单偏光镜下特征

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2 单偏光镜下的晶体光性特征 [Compatibility Mode]

突起等级 Relief Grade
N<1.48
1.48-1.54 1.54-1.60 1.60-1.66 1.66-1.78
>1.78
大致以折射率0.06单位为一个级别
石榴子石，正极高突起。边缘很宽、很黑，糙面极显著。N: >1.78
辉石，正高突起。边缘粗黑，糙面显著。N: 1.66－1.78
No Ne
方解石的闪突起：No = 1.658, Ne = 1.486
形成条件：矿物具很大的双折率(Ne-No>0.06)、切面方位、自身颜色白云母：Ng=1.588-1.629（正中）, Np=1.552-1.570（正低）方解石：No=1.658（正中）, Ne=1.486（负低）。当有杂质元素时， No可达1.740（正高）。
石英，正低突起。边缘很细，糙面不显著。N：1.54～1.60
条纹长石，负低突起。边缘很细，糙面不显著。N：1.48～1.54
黑云母，正中突起。边缘清晰，糙面明显。N：1.557-1.696
石英，正低突起。边缘很细，糙面不显著。N：1.54～1.60
正负突起的区别方法？
条纹长石，负低突起。边缘很细，糙面不显著。N：1.48～1.54
2）非均质体矿物的多色性、吸收性
多色性：旋转物台，非均质体矿物颜色色彩发生改变 (PP) 吸收性：旋转物台，非均质体矿物颜色深浅发生改变的现象(PP)
角闪石，旋转物台90°
多色性明显：矿物颜色色彩变化明显。吸收性强：颜色深浅程度变化大。
为什么会产生多色性和吸收性？
影响薄片中矿物多色性、吸收性的因素
当两种不同介质（如矿物与树胶）接触时，在界面上产生折射、反射和全反射，引起光的聚敛和分散，在光聚敛处形成一条较明亮的细线，为贝克线，分散处则为较黑暗的区域，称矿物边缘。

3单偏光下晶体光学性质

透过单偏光镜后光的特征
自然光—透过下偏光镜PP— 之后，变成振动方向平行下偏光镜振动方向PP的偏光
透过单偏光镜后光的特征
若在载物台上放置均质体或非均质体垂直光轴的矿片时，这类矿片的光率体切面为圆切面，由下偏光镜透出的振动方向平行PP 的偏光，进入矿片后，沿任一圆半径方向振动通过矿片，不改变原来的振动方向即： PP入射——透过薄片，N为折射率，不改变原来的振动方向
透过单偏光镜后光的特征
若载物台上放置非均质体除垂直光轴以外的其它方向切面时，
其光率体切面为椭圆切面。
当矿片上的光率体椭圆切面长短半径之一与PP方向平行时，由下偏光镜透出的振动方向平行PP的偏光，进入矿片后，沿该半径方向振动通过矿片，不改变原来的振动方向，此时矿片的折射率值等于该半径的长短。
晶体光学(3)
——单偏光镜下的晶体光学性质
plag
olivine
闪长岩
手标本
单偏光镜下特征
正交偏光镜下特征
单偏光镜的装置与特点
1. 装置——只用显微镜的下偏光镜，它能形成一束偏光（偏振光） 2. 用途矿物的外表特征——形态、解理；矿物对光波吸收强弱的性质，如颜色、多色性等；矿物折射率相对大小有关的光学性质，如:突起、糙面、边缘、贝克线等。
P
A
B
C
若Ne//PP,则 Ne＝浅紫色(A); 若No//PP,则 No＝深蓝色(B); 若Ne, No与PP斜交, 则Ne No混合 =浅紫色与深蓝色的过渡(C)
二轴晶矿物的多色性、吸收性
(1)
有3个主要颜色,分别于光率体3个主轴相当,
Ng, Nm, Np
(2) (3) (4)
//光轴面切面,显示Ng, Np, 多色性最明显,

