单偏光镜下的晶体光学性质

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1、第 三 章 单 偏 光 镜 下的 晶 体 光 学 性 质 第 一 节 单 偏 光 镜 的 装 置 及 特 点单 偏 光 镜 下 的 研 究 ， 就 是 只 使 用 下偏 光 镜 来 观 察 、 测 定 矿 片 的 光 学 性 质 。由 内 置 光 源 发 射 出 来 的 自 然 光 波 ，通 过 下 偏 光 镜 后 ， 变 成 振 动 方 向 平 行 下偏 光 镜 振 动 方 向 PP的 偏 光 （ 图 34A） 。载 物 台 上 非 均 质 矿 片 的 光 率 体 椭 圆长 短 半 径 与 PP之 间 有 两 种 几 何 关 系 ：1、 矿 片 的 光 率 体 椭 圆 长 短 半 径 之一

2、与 PP平 行 （ 图 34B） 。 2、 矿 片 的 光 率 体 椭 圆 长 短 半 径 与PP斜 交 （ 图 34C） 。单 偏 光 镜 下 观 察 、 测 定 的 内 容 有 ： 外 表 特 征 ： 形 态 、 解 理 等 ；与 光 波 吸 收 有 关 ： 颜 色 、 多 色 性 和 吸 收 ；与 矿 物 折 射 率 值 大 小 有 关 ： 突 起 、 糙 面 、边 缘 、 贝 克 线 及 色 散 效 应 等 。 岩 石 薄 片 中 的 矿 物 都 是 呈 集 合 体 ， 常 见的 有 以 下 几 种 （ 图 37） ： 等 粒 状 ， 如 石 英 ； 针 状 ， 如 金 红 石 、 夕

3、 线 石 ； 板 条 状 ， 如 蓝 晶 石 ； 柱 状 ， 如 角 闪 石 、 辉 石 ； 板 状 ， 如 重 晶 石 、 石 膏 ； 纤 维 状 ， 如 石 棉 、 纤 维 蛇 纹 石 ； 片 状 ， 如 云 母 、 绿 泥 石 ； 放 射 状 ， 如 某 些 电 气 石 、 葡 萄 石 晶 体呈 放 射 状 排 列 ； 球 粒 状 ， 如 某 些 玉 髓 晶 体 呈 球 粒 状 ； 网 状 ， 如 蛇 纹 岩 中 的 蛇 纹 石 ； 文 象 状 ， 如 石 英 与 钾 长 石 呈 文 象 交 生体 ； 雏 晶 状 ， 如 某 些 火 山 玻 璃 中 出 现 的 各种 式 样 的 雏 晶

4、。 在 岩 石 薄 片 中 ， 要 确 定 矿 物 形 态 ，切 不 可 只 凭 个 别 矿 物 颗 粒 的 外 形 就 下 结论 ， 必 须 多 观 察 ， 仔 细 地 分 析 、 比 较 ，并 结 合 标 本 上 矿 物 的 形 态 ， 才 能 作 出 切合 实 际 的 判 断 。 蓝 晶 石 板 状 晶 体 绿 泥 石 纤状 集 合 体 石 英 粒 状集 合 体电 气石 自形 晶 蛇 纹 石放 射 状集 合 体 红 柱 石 矩形 自 形 晶 硬 绿 泥石 放 射状 集 合体 矽 线 石 毛 发状 集 合 体 许 多 矿 物 都 具 有 解 理 。 不 同 的 矿 物 ， 其 解 理 方

5、向 、 完 全程 度 、 组 数 及 解 理 夹 角 均 有 差 异 ， 所 以 解 理 是 鉴 别 矿 物 的重 要 特 征 之 一 。 同 时 ， 解 理 面 的 方 向 还 往 往 与 晶 面 、 晶 轴有 一 定 的 联 系 ， 故 解 理 还 可 以 作 为 测 定 某 些 光 学 常 数 的 辅助 条 件 或 根 据 。根 据 解 理 的 完 全 程 度 ， 可 将 其 划 分 为 以 下 三 级 ：1、 极 完 全 解 理 ： 解 理 缝 细 、 密 、 长 ， 往 往 贯 穿 整 个 晶体 ， 如 云 母 类 矿 物 的 解 理 （ 图 38A） 。2、 完 全 解 理 ： 解

