实验四 单偏光镜下的晶体光学性质
第4章 单偏光镜下的晶体光学

Ne Ne No Ne Ne No No No No Ne
若Ne, No与PP斜交 则=浅紫色与深蓝色的过渡
P
P
P
P
P
P
吸收性:No>Ne
B. C轴切片,如何 ?
A
B
C
No=深蓝色, 旋转矿物不发生变化,不显示多色性与吸收性
37
记录方式
一轴晶矿物的多色性与吸收性
黑电气石 多色性公式:
8பைடு நூலகம்
1.
3. 薄片中晶体形态特征
(1)薄片为某一方向的切面,同一晶体由于 切片方向的不同而呈不同之形态。应综合观 察同种矿物多个颗粒的切面形态,才能得出 正确之形态。
9
(2)晶体形态与矿物自形程度有关
矿物的自形程度——指其生长形态与 其结晶习性的接近程度,这取决于 矿物晶体的结晶能力与生长空间。 右图A为自形晶,B为半自形晶,C为 他形晶。
45
提示
20
b e h
a d c f
g
i
解 b 理 夹 角 的 o e 40 假 的 f 与 h g 真 o 40 i 的
21
a o 40 c d
解理夹角测 定步骤1
选择同时垂直 两组解理面 的切面: 两组解理缝最 细最清晰、 升降镜筒解 理缝不左右 移动。
A
P
P
A
22
解理夹角测 定步骤2
非均质体矿物——包括一轴晶和二轴晶,各 向异性, 薄片不同方向, 具有多色性和吸收性
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2. 均质体矿物—没有多色性与吸收性
均质体矿物只有一个折 射率,其组成质点在三 维空间任何方向的排列 都是相同的、均一的, 因此,均质体只有一种 颜色,没有多色性与吸 收性, 如,石榴石
晶体矿物的光学性质四

2.云母试板
光程差为147nm,正好是黄绿光的四分之一波长。 呈一级蓝灰干涉色,插入后,使原来矿物的干涉色升降一个色序。
Ng Np
3.石英楔子
光程差从 0 至 1680nm ,在正交偏光镜间由薄至厚可以依次产 生一至四级的连时,插入石英楔子,若同名轴平行, 矿片干涉色逐渐升高;若异名轴平行,干涉色不断降低,至 石英楔子与矿片的光程差相等处,矿片因消色出现黑带。
当异名轴平行,且 R1=R2 ,则总光程差 R=R1 - R2=0,视域黑暗,这种现象称消色。
补色器
已知光率体椭圆半径名称及光程差的矿片。也叫试板。
Ng Np Ng Np
Ne
注意:用试板定轴名前,必须把矿物切片从消光位旋转到45° 位置(干涉色最明亮),使得矿片光率体椭圆切面长短半径方 向与试板的平行。
1.石膏试板
光程差为550nm,正好是黄绿光的一个波长。 呈一级紫红干涉色, 相当于一个级序干涉色的光程差。 在矿片上叠加石膏试板,干涉色的升降有两种情况: (1)当矿物的光程差很小时,干涉色的升降以石膏试板为准。 (2)当矿物的光程差大于600nm时,干涉色的变化以矿物的干涉 色为标准。 当矿片呈现一级黄以上的干涉色时,不宜使用石 膏试板作为补色器 。
(二)白光的干涉现象 白光是由七种单色光波混合而成的。
由于不同色光的波长 不同,任何一个光程 差都不可能同时相当 于各色光波的半波长 的偶数倍或奇数倍。
600
900
1200
构成不同程度单色 光的混合颜色
(三)干涉色色谱表及其应用
