥(001)切面，c、⊥(001)礦物形態(tài)還與它形成的空間、結(jié)晶順序有關(guān)系。早形成的為自形，礦物邊界全為晶面，切面呈邊界平直的多邊形。晚形成的為他形，礦物邊界無完整晶面，切面形態(tài)為不規(guī)則的粒狀；介于兩者之間為半自形，礦物邊界部分為晶面，切面形態(tài)部分邊界平直，另一部分邊界呈不規(guī)則狀。圖3-3礦物晶體與切片方位的關(guān)系§1.1礦物的形態(tài)§1.2礦物的解理解理是指礦物晶體在外力作用下，沿一定方向裂成光滑平面的性質(zhì)。解理在薄片中表現(xiàn)為一些相互平行的細(xì)縫，稱解理縫。不同的礦物，其解理方向、完善程度、組數(shù)及解理夾角不同。解理是鑒別礦物的重要特征之一。根據(jù)解理的完善程度，劃分為下列三級(jí)：{001}Ms1)極完全解理解理縫細(xì)、密、長，往往貫穿整個(gè)晶體，如云母礦物的解理。圖3-4白云母2)完全解理

解理縫較稀，不完全連貫，如角閃石類、輝石類礦物的解理。CpxAm圖3-4角閃石和單斜輝石3)不完全解理

解理縫斷斷續(xù)續(xù)，有時(shí)僅見解理痕跡，如橄欖石的解理。Ol圖3-5橄欖石§1.3解理夾角的測定兩組解理的夾角稱解理夾角。礦物的解理夾角是一定的，測定它有助于鑒定礦物，如Am。由于礦片切面方向不同，其夾角相差懸殊。凡是切面方位不是垂直兩組解理的，所切夾角不是大于就是小于解理夾角。圖3-6解理夾角大小與切面方位的關(guān)系測定兩組解理夾角時(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)。測定方法為：1)按上述原則選擇合適的切面2)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§1.3解理夾角的測定3)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）即為所測得的夾角。圖3-7解理夾角的測定§1.3解理夾角的測定§2.1礦物的顏色薄片中礦物的顏色比手標(biāo)本上的淡，這是因?yàn)楸∑仁謽?biāo)本薄得多。前者是在透射光下所呈現(xiàn)的顏色，后者是在反射光、散射光下所呈現(xiàn)的顏色。薄片中礦物的顏色是很重要而且是最直觀的鑒定特征。薄片和手標(biāo)本的顏色對比：薄片(單偏)手標(biāo)本薄片和手標(biāo)本的顏色對比：薄片(單偏)手標(biāo)本Ol§2.1礦物的顏色

如果礦物對白光中各單色光全部透過，則透過礦片后仍為白光，只是強(qiáng)度有所減弱，礦片顯無色透明，如石英、長石等。

若全部吸收，則礦物為黑色；若均勻吸收，則礦物呈灰色；若不等量吸收，稱選擇性吸收，選擇性吸收是礦物透過某些光波，呈現(xiàn)特定顏色。

因此，礦物在薄片中呈現(xiàn)的顏色是選擇性吸收的結(jié)果?！?.1礦物的顏色礦物對白光中的各單色光選擇吸收后呈現(xiàn)的顏色，遵循各單色光的混合－補(bǔ)色原理紅，綠，藍(lán)三種單色光稱原色光，三種原色光按不同比例混合，可得到白光中的其它主要單色光，如橙、黃、青、紫等單色光。圖3-7三元色光互補(bǔ)原理示意圖礦物顏色的影響因數(shù)薄片中礦物呈現(xiàn)的顏色，是透出礦片的單色光按混合－互補(bǔ)原理混合形成的顏色。薄片中礦物所顯示的顏色深淺，取決于礦物對各色光波吸收的總強(qiáng)度。吸收總強(qiáng)度大，顏色深；反之則淺。礦片厚度大小對光波有一定的影響，當(dāng)?shù)V片厚度一定時(shí)，礦片顏色的深淺就反映該礦物對光波吸收的性質(zhì)。礦物顏色的影響因數(shù)礦物在薄片中呈現(xiàn)的顏色還與礦物的性質(zhì)有密切關(guān)系，特別與某些色素離子有關(guān)。如含F(xiàn)e2+，呈淺綠色及藍(lán)色(橄欖石、藍(lán)寶石、陽起石)；Fe3+呈褐紅色(玄武角閃石、鐵鋁榴石)；含Mn3+呈淺紅色(紅簾石)；含Cr3+，呈亮綠色(鉻透輝石)等。礦物中是否含OH-1也會(huì)影響Fe2+離子的呈色作用。如黑云母、角閃石和普通輝石都含有Fe2+，但前二者含有OH-1

，呈現(xiàn)明顯的顏色及多色性，而普通輝石不含，則近于無色或淺綠色。§2.2礦物的多色性及吸收性均質(zhì)體礦物的光學(xué)性質(zhì)各方向一致，對白光的選擇吸收和吸收總強(qiáng)度，不因光波在晶體中的振動(dòng)方向不同而發(fā)生改變。因?yàn)榫|(zhì)體礦片的顏色及顏色深淺，不因光波在晶體中的振動(dòng)方向不同而發(fā)生改變，所以均質(zhì)體礦物都不具有多色性。

