晶體光學(xué)全靠你

中國地質(zhì)大學(xué)（北京）晶體光學(xué)考試要點 光性均質(zhì)體:光波入射晶體后，其在各個方向的傳播速度都相等，所以只有一個折射率，不改變?nèi)肷涔獠ǖ男再|(zhì)。簡稱均質(zhì)體（各向同性）特征：只有一個折射率，不產(chǎn)生雙折射。不改變?nèi)肷涔獾男再|(zhì)及振動方向。包括：高級晶族的等軸晶系和非均質(zhì)體。如:鋯石、尖晶石、石榴子石、螢石、石鹽、玻璃、樹膠。光性非均質(zhì)體:光波入射物質(zhì)時，其傳播速度隨振動方向不同而發(fā)生變化，因而其折射率值也因振動方向不同而改變。簡稱非均質(zhì)體。特征：具兩個或三個主折射率。具有雙折射現(xiàn)象。具有一個或兩個特殊的方向光軸（OA），沿次方向不發(fā)生雙折射。包括：中級晶族。三方晶系：冰洲石、水晶、剛玉。四方晶系：鋯石、金紅石、方柱石。六方晶系：磷灰石、綠柱石。低級晶族。斜方晶系：橄欖石。單斜晶系：普通輝石。三斜晶系：斜長石。光率體：是表示光波在晶體中傳播時，光波振動方向與相應(yīng)折射率值之間關(guān)系的一種指示體。是表示光波在晶體中各振動方向上折射率和雙折射率變化規(guī)律的一個立體幾何圖形。晶體是均一的，光率體表示的是一個方向。所有相互平行的切面光學(xué)性質(zhì)都相同。所以任何切面都必須通過光率體中心。均質(zhì)體光率體：圓球體，各向折射率值唯一N。任何方向的切面都是圓切面，半徑為折射率值N。切面均指過光率體中心的切圓。一軸晶：光波在非均質(zhì)體中傳播時，只有沿某一個特殊的方向才不會發(fā)生雙折射。這個方向成為光軸。這樣的晶體成為一軸晶。光率體特征：旋轉(zhuǎn)橢球體。以Ne為旋轉(zhuǎn)軸（平行c軸），No為半徑（垂直c軸）組成的旋轉(zhuǎn)橢球體。光性符號：一軸正晶一(+),Ne>No一軸負(fù)晶一(-)，Ne<No切面及特征垂直O(jiān)A切面圓半徑No不發(fā)生雙折射雙折射率0切面僅一個切面及特征平行OA切面橢圓Ne、No雙折射，主折射率Ne、NoNe-No無數(shù)個斜交OA切面橢圓No、Ne′雙折射率Ne′、NoNe′-No無數(shù)個石英一（+）方解石一（-）鋯石一（+）磷灰石一（-）二軸晶：二軸晶光率體均具兩個光軸，故稱二軸晶。指低級晶族礦物。三個結(jié)晶軸各不相等。（a≠b,b≠c,c≠a）表示它們?nèi)瓤臻g方向的不均一性。光率體特征：形狀為三軸不等橢球體。三個主軸Ng>Nm>Np。三個主軸面NgNp,NgNm,NpNm兩個光軸（OA）與兩個圓切面，光軸角（2V）[以Bxa表示為銳角等分線]光學(xué)法線：通過光軸面的方向為主軸Nm(光軸面法線)，光學(xué)法線與主軸Nm一致。