第三章單偏光鏡下的晶體光學(xué)性質(zhì)

1、第三章第三章 單偏光鏡下單偏光鏡下的晶體光學(xué)性質(zhì)的晶體光學(xué)性質(zhì)第一節(jié)第一節(jié) 單偏光鏡的裝置及特點(diǎn)單偏光鏡的裝置及特點(diǎn)單偏光鏡下的研究，就是只使用下單偏光鏡下的研究，就是只使用下偏光鏡來觀察、測定礦片的光學(xué)性質(zhì)。偏光鏡來觀察、測定礦片的光學(xué)性質(zhì)。由內(nèi)置光源發(fā)射出來的自然光波，由內(nèi)置光源發(fā)射出來的自然光波，通過下偏光鏡后，變成振動(dòng)方向平行下通過下偏光鏡后，變成振動(dòng)方向平行下偏光鏡振動(dòng)方向偏光鏡振動(dòng)方向PP的偏光（圖的偏光（圖34A）。）。載物臺(tái)上非均質(zhì)礦片的光率體橢圓載物臺(tái)上非均質(zhì)礦片的光率體橢圓長短半徑與長短半徑與PP之間有兩種幾何關(guān)系：之間有兩種幾何關(guān)系：1、礦片的光率體橢圓長短半徑之、礦片的

2、光率體橢圓長短半徑之一與一與PP平行（圖平行（圖34B）。）。2、礦片的光率體橢圓長短半徑與、礦片的光率體橢圓長短半徑與PP斜交（圖斜交（圖34C）。）。單偏光鏡下觀察、測定的內(nèi)容有：單偏光鏡下觀察、測定的內(nèi)容有：外表特征：外表特征：形態(tài)、解理等形態(tài)、解理等；與光波吸收有關(guān)：與光波吸收有關(guān)：顏色、多色性和吸收顏色、多色性和吸收；與礦物折射率值大小有關(guān)：與礦物折射率值大小有關(guān)：突起、糙面、突起、糙面、邊緣、貝克線及色散效應(yīng)邊緣、貝克線及色散效應(yīng)等。等。巖石薄片中的礦物都是呈集合體，常見巖石薄片中的礦物都是呈集合體，常見的有以下幾種（圖的有以下幾種（圖37）：）：等粒狀，如石英；等粒狀，如石英；針

3、狀，如金紅石、夕線石；針狀，如金紅石、夕線石；板條狀，如藍(lán)晶石；板條狀，如藍(lán)晶石；柱狀，如角閃石、輝石；柱狀，如角閃石、輝石；板狀，如重晶石、石膏；板狀，如重晶石、石膏；纖維狀，如石棉、纖維蛇紋石；纖維狀，如石棉、纖維蛇紋石；片狀，如云母、綠泥石；片狀，如云母、綠泥石；放射狀，如某些電氣石、葡萄石晶體放射狀，如某些電氣石、葡萄石晶體呈放射狀排列；呈放射狀排列；球粒狀，如某些玉髓晶體呈球粒狀；球粒狀，如某些玉髓晶體呈球粒狀；網(wǎng)狀，如蛇紋巖中的蛇紋石；網(wǎng)狀，如蛇紋巖中的蛇紋石；文象狀，如石英與鉀長石呈文象交生文象狀，如石英與鉀長石呈文象交生體；體；雛晶狀，如某些火山玻璃中出現(xiàn)的各雛晶狀，如某些火山

4、玻璃中出現(xiàn)的各種式樣的雛晶。種式樣的雛晶。在巖石薄片中，要確定礦物形態(tài)，在巖石薄片中，要確定礦物形態(tài)，切不可只憑個(gè)別礦物顆粒的外形就下結(jié)切不可只憑個(gè)別礦物顆粒的外形就下結(jié)論，必須多觀察，仔細(xì)地分析、比較，論，必須多觀察，仔細(xì)地分析、比較，并結(jié)合標(biāo)本上礦物的形態(tài)，才能作出切并結(jié)合標(biāo)本上礦物的形態(tài)，才能作出切合實(shí)際的判斷。合實(shí)際的判斷。藍(lán)晶石板狀晶體綠泥石纖狀集合體石英粒狀集合體電氣石自形晶蛇紋石放射狀集合體紅柱石矩形自形晶硬綠泥石放射狀集合體矽線石毛發(fā)狀集合體許多礦物都具有解理。不同的礦物，其解理方向、完全許多礦物都具有解理。不同的礦物，其解理方向、完全程度、組數(shù)及解理夾角均有差異，所以解理是鑒