干涉色色谱表是表示干涉级序、薄片厚度及双折射率之间 关系的图表。根据光程差公式R=dBi绘制。 在光程差、双折射率及薄片厚度中,已知其中两项数据,用色 谱表可求出第三个数据。
实验四单偏光镜下的晶体光学性质

实验四单偏光镜下的晶体光学性质——矿物边缘、贝克线、糙面及突起(2学时,验证性) 一、预习内容:矿物的边缘、贝克线、糙面及突起特征,闪突起现象二、目的要求:1.进一步理解矿物边缘、贝克线、糙面、突起及闪突起的含义;2. 根据矿物边缘、糙面和贝克线移动方向来区分突起等级。
3. 学会应用贝壳线移动规律确定相邻矿物折光率的相对大小及其突起正负;4. 了解闪突起及折射率色散的特征。
三、实验内容:1.观察矿物的边缘、贝克线、糙面及突起薄片号:(3210) 石英、白云母和萤石(3460) 普通角闪石(1103) 橄榄石、单斜辉石(3480) 石榴石根据以上矿物边缘轮廓、糙面特征及突起高低,确定它们的突起等级和突起正负。
2.观察矿物闪突起现象薄片号:(3140) 方解石(3210) 白云母3.用贝壳线、色散效应法比较相邻矿物折光率的高低四、实验提示:1.矿物的边缘、贝克线的观察在单偏光镜下,从岩石薄片中找相邻两个折射率不同的物质接触处,置于视域中心,缩小缩光圈,在矿物边缘处可见到一条较黑暗的界限,即矿物的边缘;在边缘附近处还可见一条较明亮的细线,即贝克线。
2. 糙面的观察在单偏光镜下,可观察到某些矿物表面象粗糙皮革一样,不光滑,呈麻点状的现象,即糙面。
矿物与树胶折射率差值愈大,糙面愈显著,反之亦然。
如石榴石、橄榄石、萤石的糙面显著;而石英糙面就不显著。
3. 突起等级的观察(1) 根据矿物边缘、糙面的明显程度及突起高低,可将突起划分为六个等级,分别为负高突起、负低突起、正低突起、正中突起、正高突起和正极高突起。
(2) 观察贝克线的注意事项贝克线是矿物颗粒黑暗边缘附近的明亮细线,不仔细观察难于发现。
在观察贝克线时要选择颗粒较清洁的边缘部分,将其移至视域中心,适当缩小锁光圈,微微提升镜筒或下降物台,这样贝克线会显得更清晰。
观察矿物与树胶之间的贝克线移动方向,可确定矿物突起正负;结合糙面、边缘的明显程度,可确定矿物突起等级。
单偏光镜下的晶体光学性质

1、单偏光(-N )装置有何特点?如何确定下偏光的振动方向?在-N 下可研究矿物晶体的哪些光学性质?
2、斜长石具有{010}完全,{001}清楚的两组解理,为何在薄片中经常看不见?
3、-N 下,为何有的矿物有颜色,有的矿物无颜色?是否有色矿物都具有多色性?
为什么?
4、-N 下所见颜色表示什么?任何有色矿物在-N 下都有颜色吗?
5、何谓多色性、吸收性?霓石具反吸收,其三个主要方向的颜色分别为黄色、深绿色和浅绿色,其多色性和吸收性的公式如何?
6、试描述下列矿物的形态、解理组数及完善程度。
Ol
Amp Py
7、试根据贝克线的移动规律判别下列相接触的三种矿物折射率值的相对大小及其正负。
箭头表示下降镜筒时贝克线移动的方向。
8、下图为某二轴晶矿物不同方向切片相接触,提升镜筒时,贝克线如何移动?用箭头表示在图上。
9、如何区分突起的正负?
10、背述正极高、正高、正中、正低、负低突起折射率值的范围及边缘、糙面的特征?
11、-N 下矿物为什么显示出突起高低不一的现象?矿物的突起越高,糙面愈显著,是否其折射率值就一定越大?