[Bxo表示為鈍角等分線]光性符號的確定：Bxa=Ng→正光性(+)Bxa=Np→負(fù)光性（-）五種切面及特征或Ng-Nm>Nm-Np↑Ng-Nm<Nm-Np↑五種切面及特征垂直O(jiān)A切面圓半徑Nm無雙折射雙折率0切面2個平行光軸面切面橢圓Ng、Np雙折射ΔN=Ng-Np(最大)1個垂直Bxa切面橢圓二（+）Nm、Np雙折射垂直Bxa切面橢圓二（-）Ng、Nm雙折射ΔN=Ng-Nm1個垂直Bxo切面橢圓二（+）Ng、Nm雙折射Δ垂直Bxo切面橢圓二（-）Nm、Np雙折射ΔN=Nm-Np1個二（+）二（-）二（+）二（-）二（+）二（-）半任意斜交切面任意斜交切面二（+）二（-）二（+二（+）二（-）二（+）二（-）光性方位：光率體主軸與晶體結(jié)晶軸之間的關(guān)系就是光性方位，表示光率體的主軸N;Ne和No，或者Ng,Nm,Np與晶體的結(jié)晶軸a、b、c之間的關(guān)系。高級晶族的光性方位：光率體主軸與3個結(jié)晶軸重合。中級晶族的光性方位：Ne=c軸，正光性短軸No=a,b負(fù)光性長軸No=a,b斜方：三個主軸互相垂直=3個結(jié)晶軸低級晶族的光性方位：單斜：三個主軸之一與b軸重合，其余2個主軸與a,c斜交三斜：3個主軸與3個結(jié)晶軸均斜交巖石薄片的厚度：0.03mm.樹膠的折射率1.54解理的等級：極完全解理、完全解理、不完全解理解理縫：解理在巖石薄片中礦物的解理縫與切片發(fā)現(xiàn)之間的夾角α逐漸增大時，解理清晰度逐漸減弱，當(dāng)達(dá)到某一極限時，解理就看不見了，這時的角α稱解理的可見臨界角。影響因素：①切片方向②礦物與樹膠折射率的差值解理夾角：兩組解理的夾角測定步驟：①選擇同時垂直兩組解理面的切面（兩組解理縫最清晰，升降鏡筒解理縫不左右移動）②將兩組解理的任一交點放置十字絲中心，并使一組解理縫平行或重合目鏡十字絲的豎絲/橫絲，在載物臺上讀數(shù)a③旋轉(zhuǎn)載物臺，使另一組解理縫平行目鏡豎絲/橫絲，在載物臺上又讀一次數(shù)b，兩次讀書之差（即a與b之差）為所測解理夾角。礦物顏色【本質(zhì)】是透射光選擇吸收的結(jié)果。多色性與吸收性：由于光波在晶體中振動方向不同，而使薄片顏色發(fā)生改變的現(xiàn)象稱為多色性，這種顏色深淺變化也稱為吸收性。值越大，吸收強(qiáng)度越大，顏色越深一軸晶礦物在平行光軸切面多色性最明顯Ne、No值越大，吸收強(qiáng)度越大，顏色越深二軸晶礦物在平行光軸面切面多色性最明顯Ng、Np礦物的邊緣與貝克線：在巖石薄片中，在兩個折射率不同的物質(zhì)（礦物顆粒之間或者礦物與樹膠）接觸處，存在一條較黑暗的界限和一條比較明亮的細(xì)線，前者稱為礦物的邊緣或輪廓，后者稱為貝克線或亮帶、光帶。貝克線成因：由于相鄰兩介質(zhì)折射率不同，光波通過兩者的接觸面時，發(fā)生折射、全反射，光線偏離原來的傳播方向，故在接觸上方形成一條無光線和一條比較明亮的線。圖貝克線移動規(guī)律：下降載物臺（提升鏡筒），向折射率大方向移動提升載物臺（下降鏡筒），向折射率小方向移動糙面：在單偏光鏡下觀察薄片中礦物的光滑程度，有的較光滑，有的較粗糙，呈麻點狀，這種現(xiàn)象稱為糙面。產(chǎn)生原因：薄片在磨制過程中，礦物表面會有微細(xì)起伏、凹凸不平，當(dāng)蓋于其上的樹膠的折射率與礦物折射率不等時，光通過兩種界面時發(fā)生折射，使礦物表面光線集散不均，故呈現(xiàn)的亮度也不同，而顯示出一種粗糙感覺。突起：在單偏光鏡下觀察薄片，不同礦物的表面好像高低不同，有的礦物明顯高些，有的明顯低些，這種現(xiàn)象稱為礦物的突起。