6、 理 缝 较 稀 ， 不 完 全 连 贯 ， 如 角 闪 石 类 、辉 石 类 及 长 石 类 矿 物 的 解 理 （ 图 38B） 。3、 不 完 全 解 理 ： 解 理 缝 断 断 续 续 ， 有 时 仅 见 解 理 痕 迹 ，如 橄 榄 石 的 解 理 。 解 理 缝 可 见 临 界 角解 理 缝 的 宽 度 、 清 楚 程 度 ， 除 与矿 物 解 理 的 完 善 程 度 有 关 外 ， 还 与 切片 方 向 密 切 相 关 。当 解 理 面 与 岩 石 薄 片 平 面 的 法 线一 致 时 （ 即 解 理 面 垂 直 岩 石 薄 片 平面 ） ， 解 理 缝 最 细 ， 最 清 楚

7、（ 图 39） 。这 时 ， 若 使 解 理 缝 平 行 目 镜 十 字 丝 竖丝 ， 稍 微 升 降 镜 筒 ， 解 理 缝 不 向 左 右移 动 。当 解 理 面 与 薄 片 平 面 的 法 线 成 a夹 角 时 （ 图 39） ， 解 理 缝 变 宽 （ 大 于真 正 的 宽 度 ） 。 此 时 ， 稍 微 升 降 镜 筒 ， 则 解 理 缝 逐 渐 变 宽 ， 且 愈 来 愈 不 清 楚 。 当 a角 增 至 一 定 限 度 时 ， 解 理 缝 就看 不 见 了 ， 这 个 夹 角 角 称 为， 其 大 小 与 矿 物 和 加 拿 大 树胶 的 折 射 率 差 值 有 关 ， 差 值

8、愈 大 ， 解理 缝 可 见 临 界 角 也 愈 大 。 因 而 解 理 缝的 可 见 性 还 与 矿 物 折 射 率 与 加 拿 大 树胶 折 射 率 的 差 值 有 关 。 B N 洛 多 契 尼 科 夫 的 矿 物 解 理 缝 可 见 临 界 角 三 、 解 理 夹 角 的 测 定 Nn 由 上 可 知 ， 无 论 两 个 物 质 的 接 触 关 系 如 何 ， 光 线 通 过 接 触 界 面 发 生折 射 、 全 反 射 作 用 ， 使 接 触 界 线 的 一 边 光 线 相 对 减 少 ， 而 显 现 出 较 暗 的边 缘 ， 其 粗 细 与 黑 暗 程 度 ， 取 决 于 两 种

9、物 质 折 射 率 的 差 值 大 小 ， 差 值 愈大 边 缘 愈 粗 愈 黑 暗 。 而 在 接 触 界 线 的 另 一 边 ， 光 线 相 对 增 多 而 形 成 见 克线 。 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 。贝 克 线 的 灵 敏 度 较 高 ， 两 物 质 折 射 率 相 差 在 0.001时 ， 贝 克 线 仍 清 楚 。如 用 单 色 光 灵 敏 度 可 达 0.0005。 如 此 精 确 度 完 全 可 以 满 足 岩 石 薄 片 鉴 定 。观 察 贝 克 线 时 ， 把 物 质 的 接 触 界

10、线 置 于 视 域 中 心 ， 适 当 缩 小 光 圈 ， 以 挡 去 倾 斜 度 较 大 的 光 线 ， 使 视 域 变 得 较 暗 ， 贝 克 线 将 显 得 更 为 清 楚 。 当 矿 物 折 射 率 与 相 邻 介 质 折 射 率 相 差 很 大 时 ， 薄 片 较 厚 或 矿 物 的 解 理发 育 时 ， 在 矿 片 边 缘 附 近 有 时 还 可 能 产 生 另 一 条 亮 线 。 提 升 或 下 降 镜 筒 时 ，其 移 动 方 向 与 贝 克 线 相 反 ， 这 条 亮 线 称 为 假 贝 克 线 （ false becke line） 。它 是 由 于 两 种 物 质 接 触