5、別礦物的程度、組數(shù)及解理夾角均有差異，所以解理是鑒別礦物的重要特征之一。同時(shí)，解理面的方向還往往與晶面、晶軸重要特征之一。同時(shí)，解理面的方向還往往與晶面、晶軸有一定的聯(lián)系，故解理還可以作為測定某些光學(xué)常數(shù)的輔有一定的聯(lián)系，故解理還可以作為測定某些光學(xué)常數(shù)的輔助條件或根據(jù)。助條件或根據(jù)。根據(jù)解理的完全程度，可將其劃分為以下三級(jí)：根據(jù)解理的完全程度，可將其劃分為以下三級(jí)：1 1、極完全解理：解理縫細(xì)、密、長，往往貫穿整個(gè)晶、極完全解理：解理縫細(xì)、密、長，往往貫穿整個(gè)晶體，如云母類礦物的解理（體，如云母類礦物的解理（圖圖38A38A）。）。2 2、完全解理：解理縫較稀，不完全連貫，如角閃石類、完全解

6、理：解理縫較稀，不完全連貫，如角閃石類、輝石類及長石類礦物的解理（輝石類及長石類礦物的解理（圖圖38B38B）。）。3 3、不完全解理：解理縫斷斷續(xù)續(xù)，有時(shí)僅見解理痕跡，、不完全解理：解理縫斷斷續(xù)續(xù)，有時(shí)僅見解理痕跡，如橄欖石的解理。如橄欖石的解理。解理縫可見臨界角解理縫可見臨界角解理縫的寬度、清楚程度，除與解理縫的寬度、清楚程度，除與礦物解理的完善程度有關(guān)外，還與切礦物解理的完善程度有關(guān)外，還與切片方向密切相關(guān)。片方向密切相關(guān)。當(dāng)解理面與巖石薄片平面的法線當(dāng)解理面與巖石薄片平面的法線一致時(shí)（即解理面垂直巖石薄片平一致時(shí)（即解理面垂直巖石薄片平面），解理縫最細(xì)，最清楚（圖面），解理縫最細(xì)，最清

7、楚（圖39）。）。這時(shí)，若使解理縫平行目鏡十字絲豎這時(shí)，若使解理縫平行目鏡十字絲豎絲，稍微升降鏡筒，解理縫不向左右絲，稍微升降鏡筒，解理縫不向左右移動(dòng)。移動(dòng)。當(dāng)解理面與薄片平面的法線成當(dāng)解理面與薄片平面的法線成a夾角時(shí)（圖夾角時(shí)（圖39），解理縫變寬（大于），解理縫變寬（大于真正的寬度）。此時(shí)，稍微升降鏡筒，真正的寬度）。此時(shí)，稍微升降鏡筒，則解理縫逐漸變寬，且愈來愈不清楚。則解理縫逐漸變寬，且愈來愈不清楚。當(dāng)當(dāng)a角增至一定限度時(shí)，解理縫就角增至一定限度時(shí)，解理縫就看不見了，這個(gè)夾角角稱為看不見了，這個(gè)夾角角稱為，其大小與礦物和加拿大樹，其大小與礦物和加拿大樹膠的折射率差值有關(guān)，差值愈大，解膠

