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1、第三章 单偏光镜下的晶体 光学性质,31、单偏光镜的装置及光性特点 1、单偏光镜的装置 单偏光镜是单偏光显微镜的简称，是只使用一个偏光镜即下偏光镜的显微镜。下偏光镜振动方向平行目镜十字丝横丝。单偏光镜不加上偏光镜和勃氏镜，一般情况下也不旋上高倍聚光镜。,2、单偏光镜视域光学特点,1）单偏光镜下载物台上不放置矿片时视域的光学特点 偏光直接透出目镜，视域明亮，视域没有变化 2）单偏光镜下载物台上放置矿片时视域的光学特点； （1）放置均质体矿片 当物台上放置均质体矿(物)片时，透出矿片的偏光振动方向仍然平行偏光振动方向，矿片显示偏光透过矿片时的光学性质。由于均质体光性各向同性，旋转物台时光学性质不变
2、。,（2）放置非均质体矿片； 非均质体垂直光轴切面的矿片 （除矿物形态，旋转载物台矿物光学性质没有变化）； 非均质体斜交光轴切面的矿片 （除矿物形态，旋转载物台矿物光学性质有变化）； 显微镜下观察到的矿物光学性质，是两种偏光同时通过矿片时所表现出的光学性质的综合。 如果光率体椭圆切面是特殊的切面，其半径为光率体的主轴，则此时观察到的光学性质具有鉴定意义，晶体光学鉴定中就是要测定这种光学性质。,3、单偏光镜下观察、测定的主要特征 a. 矿物的外表特征：矿物的形态及解理等； b.矿物对光波选择吸收有关的光学性质，如：矿片的颜色，多色性及吸收性； c.与矿物折射率值大小有关的光学性质，如：突起，糙面
3、，边缘，贝克线及色散效应。,32、矿物的形态及解理,1、矿物形态（重点内容） 矿物的形态是几何特征，不属于光学性质，但显微镜下矿物形态的显示与其光学性质(折射率、双折射率)有关，而且矿物形态是鉴定矿物的重要依据之一，矿物形态成为光性矿物学研究内容。 显微镜下观察到的矿物形态与矿物本身的结晶习性与切片方向有关，确定一种矿物的整体外形，必须考虑不同的切片方向的形状及综合手标本上矿物的形态 。（切面形态，单体形态，集合体形态）,平行（001）的横切面,平行（100）的纵切面,斜交（010）的斜切面,角闪石的三种切面（垂直构造线切面，平行构造线切面）,2、解理及解理夹角测量（重点内容）,（1）解理的观
4、察 （解理缝、解理缝可见临界角，有无解理的确定，解理等级的划分，解理组数的推断） 解理：矿物受外力作用后沿一定结晶学方向裂成光滑平面的性质，是鉴定矿物的特征之一。在显微镜下见到的不是解理面本身，而是解理面与薄片平面的交线，这些交线一般为明显的黑线，称为解理缝。 解理缝的成因：磨制薄片时，由于受机械力作用，矿物沿解理面裂开，其间充填树胶。N矿与N胶有差值，光线通过矿物与树胶的界面时发生折射、反射，致使光线发生聚敛和分散，光线聚敛的部位形成亮线，即贝克线，光线亏损的部位形成暗带，即解理缝。,（2）解理等级极特征 解理的完善程度分为三级： 1.极完全解理：解理缝细，密，长，贯穿整个晶体 2.完全解理
5、：间距等宽，不连续 3.不完全解理：不连续 解理缝可见临界角：解理面与切面有交线，理论上会见到解理纹，但由于光学原理，交角增大到某一极限值时，显微镜下就见不到它了，这个极限值就叫做解理纹可见临界角。即当小于临界角时才能见到解理缝。解理缝纹可见临界角取决于N矿与N胶的差值，差值愈大，临界角愈大；差值愈小，临界角愈小。,（3）解理夹角的测定： 解理夹角即两个解理面的夹角。定解理夹角，必须选择同时垂直两组解理面的切面，在此切面上测量两组解理纹的夹角。 测量解理夹角的操作步骤如下： (1)选择同时垂直两组解理面的切面，其特征是：两组解理纹同时最细、最清晰，且两组解理纹宽度、清晰度相同，升降镜筒，两组解
6、理纹都不平行移动； (2)将选好的切面置于视域中心，并使其中的任意两条解理纹的交点(最好靠矿物中心)与十字丝交点重合； (3)旋转物台，使一条解理纹与纵丝(或横丝)一致，记录物台读数量； (4)旋转物台，使另一条解理纹与纵丝(或横丝)一致，记录物台读数； (5)计算解理夹角以上读数之差。,解理夹角的测定（待测解理的确定，夹角的测定方法）,镜下角闪石的形态和解理,33、矿物的颜色、多色性和 吸收性,1、矿物的颜色（矿物的镜下颜色） （1）均匀吸收（无色）与选择性吸收（彩色） （2）矿片颜色深浅与吸收总强度，矿物的性质、矿片的厚度的关系（吸收强度大，颜色深）,2、多色性和吸收性（重点内容） 均质体
7、矿物，光性上表现为各向同性，对光波的选择性吸收不随方向的改变而改变。因此，旋转物台，均质体矿物的颜色色彩和浓度不会发生改变。 非均质体矿物光性上表现为各向异性，对光波的选择性吸收随方向的不同而改变。在显微镜下旋转物台时，非均质体矿物的颜色色彩和浓度一般情况下都会发生改变。非均质体矿物颜色色彩发生改变、呈现多种色彩的现象称为多色性，颜色深浅发生改变的现象称为吸收性。非均质体矿物，若在偏光显微镜下能见到颜色，一般都能观察到多色性和吸收性，只是多色性和吸收性的明显程度不同而己。,有的矿物多色性很明显，吸收性也强，如普通角闪石；有的矿物多色性明显，但吸收性不强，如紫苏辉石；而有的矿物多色性不是很明显，