礦物N>1.54正突起N<1.54負(fù)突起突起的等級分類突起等級負(fù)高突起負(fù)低突起正低突起正中突起正高突起正極高突起折射率<1.481.48-1.541.54-1.601.60-1.661.66-1.78>1.78貝克線移動規(guī)律糙面及邊緣顯著，下降物臺，貝克線向樹膠移動下降物臺，貝克線向樹膠移動，表面光滑，邊緣不明顯表面光滑，邊緣不明顯，下降物臺，貝克線向礦物移動邊緣清楚，略有糙面，下降物臺，貝克線向礦物移動邊緣明顯，糙面顯著，下降物臺，貝克線向礦物移動邊緣很寬，糙面很明顯，下降物臺，貝克線向礦物移動礦物舉例螢石、蛋白石正長石、微斜長石石英、中長石、綠柱石透閃石、磷灰石、電氣石橄欖石、輝石、尖晶石鋯石、榍石、金剛石單偏光鏡下可觀察礦物特征、礦物形態(tài)、解理、顏色、多色性和吸收性、邊緣、貝克線、糙面、突起消光：透明礦物薄片，在正交偏光鏡下呈黑暗的現(xiàn)象稱為消光。消光時所處的位置稱為消光位。三種消光現(xiàn)象:=1\*GB3①全消光：均質(zhì)體或非均質(zhì)體垂直光軸的切面（切面圓）；=2\*GB3②四次消光：非均質(zhì)體垂直光軸以外的任一切面，四次消光四次明亮（橢圓切面）；=3\*GB3③不消光：多晶質(zhì)，非均質(zhì)體礦物集合體。三種消光類型：=1\*GB3①平行消光=2\*GB3②斜消光=3\*GB3③對稱消光消光角：指礦物消光時，其光率體橢圓半徑（目鏡十字絲）與解理縫、雙晶縫或晶體延長方向之間的夾角。消光角的測定步驟：=1\*GB3①待測礦片置視域中心，使其解理縫或雙晶縫或晶面跡線與十字絲之一平行，記錄載物臺刻度盤讀數(shù)。=2\*GB3②轉(zhuǎn)動載物臺使礦片達(dá)消光位，即光率體長短橢圓半徑方向與十字絲平行，再記下載物臺刻度值，兩數(shù)之差即為礦物消光角。=3\*GB3③再轉(zhuǎn)動載物臺45°，使光率體橢圓半徑與十字絲成45°夾角，插入補色器，根據(jù)干涉色的升降情況，確定所測光率體半徑的名稱。光程差的計算公式:R=dΔN。影響因素：=1\*GB3①礦物性質(zhì)=2\*GB3②切面方向=3\*GB3③薄片厚度干涉色級序光程差干涉色顯著特征第=1\*ROMANI級序0~550nm暗灰-灰白-淺黃-橙-暗紅無藍(lán)、綠干涉色，而出現(xiàn)特有的灰色、灰白色第=2\*ROMANII級序550~1100nm藍(lán)-藍(lán)綠-綠-黃-橙-紫紅顏色鮮艷，色濃而純，色帶間界線較清楚，尤其是=2\*ROMANII級藍(lán)最清晰第=3\*ROMANIII級序1100~1650nm藍(lán)-綠-黃-橙-紅干涉條帶之間的界線不如第II級序清楚，其中III級綠最鮮艷高級白~~要會查干涉色色譜表。補色法則：在正交偏光鏡的45°位置放置的兩個互相重疊的非均質(zhì)體礦片（垂直光軸切片除外），在光波通過此兩個礦片后，其總的光程差發(fā)生增減的法則——補色法則。內(nèi)容：（1）同名半徑平行，光程差相加R=R1+R2,干涉色級序升高(2)異名半徑平行，光程差相減=1\*GB3①R=R1-R2,，干涉色級序降低=2\*GB3②R1=R2→R=0，消色石膏試板:R=550nm,干涉色呈I級紫紅，插入石膏試板后，干涉色升高或降低級序。