12、具有两组解理的矿物在任何切片上均能见到两组解理吗?测定解理的夹角,为何一定要在垂直两组解理的切面上进行?。
2单偏光镜下晶体的光学性质

突起等级示意图
4、闪突起
在单偏光镜下,转动物台,矿物突起高低发生显著 变化的现象称为闪突起。只有少数矿物如方解石和白云 母等具有明显的闪突起,可作为鉴定特征。
闪突起与切面方向有关,在平行光轴和平行光轴面 的切面上,闪突起最明显,垂直光轴的切面上不具有闪 突起,斜交光轴切面的闪突起明显程度介于二者之间。
2、矿物的糙面
在单偏光下观察不同矿物的表面时,可以看 到某些矿物表面比较光滑,某些矿物表面显得较 为粗糙呈麻点状,好象粗糙皮革一样,这种现象 称为糙面。
糙面产生的主要原因是:矿物薄片表面常表现为显微状 的凹凸不平,覆盖在矿片之上的树胶折射率又与矿片折射 率不同。当光线通过二者之间的界面时,发生折射,甚至 全反射作用,致使矿物表面的光线集散不一,而显得明暗 程度不相同,给人以粗糙的感觉。
(2) 与切片方向有关, 一轴晶//光轴, 二轴晶//光 轴面的切面最明显, 光轴的切面, 无多色性
(3) 与薄片厚度有关, 薄片愈厚, 多色性愈明显
五、矿物的边缘、贝克线、糙面和突起
1、矿物的边缘与贝克线
在两种折射率不同的物质接触处,光从一种物质射入另一种 物质,必然产生折射或反射,使接触界线处光线减少,而呈现 出黑暗的边缘。在岩石薄片中,各种矿物边缘的粗细、明暗程 度,取决于矿物折射率与树胶折射率差值的大小。二者间差值 越大,矿物的边缘越粗,越暗。反之,则边缘细而不明显。
矿片颜色变化的现象称为多色性; 颜色深浅变化的现象称为吸收性。
一轴晶多色性与吸收性
一轴晶矿物有两个主要的颜色,分别与Ne、No相当。
垂直光轴的切面,为圆 切面,半径=No,双折射 率等于零。无多色性。
平行光轴的切面,为椭 圆切面,其两个半径为No 和Ne。有最大的双折射率 值,为Ne-No。多色性 最明显。
单偏光镜下晶体性质

(2)非均质体
在单偏光下旋转载物台时,非均质体矿 物的颜色和深浅要发生变化。 由于光波在晶体中的振动方向不同,使 矿物颜色发生改变的现象称为多色性。 颜色深浅发生改变的现象称为吸收性。
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一轴晶矿物:有两个主要颜色,分别与Ne 、No相当,所以 又称为二色性。
黑电气石的多色性 可简写成:No=深 兰色,Ne=浅紫色 (多色性公式)。
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单偏光镜下观察、测定的主要特征
⑴矿物的外表特征,如矿物的形态、矿 物颗粒大小及其百分含量、解理等。 ⑵与矿物对光的选择性吸收有关的光学 性质,如颜色、多色性及吸收性。 ⑶与折射率有关的光学性质,如突起、 糙面、边缘、贝克线、色散效应等。
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二、矿物的形态
1、单晶体矿物的形态
据矿物自形程度可分为: ⑴自形晶:晶形完整,多为平直的多边形。 ⑵半自形晶:某些晶边发育较好、平直,另一些不平直。 ⑶他形晶:无完整边缘,呈不规则状的晶边,多是结晶晚 而且结晶较快的产物。
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根据解理完善程度和解理缝特征,解理在镜下大 致可划分为三个等级:
⑴极完全解理:解理缝细、 密、长,常贯穿整个晶体, 如云母。 ⑵完全解理:解理缝较稀疏、 一般不完全连续,如角闪石、 辉石等。 ⑶不完全解理:解理缝断断 续续,有时仅见解理缝痕迹, 如橄榄石。
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影响解理缝清晰程度的因素