2-3 单偏光镜下的晶体光性特征

贝克线与边缘相伴生，出现在矿物/矿物或矿物/树胶接触部位。应在矿物之间、薄片边缘和矿物内解理、裂隙处寻找。贝克线、边缘的明亮程度和宽度主要取决于：相接触两物质的折射率差值。差值越大，贝克线越宽越亮、边缘越宽越黑。
提升目镜镜筒（下降物台）时，贝克线会向折射率较大的矿物移动。据此可判断相邻两物质间折射率的相对大小。
颜色：透过矿物而未被吸收的部分色光所呈现的颜色。颜色的色彩决定于选择吸收光波波长颜色的深浅决定于吸收光波的强度
矿物（宝玉石）呈色机理：
化学成分：致色元素—过渡族金属元素Fe、Mn、Cr、 Ni、Co、Cu、Zn、镧系元素
晶体缺陷（色心）：阴离子缺位（F心，电子色心）、电子缺位（V心，空穴色心）等。如紫晶为F心致色，受热后变为黄水晶，进一步加热会退成无色。杂质元素、显微包裹体：他色
4.解理(Cleavage)和解理可见性
解理：矿物受外作用后沿一定结晶学方向裂成光滑平面的性质。在显微镜下见到的是矿物解理面与薄片平面的
交线，即解理纹。
解理纹可见性取决于三因素：矿物的解理性质矿物的切面方向：切面法线与解理面的交角矿物的折射率大小
切面方向与解理纹可见性
解理纹可见临界角 (Critical Angle)
橄榄石: n = 1.64-1.88 斜长石: n = 1.53-1.57 树胶: n = 1.54
3）闪突起 Twinkling
闪突起：单偏光下旋转物台时矿片边缘、糙面及突起高低发生明显改变的现象。
No Ne Ne No
方解石的闪突起：No = 1.658, Ne = 1.486
形成条件：矿物具很大的双折率(Ne-No>0.06)、切面方位、自身颜色白云母：Ng=1.588-1.629（正中）, Np=1.552-1.570（正低）方解石：No=1.658（正中）, Ne=1.486（负低）。当有杂质元素时， No可达1.740（正高）。

单偏光

（二）多色性和吸收性 1. 均质体矿物的光学性质各方向一致，对白光的选择吸收各方向一致，其颜色和颜色深浅不因光波在晶体中的振动方向不同而发生改变——不具有多色性和吸收性。 —— 2.非均质体矿物的光学性质随方向而异，对光波的选择吸收及吸收总强度随光波在晶体中的振动方向不同而发生改变— ——具有多色性和吸收性。
4. 二轴晶矿物的多色性二轴晶矿物有三种主要颜色，通常与光率体三个主轴Ng、Nm、Np方向相当。（1）平行光轴的切面，显示Ng、Np的颜色，其多色性最显著。（2）垂直光轴的切面，显示Nm的颜色，不具多色性。
（3）垂直Bxa的切面，显示Nm、Np (正光性)，或Nm、Ng (负光性)的颜色，其多色性明显程度介于前两者之间。
第三章单偏光镜下的晶体光学性质一、单偏光镜的装置及光学特点装置：仅使用下偏光镜（起偏镜）；
光学特点： 1．由灯光源射来的自然光波，通过下偏光镜之后，变成振动方向平行于下偏光镜振动方向PP的偏 PP 光。
光学特点： 2．如果载物台上放置均质体或非均质体垂直光轴的矿片，这类矿片的光率体切面为圆切面，
如果缓慢提升物台，焦点平面从F1F1 降至平面F3F3 ，则光线增多的部分（贝克线）向折射率小的物质方向推移。
贝克线移动规律：（1）降低物台，贝克线向折射率大的物质移动；（2）提升物台，贝克线向折射率小的物质移动； ——根据贝克线的移动规律，可以确定相邻两物质折射率的相对大小。
5. 糙面糙面——在单偏光镜下，观察到的矿片表面光滑程度不同的现象。产生糙面的原因：矿片表面具有一些显微状凹凸不平，当光线通过矿片与加拿大树胶的界面时（两者折射率有差异），发生折射作用，使矿片表面的光线集散不均匀、明暗不同，给人粗糙不平的感觉。

