第十二章,矿物的光学显微镜鉴定,目录,第一节 单偏光镜下晶体的光学性质第二节 透明矿物在正交偏光镜下的光学性质,第一节 单偏光镜下晶体的光学性质,△只使用下偏振光镜观察，不加上偏光镜、聚光镜、勃氏镜△观察内容 晶体形貌：晶形、解理 光学性质：多色性、吸收性、边缘、贝克线、糙面、突起等返回目录,单偏光下显微组织形貌 观察的基本原理,透光材料，由于相邻晶粒对光的折射率不同，对光的吸收性不同，而表现出衬度差别，显示出不同晶粒的形貌1.1 晶 体 的 形 态,根据晶体的发育完好程度将晶体分为三级：自 形 晶：黑云母、四钛酸钡、磷灰石半自形晶：角闪石他 形 晶：石 英,石英它形晶,黑云母自形晶,角闪石半自形晶,结晶习性,1.2 解理和解理角的测定,不同物质，解理的有无、解理的方向和组数、解理的完善程度、解理角的大小都不相同极完全解理：黑云母完 全 解理：角闪石不完全解理：橄榄石,,为什么能在显微镜下看见解理？ 制作薄片时，树胶进入解理缝隙，树胶折射率和矿物的折射率不同，在解理缝处产生了折射和反射，就出现明喑相间的现象黑云母的极完全解理,角闪石的完全解理,解理夹角的测定,角闪石的解理夹角,1.3 颜色与多色性,矿物的颜色是由光波透过矿片时经过选择性吸收后而产生的。
若矿物对白光中各色光吸收程度相等，即均匀吸收，则矿物为无色透明若是对白光中各色光选择性吸收，则光通过矿片后，除去吸收的色光，其余色光互相混合，就构成该矿物的颜色电气石的兰色,角闪石的绿色和淡黄色,多 色 性,多色性是指矿片的颜色随振动方向不同而发生改变的现象均质体矿物只有1种颜色，而且颜色深浅无变化非均质体矿物的颜色和颜色深浅是随方向而变化的 颜色的变化与折射率有关,电气石的蓝色No=深蓝,电气石的浅紫色Ne=浅紫色,吸收性,颜色的深浅(又称颜色的浓度)，是由矿物对各色光波吸收能力大小决定的，吸收能力大颜色就深，反之就浅吸收能力除与矿物本身性质有关外，还与薄片的厚度有关 吸收性是指矿片的颜色深浅发生变化的现象,黑云母的吸收性,因非均质体的光学性质随方向而变化，对光波的选择性吸收和吸收能力，也随方向而变化 因此在单偏光镜下旋转物台时，许多具有颜色的非均质体矿物的颜色和颜色深浅要发生变化而构成了所谓多色性和吸收性多色性、吸收性产生的原因,其本质是不同方向的折射率不同,1.4 一轴晶矿物,一轴晶矿物有2个主要颜色，与主轴Ne和No相当，称二色性矿物 如：一轴晶电气石的多色性为：No＝深蓝色，Ne＝浅紫色，并将此称为多色性公式。
又因No方向的颜色比Ne方向的颜色深，表示No方向吸收能力较强，即No>Ne，称吸收性公式电气石的蓝色No=深蓝,电气石的浅紫色Ne=浅紫色,1.5 二轴晶矿物,二轴晶矿物有3个主要颜色，分别与光率体的3个主轴Ng、Nm，Np相当，称三色性矿物 如二轴晶角闪石的多色性为 Ng＝深绿色、Nm＝绿色、Np＝浅黄绿色 吸收性公式： Ng>Nm>Np，称正吸收 Np>Nm>Ng, 称反吸收,角闪石的绿色和淡黄色,1.6 薄片中矿物的 边缘、贝克线、糙面及突起,薄片中的矿物，由于与树胶的折射率有差别，在单偏光镜下当光通过两者的交界处时要发生折射、反射作用，从而产生一些光学现象，表现为边缘、贝克线、糙面及突起1.6.1 矿物的边缘与贝克线,在2种折射率不同的物质接触处可以看到比较黑暗的边缘，称矿物的边缘 在边缘的附近还可看到一条比较明亮的细线，升降镜筒时，亮线发生移动，这条较亮的细线称为贝克线或光带边缘和贝克线产生的原因主要是由于相邻两物质折射率值不等，光通过接触界面时，发生折射、反射引起的边 缘,该图共介绍4种接触关系，其结果均是光线在接触处均向折射率高的一方折射，这样就使接触界线一边光线相对减少，而形成矿物的边缘，边缘的粗细、黑暗程度与两物质折射率差值大小有关，差值愈大边缘愈粗愈黑。