8、的折射率差值有關(guān)，差值愈大，解理縫可見臨界角也愈大。因而解理縫理縫可見臨界角也愈大。因而解理縫的可見性還與礦物折射率與加拿大樹的可見性還與礦物折射率與加拿大樹膠折射率的差值有關(guān)。膠折射率的差值有關(guān)。 BN洛多契尼科夫的礦物解理縫可見臨界角洛多契尼科夫的礦物解理縫可見臨界角三、解理夾角的測定三、解理夾角的測定 Nn由上可知，無論兩個(gè)物質(zhì)的接觸關(guān)系如何，光線通過接觸界面發(fā)生由上可知，無論兩個(gè)物質(zhì)的接觸關(guān)系如何，光線通過接觸界面發(fā)生折射、全反射作用，使接觸界線的一邊光線相對減少，而顯現(xiàn)出較暗的折射、全反射作用，使接觸界線的一邊光線相對減少，而顯現(xiàn)出較暗的邊緣邊緣，其粗細(xì)與黑暗程度，取決于兩種物質(zhì)折射

9、率的差值大小，差值愈，其粗細(xì)與黑暗程度，取決于兩種物質(zhì)折射率的差值大小，差值愈大邊緣愈粗愈黑暗。而在接觸界線的另一邊，光線相對增多而形成見克大邊緣愈粗愈黑暗。而在接觸界線的另一邊，光線相對增多而形成見克線。線。根據(jù)貝克線的移動(dòng)規(guī)律，可以確定相鄰兩物質(zhì)折射率的相對大小。根據(jù)貝克線的移動(dòng)規(guī)律，可以確定相鄰兩物質(zhì)折射率的相對大小。貝克線的靈敏度較高，兩物質(zhì)折射率相差在貝克線的靈敏度較高，兩物質(zhì)折射率相差在0.001時(shí)，貝克線仍清楚。時(shí)，貝克線仍清楚。如用單色光靈敏度可達(dá)如用單色光靈敏度可達(dá)0.0005。如此精確度完全可以滿足巖石薄片鑒定。如此精確度完全可以滿足巖石薄片鑒定。觀察貝克線時(shí)，把物質(zhì)的接觸

10、界線置于視域中心，適當(dāng)縮小光圈，觀察貝克線時(shí)，把物質(zhì)的接觸界線置于視域中心，適當(dāng)縮小光圈，以擋去傾斜度較大的光線，使視域變得較暗，貝克線將顯得更為清楚。以擋去傾斜度較大的光線，使視域變得較暗，貝克線將顯得更為清楚。當(dāng)?shù)V物折射率與相鄰介質(zhì)折射率相差很大時(shí)，薄片較厚或礦物的解理當(dāng)?shù)V物折射率與相鄰介質(zhì)折射率相差很大時(shí)，薄片較厚或礦物的解理發(fā)育時(shí)，在礦片邊緣附近有時(shí)還可能產(chǎn)生另一條亮線。提升或下降鏡筒時(shí)，發(fā)育時(shí)，在礦片邊緣附近有時(shí)還可能產(chǎn)生另一條亮線。提升或下降鏡筒時(shí)，其移動(dòng)方向與貝克線相反，這條亮線稱為其移動(dòng)方向與貝克線相反，這條亮線稱為假貝克線假貝克線（false beckefalse becke

11、 line line）。）。它是由于兩種物質(zhì)接觸面上光的反射或內(nèi)反射作用形成的。當(dāng)入射光它是由于兩種物質(zhì)接觸面上光的反射或內(nèi)反射作用形成的。當(dāng)入射光高度會(huì)聚，物鏡光孔角很大時(shí)，假貝克線特別明顯。因此，換用光孔角小高度會(huì)聚，物鏡光孔角很大時(shí)，假貝克線特別明顯。因此，換用光孔角小的物鏡，使入射光近于平行，可使假貝克線消除或減弱。的物鏡，使入射光近于平行，可使假貝克線消除或減弱。當(dāng)兩種物質(zhì)折射率相差較小，在白光下觀察時(shí)，由于折射率色散的影當(dāng)兩種物質(zhì)折射率相差較小，在白光下觀察時(shí)，由于折射率色散的影響，在兩種折射率相差不大的無色礦物的界線附近，有時(shí)貝克線發(fā)生了變響，在兩種折射率相差不大的無色礦物的界線