8、但吸收性很强，如黑云母。同一矿物，切片的方向不同，多色性和吸收性也不同。,3.多色性公式和吸收性公式 一轴晶的多色性公式的通式是“Ne色，No色”，它是一轴晶多色性的文字符号表达式或记录方式。黑色电气石(蓝碧空)的多色性记录为： “Ne浅紫色，No深蓝色”即为黑色电气石的多色性公式。 一轴晶的吸收性公式是“No(或)Ne”.黑色电气石No方向的颜色很深，表现No方向吸收强度较大；Ne方向颜色浅，表明Ne方向吸收强度较小。因此黑色电气石的吸收性记作： “NoNe”称作黑色电气石的吸收性公式。,实验二：1、在单偏光镜观察矿物的形态、解理及解理夹角的测定；2、在单偏光镜观察矿物的颜色、多色性、吸收性
9、、测定矿物的多色性公式、吸收性公式。,34、矿物的边缘、贝克线、糙面突起,1、矿物的边缘和贝克线（重点内容） （1）矿物的边缘和贝克线的概念 在岩石薄片中，相邻两物质(矿物与矿物或矿物与树胶)，或由于种类不同，或虽然种类相同但切面方向不同，它们的折射率通常存在差异。当光线到达接触面时会发生折射，按折射定律，折射线都是折向折射率大的物质一方。在接触面附近，光线发生了聚散现象，使一方的光线相对集中，另一方相对减少。光线较少的一方变暗，沿矿物的边界面形成一个圈闭的暗带，即矿物的边缘。光线较集中的一方，变亮，沿矿物的边界形成一条亮带，这条亮带最先是由德国学者贝克发现的，后人以他的名字命名为贝克线,（2
10、）贝克线的移动规律： 贝克线是两相邻介质的折射率存在差异的重要证据之一，可以用以判断两相邻介质折射率的相对大小，判断的依据贝克线的移动规律。 升降物台或镜筒时，贝克线会相对边缘平行移动。由于折射和反射，光线折向折射率高的介质一方。下降物台(或提升镜筒)，贝克线相对边缘向折射率大的介质一方移动；提升物台(或下降镜筒)，贝克线相对向折射率小的一方移动；即“下降物台，贝克线向折射率大的介质一方移动”。,（3）假贝克线 若矿物折射率比树胶折射率大得多时，观察矿物的贝克线，发现提升镜筒贝克线不是移向矿物一方，而是移向树胶一方；有时又发现有两条亮带，提升镜筒，一条向矿物一方移动，另一条向树胶一方移动。这些
11、移动规律异常的“贝克线”，称为“假贝克线”。 产生假贝克线的原因：主要与两介质折射率差值太大和接触面不规整有关。 排除产生假贝克线方法：放弃对这一部位的观察，而改选其他合适的部位进行观察，或改用中心明暗法和斜照法比较折射率相对大小。 中心明暗法：下降物台，矿物中心变亮，范围变小、变清晰，则矿物折射率大于树胶折射率；下降物台，矿物中心变暗，范围变小、变模糊，则矿物折射率小于树胶折射率。,2、矿物的糙面,（1）矿物糙面 即偏光显微镜下所见矿物的粗糙表面，是光线通过矿片后产生的一种光学效应，是人对矿片表面粗糙程度的一种视觉，并不代表矿片真实的物理粗糙程度。 （2）矿物糙面的成因 磨制的矿片表面，一般
12、总不同程度地有显微凹凸不平。当覆盖其上的树胶折射率与矿物折射率存在差异时，该表面即是一个光学界面，光线通过该界面时要发生折射，使光线发生聚卒呻分散。光线聚敛的区域变亮，光线分散的区域变暗，矿片表面明暗不均，给人一种粗糙的感觉 树胶折射率与矿物折射率差异，值越大，糙面越明显。N胶（0.110.12）,3、矿物的突起（重点内容）,（1）突起 矿物表面“高出”薄片平面，类似于“正地形”的现象。突起就是矿物这种“高低不平”的现象的。突起也是光线通过矿片后产生的一种光学效应，是人对矿物边缘和糙面的一种综合视觉，并不代表矿物表面的实际高低。 因为边缘和糙面的显著程度取决于N矿和N胶的差值，所以实际上突起的
13、高低主要取决于N矿与N胶的差值，差值愈大，突起愈高；差值愈小，突起愈低。 （2）突起正负及等级的划分 （突起正负是以加拿大树胶的折射率为标准） 根据N矿、N胶的相对大小，突起分为正突起和负突起：N矿N胶，为正突起；N矿N胶，为负突起。即负突起矿物，折射率小于154；正突起矿物，折射率大于154。 “正、负”是指矿物折射率是“大于”还是“小于”树胶的折射率，并不是指突起是向上还是向下。 突起分为6个等级。,4、闪突起,旋转物台时，矿物(一般是无色矿物)切面的突起时高时低，发生闪动变化。突起高时，边缘、糙面较明显，矿物表面灰度深；突起低时，矿物边缘、糙面不显，表面亮度大。这种现象类似于颜色的吸收性(后述)变化，因此又将闪突起称为假吸收。 产生原因：同一矿物颗粒不同方向上折射率差值较大 闪突起是无色或极淡色调透明矿物的鉴定特征之一。 闪突起的能见度首先取决于矿物的最大双折射率，只有那些最大双折射率较大的，而且最大最小折射率分别处于两个不同突起等级的折射率范围的矿物才能观察到闪突起。,实验三：在单偏光镜观察矿物的边缘、贝克线、突起、糙面及闪突起现象。,