边 缘,而在接触界线的另一边，光线相对增多而形成贝克线如果慢慢提升镜筒，即由F1F1上升至F2F2，可见到贝克线向折射率大的一方移动，否则相反 贝克线的灵敏度很高，两物质折射率相差在0.001时，贝克线仍清楚贝克线常用来测定相邻两物质折射率的相对大小石英的边缘和贝克线,1.6.2 矿物的糙面,在单偏光镜下观察矿物表面时，可以看到某些矿物表面比较光滑，某些矿物表面显得较为粗糙而呈麻点状，好像粗糙皮革一样，这种现象称为糙面其产生的主要原因是矿物薄片表面具有一些显微状的凹凸不平，覆盖在矿片上的树胶折射率又与矿片的折射率不同 光线通过两者之间的界面，将发生折射，甚至全反射作用，致使矿片表面的光线集散不一，而显得明暗程度不同，给人以粗糙的感觉 一般是两者折射率差值愈大，矿片表面的磨光程度愈差，其糙面愈明显1.6.3 矿物的突起,在薄片中，各种不同的矿物表面好像高低不相同，某些矿物显得表面高一些，某些矿物则显得低平一些，这种现象称为突起 矿物的突起现象仅仅是人们视力的一种感觉，在同一薄片中，各个矿物表面实际上是在同一平面上所以会产生高低的感觉，主要是由于矿物折射率与树胶的折射率不同所引起的。
两者折射率值相差愈大，矿物的边缘愈粗，糙面愈明显，因而使矿物显得突起很高，否则相反 所以矿物的突起高低，实际上是矿物边缘与糙面的综合反映树胶的折射率等于1.54，折射率大于树胶的矿物属正突起；折射率小于树胶的矿物属负突起 区别矿物突起的正负必须借助于贝克线当矿物与树胶接触时，提升镜筒，贝克线向矿物内移动时属于正突起；贝克线向树胶移动属于负突起第二节 透明矿物在正交偏光镜下 的光学性质,所谓正交偏光镜，就是除用下偏光镜之外，再推入上偏光镜，而且使上、下偏光镜的振动方向互相垂直由于所用入射光波是近于平行光束，因而又可称为平行光下的正交偏光镜一般以符号“pp‘’代表下偏光镜的振动方向，以符号“AA'’代表上偏光镜的振动方向返回目录,在正交偏光间不放任何矿片时，视域完全黑暗因为自然光波通过下偏光镜之后，即变成振动方向平行PP的偏光，至上偏光镜时，因与上偏光镜允许透过的振动方向AA垂直，不能透出上偏光镜，故视域黑暗 在正交偏光镜间的载物台上放置矿片，则由于矿物性质及切片方向不同，而显示不同的光学现象2.1 消光现象、全消光,正交偏光镜间变黑暗的现象，称为消光现象 在正交偏光镜间，载物台上放置均质体或非均质体垂直光轴的矿片。
由于这两种矿片的光率体切面都是圆切面，光波垂直这两种切面入射时，不发生双折射，也不改变入射光波的振动方向所以透过矿片后，振动方向未曾改变的光波不能透出上偏光镜， 矿片呈现为黑暗(消光)旋转物台360°，矿片的消光现象不改变，故称全消光在正交偏光镜间，放置非均质体其他方向的切片(除垂直光轴切片以外)这类矿片光率体切面均为椭圆切面光波垂直这种切片入射时，必然发生双折射，分解形成2种偏光，其振动方向必分别平行光率体椭圆切面长短半径四次消光,,,,,Ne,No,当矿片光率体椭圆切面长短半径与上、下偏光镜振动方向(AA、PP)平行时，由下偏光镜透出的振动方向为PP的偏光，进人矿片后，因其振动方向与矿片上光率体椭圆切面半径之一平行， 在矿片中沿与PP平行的半径方向振动，不改变原来的振动方向透出矿片，到达上偏光镜之后，仍与上偏光镜允许通过的振动方向AA垂直，不能透过上偏光镜，故使矿片消光旋转物台360°，矿片上光率体椭圆半径与上、下偏光镜振动方向(AA、PP)有4次平行的机会，故这类矿片有4次消光消光应用,非均质体除垂直光轴切片以外的任意方向切片，在正交偏光镜间处于消光时的位置称为消光位。