2.3单偏光镜下晶体光学性质

（2）矿物的多色性：矿物的多色性：
在单偏光镜下转动载物台，晶体颜色发生变化的性质。在单偏光镜下转动载物台，晶体颜色发生变化的性质。是由于晶体在不同方向上对不同波长光波选择吸收的结果。电气石：电气石：深篮－－浅紫深篮－－浅紫－－普通角闪石：普通角闪石：深绿－－浅黄绿深绿－－浅黄绿－－
（3）矿物的吸收性：矿物的吸收性：
在单偏光镜下转动载物台，矿物颜色深浅发生变化的性质。在单偏光镜下转动载物台，矿物颜色深浅发生变化的性质。颜色深浅发生变化的性质其成因与多色性相似。其成因与多色性相似。也是由于晶体在不同方向上对光波选择吸收的结果。择吸收的结果。例如：例如：普通角闪石：深绿－－浅绿；普通角闪石：深绿－－浅绿；－－浅绿黑云母：深褐色－－浅褐色黑云母：深褐色－－浅褐色－－问题：均质体矿物能否有颜色、多色性和吸收性？问题：均质体矿物能否有颜色、多色性和吸收性？
红柱石
★ 贝克线的成因及贝克线移动规律
（2）矿物的糙面：矿物的糙面：
糙面：在单偏光镜下，某些矿物比较光滑，糙面：在单偏光镜下，某些矿物比较光滑，某些矿物比较粗糙，呈麻点状的现象。呈麻点状的现象。产生原因：产生原因：薄片中矿物表面凸凹不平，当树脂与矿物折射率不同，薄片中矿物表面凸凹不平，当树脂与矿物折射率不同，物表面的光散射不一致，给人粗糙的感觉。物表面的光散射不一致，给人粗糙的感觉。矿物与树脂（＝矿物与树脂（N＝1.54）差值越大越明显。）差值越大越明显。
思考题
1.
什么叫晶体的吸收性和多色性？什么叫晶体的吸收性和多色性？为何只有非均质体才具有多色性? 质体才具有多色性? 什么是贝克线？它是如何产生的？其移动规律什么是贝克线？它是如何产生的？如何?有什么作用？如何?有什么作用？什么是晶体的糙面、突起、？决定晶体突起等什么是晶体的糙面、突起、？决定晶体突起等、？级的因素是什么？级的因素是什么？

2 单偏光镜下的晶体光学特征_2020 (1)

第2讲单偏光镜下的晶体光性特征Lect. 2 Properties observed using plane polarized light (PPL)黑云母岩石薄片中的黑云母切面Petrographic microscope (polarized light microscope)岩相学（偏光）显微镜Polarizer PP 下偏光镜Analyzer AA 上偏光镜（1）物台上放置均质体任意方向切片，或非均质体⊥OA 切片：◆PP 通过薄片后，不改变振动方向，折射率=圆切面半径N ；◆转动物台，矿物光学性质不变。

一、单偏光系统光路特征矿物切面光率体切面据汪相,2009⊥OA 切片(2) 放置非均质体不⊥OA切片，半径（No，Ne 或Ne’）与PP 斜交时：◆PP 进入矿物后发生双折射,分解成振动方向分别//No、Ne’的两束偏光；◆两偏光振幅(A1, A2 )随No、Ne’与PP夹角的变化而变。