11、 面 上 光 的 反 射 或 内 反 射 作 用 形 成 的 。 当 入 射 光高 度 会 聚 ， 物 镜 光 孔 角 很 大 时 ， 假 贝 克 线 特 别 明 显 。 因 此 ， 换 用 光 孔 角 小的 物 镜 ， 使 入 射 光 近 于 平 行 ， 可 使 假 贝 克 线 消 除 或 减 弱 。当 两 种 物 质 折 射 率 相 差 较 小 ， 在 白 光 下 观 察 时 ， 由 于 折 射 率 色 散 的 影响 ， 在 两 种 折 射 率 相 差 不 大 的 无 色 矿 物 的 界 线 附 近 ， 有 时 贝 克 线 发 生 了 变化 ， 变 成 有 色 的 细 条 带 。 在 折

12、射 率 较 低 的 一 边 ， 出 现 橙 黄 色 细 线 ； 在 折 射率 较 高 的 矿 物 一 边 出 现 浅 蓝 色 细 线 。 这 种 现 象 称 为 洛 多 契 尼 科 夫 色 散 效 应 。利 用 色 散 效 应 可 以 直 接 判 断 相 邻 两 种 矿 物 折 射 率 的 相 对 大 小 。 在 观 察色 散 效 应 时 ， 适 当 缩 小 光 圈 ， 可 以 使 色 散 效 应 显 得 更 清 楚 。 二 、 矿 物 的 糙 面糙 面 在 单 偏 光 镜 下 观 察 各 个 矿 物 的 表 面 时 ， 可 以 看 到 某 些 矿 物 表 面较 为 光 滑 ， 某 些 矿 物

13、 表 面 显 得 较 为 粗 糙 而 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 ： 矿 物 薄 片 表 面 总 会 有 一 些 显 微 状 的 凹 凸 不 平 ，矿 片 之 上 的 加 拿 大 树 胶 折 射 率 又 与 矿 片 折 射 率 不 相 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（ 图 46） ， 而 显 得 明 暗 程 度 不 相 同 ， 给 人 以 粗 糙 的 感 觉 。显 然 ，

14、 糙 面 的 明 显 程 度 取 决 于 矿 物 折 射 率 与 加 拿 大 树 胶 折 射 率 差 值 大小 及 矿 片 表 面 的 磨 光 程 度 ； 一 般 是 两 者 折 射 率 的 差 值 愈 大 ， 矿 片 表 面 的 磨光 程 度 愈 差 ， 其 糙 面 愈 明 显 。 Nn Nn N=n 三 、 矿 物 的 突 起 突 起 等 级 折 射 率 糙 面 及 边 缘 等 特 征 实 例负 高 突 起 1.78 糙 面 显 著 ， 边 缘 很 宽 榍 石 石 榴 石加 拿 大 树 胶 的 折 射 率 等 于 1.54， 大 于 加 拿 大 树 胶 折 射 率 的 矿 物 属 正 突

15、起 ， 小 于加 拿 大 树 胶 折 射 率 的 矿 物 属 负 突 起 。区 别 矿 物 突 起 的 正 负 ， 必 须 借 助 于 贝 克 线 或 色 散 效 应 。 当 矿 物 与 加 拿 大 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 加 拿 大 树 胶 移 动 属于 负 突 起 ；浅 蓝 色 细 在 矿 物 一 边 ， 橙 黄 色 细 线 在 加 拿 大 树 胶 一 边 属 于 正 突 起 ； 反 之 ， 橙 黄色 细 线 在 矿 物 一 边 ， 浅 蓝 色 细 线 在 树 胶 一 边 属 于 负 突 起 。根 据 矿 片 边 缘 、 糙 面 的 明 显 程 度 及 突 起 高 低 ， 可 以 划 分 为 六 个 等 级 （ 如 表 1） ：