当矿片在消光位时，其光率体椭圆半径必定与上、下偏光镜振动方向(AA、PP)平行 偏光显微镜中的上、下偏光镜振动方向一般是已知的(通常以目镜十字丝方向代表) 根据以上原理，可以确定矿片上光率体椭圆半径的方向非均质体除垂直光轴以外的任意切面，不在消光位时，则发生干涉现象.,2.2 正交偏光镜间矿片的干涉现象,当非均质体矿片上光率体椭圆半径K1、K2与上、下偏光镜振动方向(AA、PP)斜交时，由下偏光镜透出的振动方向平行PP的偏光，进入矿片后，发生双折射分解 形成振动方向平行K1、K2的2种偏光K1、K2的折射率不等(Nk1>Nk2)，它们在矿片中的传播速度不同(K1为慢光，K2为快光)K1、K2在透过矿片的过程中，必然产生光程差，以符号R表示当Kl、K2透出矿片后，二者在空气中的传播速度相同，因而它们到达上偏光镜之前，光程差保持不变正交偏光镜间矿片的干涉现象,K1、K2 两种偏光的振动方向与上偏光镜振动方向斜交，故当K1、K2先后进入上偏光镜时，必然发生再度分解，形成K1′、K2′和K1”、K2” 4种偏光K1”,K2”,K1’,K2’,其中K1 ″ 、K2 ″的振动方向垂直上偏光镜振动方向AA，不能透出上偏光镜，可以不考虑。
K1′、K2′的振动方向平行上偏光镜的振动方向AA，完全可以透过上偏光镜透出上偏光镜后的2种偏光具以下特点：,(1) K1′、K2′由同一偏光束经过2次分解(透过矿片和上偏光镜时)而成，其频率相等 (2) K1′、K2′ 之间有固定的光程差(由K1、K2继承下来的光程差) (3) K1′、K2′在同一平面内(平行AA)振动 因此， K1′、K2′ 2种偏光具备了光波干涉的条件，必将发生干涉作用干涉的结果取决于2种偏光之间的光程差R干涉色的形成A、干涉色现象 将石英沿光轴方向由薄到厚磨成楔形，称为石英楔石英的最大双折射率Ng－Np＝0.009，将石英楔由薄到厚慢慢插入偏光镜试板孔，其光程差随石英楔的厚度增加而增加 若单色光照明，随石英楔推入，依次出现明暗相间的干涉条带光程差与明暗关系： R＝λ处A＝0，黑暗带 R＝（2＋1）λ／2，A最大，亮带,光程差介于二者之间，亮度居中暗亮带的宽度取决于波长，红光波长最长，条带间隔最宽白光照明，白光中的七种不同波长的光使任何一个光程差都不会相当于各色波长的整数倍也即不可能使七色同时消光干涉色高低的影响因素,,,矿物性质,矿物的切面方向,矿片厚度,,,平行光轴或光轴面最大,垂直光轴没有光程差,R=d(Ng-Np) R—光程差,d—矿片厚度, Ng-Np—双折率,干涉色高低取决于光程差,,,,2.3 补色法则与补色器,在正交光下，两个光性非均质体薄片相重叠时，干涉作用取决于光波通过这两个薄片所产生的总光程差。
设两个薄片的双折率分别为Ng′、Np′和Ng″、Np″，所产生的光程差分别为R′和R″当两个薄片相重叠时，如果其光率体同名轴相平行，即Ng′∥Ng″和Np′∥Np″那么产生的总光程差为R＝R′+R″，其干涉色比原来两薄片的干涉色都高；,如果异名轴相平行，即Ng′∥Np″和Np′∥Ng″,这时产生的总光程差为 R＝∣R′－R″∣， 其干涉色比其中之一的干涉色低，或者比二者都低，习惯上这两种情况都称为干涉色降低 若两薄片的光程差相等，则 R＝R′－R″＝0， 这种情况称为两晶片程差互相补偿，此时视域黑暗，这种状态称为消光上述程差叠加和补偿的规律称为补色法则2.4 应 用,当两个晶片重叠，如果一个晶片的快慢光方向已知，便可根据补色法则，利用干涉色升降情况，测量出另一晶片的快慢光方向补色器就是制备好的快慢光方向已知的晶体薄片，利用它可以测定晶体干涉色级序、消光角、延性符号和光性正负等。