旋转物台，矿物光性发生变化。

不⊥OA 切片Ne’No夹角(3)放置非均质体不⊥OA切片，当No 或Ne’∥ PP 时：不发生双折射。

PPL 全部分解到E-W方向，N-S 向分量为0。

P PP P 不⊥OA 切片Ne’No NoNe ’二、单偏光镜下的晶体光性特征Properties observed under PPL◆矿物的形态：单体形态、集合体形态、切面形态Shape (morphology)◆与光吸收有关的性质：颜色、多色性、吸收性Color, pleochroism, absorption◆与光折射有关的性质：突起、贝克线、糙面、边缘、色散效应Relief, becke line, rough surface, edge, dispersion1. 矿物晶体形态与切面形态粒状石盐Halite腰鼓状刚玉corundum 柱状绿柱石（海蓝宝石）Aquamarine板状钼铅矿Wulfenite矿物晶体形态与切面形态的关系◆标准岩石薄片厚度仅0.03mm，因此在薄片中只能观察到矿物切面形态。

第三章单偏光镜下的晶体光学性质

第四节矿物的界面
本节重点： 1、贝克线与糙面 2、突起 3、突起等级及其特征 4、闪突起
一、矿物的贝克线与糙面
1、贝克线在两个折射率不同的物质接触处，可以看到比较黑暗的边缘，即矿物的边缘。在矿物边缘的附近可以看到一条比较明亮的细线，升降镜筒，亮线发生移动，此亮线即为贝克线。下降物台或提升镜筒时，目镜的焦点平面位置也相应地提高，因而看起来贝克线总是向折射率高的介质内移动；
吸收强度大，故其吸收性是：
No＞Ne（吸收性公式，反吸收）
对于二轴晶矿物中，在平行光轴面和垂直光轴面两个切面上观察，其观察结果可以用吸收性公式表示： ① Ng＞Nm＞Np，表示三个主轴方向上的吸收程度随折射率降低而减弱，故称为正吸收，如普通角闪石、黑云母等矿物； ② Ng＜Nm＜Np，表示三个主轴方向上的吸收程度随折射率降低而增强，故称为反吸收，如霓石等矿物。
1、方法一：选取有代表性的视域（通常在低倍物镜下）与如图所示的矿物百分含量图进行对比，多找几个视域，取其平均值定出矿物百分含量。
2、方法二：将要估计的矿物依次集中移至视域的1、2 、3… 等象限，以每个象限 25％为准目估含量。这种方法对颗粒粗大的矿物特别有效。
第二节矿物的解理
本节重点： 1、解理的完善程度 2、可见临界角 3、解理夹角的测定
四、解理夹角的测定
测定两组解理夹角时，必须选择同时垂直两组解理面的切面。这种切面的特征是：两组解理缝最细最清楚，当其解理缝平行目镜十字丝竖丝时，稍微升降镜筒，解理缝不向左右移动。测定方法为： ①按上述原则选择合适的切面，置于视域中心。 ②转动载物台，使一组解理缝平行目镜十字丝竖丝，在载物台刻度盘上读数为a。 ③旋转载物台，使另一组解理缝平行目镜竖丝，载物台读数为b。两次读数之差（a与b之差）即为所测得的夹角。

2 单偏光镜下的晶体光性特征 [Compatibility Mode]

两偏光振幅随光率体半径与PP斜交角度的变化而变。旋转物台，矿物光性发生变化（两种偏光的综合表现）
N2
A1
P
A0
P
A2
N1
关键：非均质体矿物薄片将单偏光分解成振动方向互相垂直、传播速度不同的两偏光
快光
慢光
矿物薄片
PPL
W
E
下偏光镜
(4)若放置非均质体斜交OA薄片，且光率
体切面半径之一//PP：
4.解理(Cleavage)和解理可见性
解理：矿物受外作用后沿一定结晶学方向裂成光滑平面的性质。在显微镜下见到的是矿物解理面与薄片平面的交线，即解理纹。
解理纹可见性取决于三因素：矿物的解理性质矿物的切面方向：切面法线与解理面的交角矿物的折射率大小
切面方向与解理纹可见性
解理纹可见临界角 (Critical Angle)
粒状
片状纤维状
柱状
Jacobsite 锰尖晶石 and barite 重晶石
板状与粒状
针状
鳞片状
矿物晶体形态与切面形态的关系
由于岩石薄片的厚度为0.0ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱmm，因此在薄片中只能观察到矿物的切面形态。同一薄片中可以看到同种矿物不同方向的切面。
2. 矿物的边缘（Edge）和贝克线(Becke Line)
黑云母极完全解理 (Eminent cleavage)：解理纹非常密集，平行，连续而贯穿整个晶体。如黑云母、白云母
方解石
不完全解理(Imperfect cleavage) ：解理纹断续，不平直，间距大。
橄榄石
完全解理 (Perfect cleavage) ：解理纹均匀平直，但不连续，有的断开，间距较大。如角