⑴矿物本身的解理完善程度;⑵矿物与树胶的折 射率差值;⑶切面方向。
当解理面垂直矿片平面时,解理缝最
清晰,升降镜筒解理缝不左右移动;
当倾斜越大时,解理缝逐渐变宽、模
糊,升降镜筒向左右移动;
当解理面倾斜到一定角度时,解理缝
消失,此时解理面与矿片平面法线之间 的夹角称为解理缝可见临界角;矿物与 树胶折射率差值越大,临界角也越大。
偏光镜和单偏光下的晶体光学性质

No>Ne
二轴晶矿物多色性:
有三个主要的颜色通常与Ng、Nm、Np相当。
如普通角闪石
多色性公式: Ng=深绿色, Nm=绿色, Np=浅黄绿色
吸收性公式: Ng >Nm> Np
多色性与吸收性的影响因素
⑴ 与矿物本性有关:黑云母多色性明显, 紫苏辉石多色性不明显
晶体光学的研究对象是岩石薄片
3. 单偏光镜下晶体光学性质
晶体形态、大小、含量、颜色、多色 性、解理、轮廓、糙面、贝克线、突起、 闪突起等
单偏光镜的装置及其特点
1 如果是均质体或非均质体垂直光轴矿片,光率体切面为圆切面,不发 生双折射,折射率等于圆半径。
2 偏光方向与非均质体矿片的光率体椭圆长、短半径之一平行时,不改 变原来的振动方向,折射率值等于该半径的长度。
⑵ 与切片方向有关:平行光轴面切面的多 色性最明显,垂直光轴切面不具多色性。其 它方向切面介于两者之间。
⑶ 薄片愈厚,多色性愈明显。
四 轮廓、贝克线、糙面、突起及闪突起
1.矿物的轮廓与贝克线 ⑴矿物的轮廓:矿物的边缘。 ⑵贝克线:矿物边缘一条比较明亮的细线。当升降
镜筒时,亮线发生移动。
红柱石颗粒的边缘
解理宽度基本一致,裂纹宽窄不一。 ⑵ 解理的完全程度 ① 极完全解理: 如云母; ② 完全解理: 如辉石; ③ 不完全解理: 如橄榄石。
⑶ 矿片中解理的宽度、清楚程度,除与矿 物解理的完全程度有关外,还受晶体与树 胶折射率的差值所控制,以及与切片方向 有关。
(4)解理夹角的测定 • 要选择同时垂直两组解理的切面。判断:① 两组解理最细最清楚;②把解理缝平行目镜 十字丝纵丝时,升降载物台,解理缝不左右 移动(两组解理都要检验)。 • 测定方法
第3章 单偏光下的晶体光学性质

注意切片方位与矿物形态的几何关系
薄片为某一方向的切面,同一晶体由于切片方向的不同而呈不同 之形态。应综合观察同种矿物多个颗粒的切面形态,才能得出正 确之形态。
矿物的形态与其自形程度有关
矿物的自形程度——指 其生长形态与其结晶习 性的接近程度,这取决 于矿物晶体的结晶能力 与生长空间。
半自形 subhedral
电气石
黑电气石,NaFeAlSiO(B, OH) 三方晶系 ,一轴负晶, 光率体为 椭圆切面,两个主折射率Ne, No, 负光性,
Ne No
电气石的多色性(//C轴切片)
电气石的多色性(//C轴切片)
Ne P No P P No Ne No P P Ne P
Ne Ne No Ne Ne No No No No Ne
思考: If N<n(树胶1.54), 解理面还是暗色细缝吗?
矿物的解理看不见了
If N>n(树胶1.54),当解理面变缓 时,入射角i变小,达不到大于全反 射临界角的条件,则不发生全反射, 而发生两次折射,造成光线进入解 理面上方,不出现暗带,解理缝就 模糊看不清了!
重要结论: 某矿物即使发育有解理,但 在薄片中某些切面也有可 能看不见解理,故不能武断 地说这个切面没有解理,更 不能根据此切面推断该矿 物没有解理!要看多个不同 方向切面才能判断! 思考: 什么样的切面有可能看不见解理?
解理是指矿物晶体
在外力作用下,沿
一定方向裂成光滑 平面的性质。裂成 的光滑平面称解理 面。解理在岩石薄
片中表现为一些相
互平行的细缝,称 解理缝。
矿物的解理
矿物的解理在单偏光下表现形式:
-平行的暗色细缝!
你知道为什么是暗色的吗?