云母試板：R=147或137nm，干涉色呈I級灰，插入云母試板后，干涉色升降一個色序。石英楔：R=0~1650nm，產(chǎn)生I級至III級干涉色。石膏試板適用于II級黃以下。云母試板適用于更高級干涉色。22.確定干涉色級序方法：=1\*GB3①目估法②楔形邊法③利用石英楔測定干涉色級序。礦物切面邊緣往往具有楔形，從邊緣I級白開始，經(jīng)過n條紅帶，則干涉色為n+1級石英楔法必須先消光，再移出，經(jīng)過n條紅帶，干涉色為n+1級23.延性：一向延長礦物的延長方向與光率體橢圓切面半徑之間的關(guān)系，成為晶體的延性。當(dāng)晶體延長方向與Ng一致或與Ng夾角小于45°時，稱為正延性：當(dāng)晶體延長方向與Np一致或與Np夾角小于45°時，為負(fù)延性。測定方法：對斜消光的礦物，只要測定了消光角，就可以判斷延性正負(fù)。對平行消光礦物而言：=1\*GB2⑴將欲測礦物切面置于視域中心，使晶體延長方向平行目鏡十字絲縱絲，此時礦物消光。=2\*GB2⑵旋轉(zhuǎn)載物臺45°，使延長方向與目鏡十字絲成45°夾角，插入試板，根據(jù)礦物干涉色的升降變化，判斷光率體橢圓半徑名稱，即可確定延性正負(fù)。24.正交偏光鏡下礦物特征：消光類型、消光角、干涉色級序、雙晶、延性25.錐光鏡可以觀察礦物特征：軸性、光性符號、光軸角、切面方向26.七種造巖礦物：暗色礦物：橄欖石、輝石、角閃石、黑云母=1\*GB3①橄欖石:無色（薄片下），正高突起，無解理，有不規(guī)則裂紋，干涉色I(xiàn)I級-III級，平行消光=2\*GB3②輝石：a.斜方輝石：無色略帶淺綠或淺褐，短柱、寬板狀，橫切面八邊形或四邊形，兩組完全解理（輝石式解理），正高突起，糙面顯著，平行消光，負(fù)光性，I級黃-紅b.單斜輝石：無色透明或帶極淺色調(diào)，斜消光，對稱消光，II級藍(lán)或綠，正性。=3\*GB3③角閃石：長柱狀，橫截面為菱形或近菱形的六邊形，完全解理，強(qiáng)多色性和吸收性，斜消光、負(fù)光性=4\*GB3④黑云母：假六方片或板狀，薄片中一般為長條狀。薄片褐色、黃褐色，多色性和吸收性強(qiáng)，正中突起，負(fù)光性，{001}解理極完全，平行消光，干涉色一般為III級（不明顯）淺色礦物：斜長石、鉀長石、石英=5\*GB3⑤斜長石：無色，寬板狀，有解理，負(fù)低突起，I級灰白，二（-），卡式雙晶=6\*GB3⑥鉀長石：無色，寬板狀，有解理，負(fù)低突起，I級灰白，二（+）=7\*GB3⑦石英：無色，他形粒狀，無解理，正低突起，I級灰白-黃白，二（+）27.輝石類和角閃石類的區(qū)別（教材P.139）普通輝石普通角閃石1.晶型多為短柱狀，橫斷面為八邊形或者是變形多為長柱狀，橫截面為菱形或近菱形的六邊形2.解理輝石式解理，夾角近垂直（87°/93°）完全解理，約124°/56°3.突起正高正高-正中3.顏色，多色性無色或淺色，無多色性有顏色，強(qiáng)的多色性和吸收性5.消光角Ng∧c>30°(35-54)Ng∧c<25°(0-30)6.垂直光軸切面多為正光性，2V大多為負(fù)光性，2V中等7.蝕變