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贝克线的移动规律
提升镜桶，贝克线向折射率大的介质一方移动
矿物的形态
• 形态与切面的关系 • 几种常见矿物的镜下形态：石英、长石、云母、方解石、白云石、菱铁矿
糙面
• 糙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错觉，并不代表矿片真实的物理粗糙程度。 • 糙面产生的原因：矿片表面的显微凸凹不平，以及矿物和其上的树胶的折射率之间的差异，导致透过矿片的光线的聚敛和分散。矿物和树胶的折射率差值愈大，糙面愈显著。 • 橄榄石、辉石、角闪石、锆石、磷灰石糙面显著。石英、长石糙面不显著。
突起
• 突起是光线透过矿片后产生的一种光学现象，好象有些矿物高高地漂浮于其他矿物之上。 • 突起的高低取决于矿物与树胶的折射率之间的差值。差值愈大，边缘愈粗黑、糙面愈显著，突起愈高。 • 突起可分为正突起和负突起。N矿>N胶，称为正突起；N矿<N胶, 称为负突起。负突起同样给人向上突出的感觉。 • 突起的等级：48页表3-4-1
闪突起
• 闪突起是旋转物台时，矿物的突起时高时低。突起高时，边缘和糙面明显；突起低时，边缘和糙面不明显。 • 闪突起产生的原因：当矿物的双折射率较大时，旋转物台，导致突起等级的变化。例如方解石的双折射率1.658-1.486, 可产生正高和负低突起。 • 闪突起是鉴定碳酸盐矿物的重要特征。白云母也具有闪突起。
单偏光镜下晶体光学性质
单偏光镜装置及光线分解
• 下偏光通过矿片后发生双折射，分解为振动方向分别平行矿片光率体椭圆两半径方向的两束偏光。 • 单光镜下观察的矿物光学性质是这两种偏光同时通过矿片时所表现出的光学性质的综合 • 旋转物台，随下偏光与光率体半径交角不同，两偏光振幅发生变化，从而导致光学性质发生变化。
矿物的边缘及贝克线
• 当折射率不同的两种矿物接触时，光线折向折射率较大的一方，沿矿物边界形成一条亮带，称为 “贝克线”。在光线相对较少的一方变暗，形成圈闭的“暗带”，即为矿物的边缘。 • 折射率差值愈大，边缘愈粗、愈黑，贝克线愈宽、愈亮。 • 薄片中矿物的边缘、贝克线的宽度和明显程度主要取决于矿物与树胶折射率的差值。 • 橄榄石、萤石边缘和贝克线明显；石英、斜长石和正长石不明显
解理和解理夹角的测定
• 解理纹的成因与矿物边缘的成因类似 • 解理纹可见性和组数与切面的关系：解理纹的可见临界角 • 矿物与树胶折射率愈大的矿物，愈易见到解理纹，并且解理纹愈明显 • 解理夹角的测定：选择同时垂直两组解：旋转物台，矿物的色彩发生改变的现象。例如紫苏辉石，旋转物台，颜色由淡红色变为淡绿色。普通角闪石由蓝绿变为黄绿。电气石 • 吸收性：旋转物台，矿物颜色的深浅发生改变的现象。如黑云母