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矿物折射率>xx树胶折射率
负突起:
矿物折射率<xx树胶折射率
②利用xx线来判断:
正突起:
提升镜筒,xx线向矿物移动
负突起:
提升镜筒,xx线向xx树胶移动
③利用色散效应来判断:
正突起:
浅蓝色细线在矿物一边,橙黄色细线在加拿大树胶一边
负突起:
橙黄色细线在矿物一边,浅蓝色细线在加拿大树胶一边
4.闪突起的观察
四、实验提示:
1.矿物的边缘、xx线的观察
在单偏光镜下,从岩石薄片中找相邻两个折射率不同的物质接触处,置于视域中心,缩小缩光圈,在矿物边缘处可见到一条较黑暗的界限,即矿物的边缘;在边缘附近处还可见一条较明亮的细线,即贝克线。
2.糙面的观察
在单偏光镜下,可观察到某些矿物表面象粗糙皮革一样,不光滑,呈麻点状的现象,即糙面。矿物与树胶折射率差值愈大,糙面愈显著,反之亦然。如石榴石、橄榄石、萤石的糙面显著;而石英糙面就不显著。
白云母具有一组极完全解理的切片,在单偏光镜下,旋转载物台,矿物突起高低也有显著变化的现象。PPP
AA
AAP
(A)
图2闪突起现象示意图(B)
A-方解石闪突起;B-xx闪突起
五、实验作业:
1.已知方解石的No=1.658,Ne=1.486,问在平行c轴,垂直c轴和斜交c轴切面上,各自的闪突起程度如何?
2.说明
观察矿物与树胶之间的贝克线移动方向,可确定矿物突起正负;结合糙面、边缘的明显程度,可确定矿物突起等级。当观察石榴石贝克线时,在其边缘附近有时可能产生另一条亮线(假贝克线),升降镜筒,其移动方向与贝克线相反,这时,换用较低倍的物镜(4×),则可使之消除或减弱。
(3)正突起与负突起的判断方法有:
①以加拿大树胶(N=1.54)为标准,分为正突起和负突起:
三、实验内容:
1.观察矿物的边缘、xx线、糙面及突起
薄片号:
(3210)xx、xx和萤石
(3460)普通角闪石
(1103)橄榄石、单斜辉石
(3480)石榴石
根据以上矿物边缘轮廓、糙面特征及突起高低,确定它们的突起等级和突起正负。2源自观察矿物闪突起现象薄片号:
(3140)方解石
(3210)xx
3.用贝壳线、色散效应法比较相邻矿物折光率的高低
在单偏光镜下,选择方解石具有两组解理的切片置于视域中心,当旋转载物台时,该矿物的边缘、糙面及突起高低随方向而发生变化。
当方解石No轴平行PP时,边缘和解理纹粗黑,糙面显著,正中突起;当方解石Ne轴平行PP时,边缘和解理纹不明显,糙面不显著,负低突起。因此,旋转载物台,矿物突起高低发生显著变化的现象称为闪突起,也是矿物各向异性在突起上的表现。
3.突起等级的观察
(1)根据矿物边缘、糙面的明显程度及突起高低,可将突起划分为六个等级,分别为负高突起、负低突起、正低突起、正中突起、正高突起和正极高突起。
(2)观察xx线的注意事项
贝克线是矿物颗粒黑暗边缘附近的明亮细线,不仔细观察难于发现。在观察贝克线时要选择颗粒较清洁的边缘部分,将其移至视域中心,适当缩小锁光圈,微微提升镜筒或下降物台,这样贝克线会显得更清晰。
实验四单偏光镜下的晶体光学性质
——矿物边缘、贝克线、糙面及突起(2学时,验证性)
一、预习内容:
矿物的边缘、贝克线、糙面及突起特征,闪突起现象
二、目的要求:
1.进一步理解矿物边缘、贝克线、糙面、突起及闪突起的含义;
2.根据矿物边缘、糙面和贝克线移动方向来区分突起等级。
3.学会应用贝壳线移动规律确定相邻矿物折光率的相对大小及其突起正负;4.了解闪突起及折射率色散的特征。
(3480)石榴石,
(1103)橄榄石、单斜辉石,
(3460)普通角闪石,
(3210)石英、萤石的突起等级,并说明确定依据。
六、思考题:
1.石榴石突起等级为高正突起,其糙面显著。萤石为负高突起,为什么也有显著的糙面?2.石英在薄片中边缘往往不是很清楚,而石榴子石却常有较宽的黑边?
3.方解石、白云母为什么有闪突起现象?什么情况下无闪突起现象?