12、附近，有時(shí)貝克線發(fā)生了變化，變成有色的細(xì)條帶。在化，變成有色的細(xì)條帶。在折射率較低折射率較低的一邊，出現(xiàn)的一邊，出現(xiàn)橙黃色細(xì)線；橙黃色細(xì)線；在在折射折射率較高率較高的礦物一邊出現(xiàn)的礦物一邊出現(xiàn)淺藍(lán)色細(xì)線。淺藍(lán)色細(xì)線。這種現(xiàn)象稱為這種現(xiàn)象稱為洛多契尼科夫色散效應(yīng)洛多契尼科夫色散效應(yīng)。利用色散效應(yīng)可以直接判斷相鄰兩種礦物折射率的相對大小。在觀察利用色散效應(yīng)可以直接判斷相鄰兩種礦物折射率的相對大小。在觀察色散效應(yīng)時(shí)，適當(dāng)縮小光圈，可以使色散效應(yīng)顯得更清楚。色散效應(yīng)時(shí)，適當(dāng)縮小光圈，可以使色散效應(yīng)顯得更清楚。二、礦物的糙面二、礦物的糙面糙面糙面 在單偏光鏡下觀察各個(gè)礦物的表面時(shí)，可以看到某些礦物表面在

13、單偏光鏡下觀察各個(gè)礦物的表面時(shí)，可以看到某些礦物表面較為光滑，某些礦物表面顯得較為粗糙而呈麻點(diǎn)狀，好象粗糙皮革一樣，較為光滑，某些礦物表面顯得較為粗糙而呈麻點(diǎn)狀，好象粗糙皮革一樣，這種現(xiàn)象稱為這種現(xiàn)象稱為糙面糙面。糙面產(chǎn)生的主要原因糙面產(chǎn)生的主要原因：礦物薄片表面總會(huì)有一些顯微狀的凹凸不平，：礦物薄片表面總會(huì)有一些顯微狀的凹凸不平，礦片之上的加拿大樹膠折射率又與礦片折射率不相同。光線通過兩者之間礦片之上的加拿大樹膠折射率又與礦片折射率不相同。光線通過兩者之間的界面，將發(fā)生折射，甚至全反射作用，致使礦片表面的光線集散不一的界面，將發(fā)生折射，甚至全反射作用，致使礦片表面的光線集散不一（圖（圖46）

14、，而顯得明暗程度不相同，給人以粗糙的感覺。），而顯得明暗程度不相同，給人以粗糙的感覺。顯然，糙面的明顯程度取決于礦物折射率與加拿大樹膠折射率差值大顯然，糙面的明顯程度取決于礦物折射率與加拿大樹膠折射率差值大小及礦片表面的磨光程度；一般是兩者折射率的差值愈大，礦片表面的磨小及礦片表面的磨光程度；一般是兩者折射率的差值愈大，礦片表面的磨光程度愈差，其糙面愈明顯。光程度愈差，其糙面愈明顯。NnNnN=n三、礦物的突起三、礦物的突起 突起等級(jí)突起等級(jí)折射率折射率糙面及邊緣等特征糙面及邊緣等特征實(shí)例實(shí)例負(fù)高突起負(fù)高突起1.78糙面顯著，邊緣很寬糙面顯著，邊緣很寬榍石榍石 石榴石石榴石加拿大樹膠的折射率等于加拿大樹膠的折射率等于1.54，大于加拿大樹膠折射率的礦物屬正突起，小于，大于加拿大樹膠折射率的礦物屬正突起，小于加拿大樹膠折射率的礦物屬負(fù)突起。加拿大樹膠折射率的礦物屬負(fù)突起。區(qū)別礦物突起的正負(fù)，必須借助于貝克線或色散效應(yīng)。當(dāng)?shù)V物與加拿大樹膠接區(qū)別礦物突起的正負(fù)，必須借助于貝克線或色散效應(yīng)。當(dāng)?shù)V物與加拿大樹膠接觸時(shí)，提升鏡筒，貝克線向礦物內(nèi)移動(dòng)時(shí)屬于正突起；貝克線向加拿大樹膠移動(dòng)屬觸時(shí)