有多色性的礦物都為非均質(zhì)體§2.2礦物的多色性及吸收性非均質(zhì)體礦物對光波的選擇吸收和吸收總強(qiáng)度是隨方向而異。礦片顏色變化的現(xiàn)象稱為多色性；顏色深淺變化的現(xiàn)象稱為吸收性。MsBi圖3-8黑云母多色性和吸收性現(xiàn)象§2.3礦物的邊緣巖石薄片中，在兩種折射率不同的物質(zhì)接觸處，可以看到一條比較黑暗的界限，稱礦物的邊緣，其明顯程度，取決于相鄰兩物質(zhì)折光率的差別。ZrnQPlKQ1Q2圖3-9礦物邊緣及其明顯程度現(xiàn)象§2.4礦物的貝克線礦物邊緣附近常見到一條比較明亮的細(xì)線，升降物臺(tái)，亮線發(fā)生移動(dòng)，這條亮線稱貝克線或亮帶。圖3-10礦物的貝克線現(xiàn)象貝克線產(chǎn)生的原因設(shè)兩種物質(zhì)的折射率分別為N和n，且N>n,根據(jù)二者接觸關(guān)系，可分以下4種情況：1、當(dāng)相鄰兩物質(zhì)的接觸界面傾斜時(shí)，如果N的物質(zhì)蓋在n的物質(zhì)上，無論接觸界面的傾斜度如何，光線在接觸界面上均向N的物質(zhì)方向折射。貝克線產(chǎn)生的原因2、如果n的物質(zhì)蓋在N的物質(zhì)上，當(dāng)接觸界面傾斜較緩時(shí)，光線在接觸界面上仍向N的物質(zhì)方向折射。3、如果n的物質(zhì)蓋在N的物質(zhì)上，當(dāng)接觸界面傾斜較陡時(shí)，有部分入射光的入射角大于全反射臨界角，在接觸面發(fā)生全反射。4、當(dāng)兩種物質(zhì)的接觸界面直立時(shí)，垂直礦片的入射光不發(fā)生雙折射，但略微傾斜的光線發(fā)生折射和全反射，光線仍在折射率大的物質(zhì)邊緣集中。

可以看出，無論兩種物質(zhì)接觸如何，光線通過兩種物質(zhì)的接觸界面發(fā)生折射和全反射作用，總是使接觸面的一邊，光線相對減少，而形成較暗的邊緣；其粗細(xì)和黑暗程度，取決于兩種物質(zhì)折射率差值大小，差值越大，邊緣越粗越黑暗。

在接觸面的另一邊，光線相對增多，而形成比較明亮的貝克線。貝克線移動(dòng)的基本規(guī)律1)下降物臺(tái)，貝克線向折射率大的方向移動(dòng)2)上升物臺(tái)，貝克線向折射率小的方向移動(dòng)圖3-10礦物的貝克線現(xiàn)象nNnN圖3-10礦物貝克線移動(dòng)的基本規(guī)律§3.3礦物的糙面在單偏光下觀察不同礦物的表面時(shí)，可看到某些礦物表面比較光滑，某些礦物表面顯得較為粗糙呈麻點(diǎn)狀，好象粗糙皮革，這種現(xiàn)象稱為糙面。圖3-4礦物的糙面現(xiàn)象ZrnQPlK礦物薄片表面常表現(xiàn)為顯微狀的凹凸不平，覆蓋在礦片之上的加拿大樹膠折射率又與礦片折射率不同。當(dāng)光線通過二者之間的界面時(shí)，發(fā)生折射，甚至全反射作用，致使礦物表面的光線集散不一，而顯得明暗程度不相同，給人以粗糙的感覺。礦物的糙面原因因此，糙面的明顯程度取決于礦物折射率與樹膠折射差值的大小及礦物表面的光滑程度。一般是二者折射率差值愈大，礦物表面的光滑程度愈差，其糙面愈明顯。礦物的糙面原因

薄片中有的礦物表面顯得高，有的顯得低，這種表面似乎高低不平的現(xiàn)象稱為礦物的突起。突起的現(xiàn)象只是一種感覺，它是由于薄片中的礦物與樹膠之間有不同的折射率差值引起的。差值愈大，突起的現(xiàn)象愈顯著。突起的高低取決于礦物與樹膠(礦物)折射率差值的大小?！?.4礦物的突起

突起等級(jí)的分類突起級(jí)別折射率糙面及邊緣特征實(shí)例高負(fù)突起<1.48糙面及邊緣顯著，下降物臺(tái)，貝克線移向樹膠。螢石低負(fù)突起1.48~1.54表面光滑，邊緣不顯著，下降物臺(tái)，貝克線移向樹膠。正長石、樹膠低正突起1.54~1.60表面光滑，邊緣不顯著，下降物臺(tái)，貝克線移向礦物。石英、白云母中正突起1.60~1.66表明大致光滑，邊緣清楚黑云母高正突起1.66~1.78糙面顯著，邊緣明顯且較寬輝石、橄欖石極高突起>1.78糙面顯著，邊緣很寬榍石、石榴石螢石：糙面及邊緣顯著，下降物臺(tái)，貝克線移向樹膠。石英、白云母：表面光滑，邊緣不顯