【地質資料】第5章續晶體礦物的光學性質

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1、第五章第五章 晶體礦物的光學性質晶體礦物的光學性質l第一節第一節 單偏光鏡下的晶體光學性質單偏光鏡下的晶體光學性質l第二節第二節 正交偏光鏡下的晶體光學性質正交偏光鏡下的晶體光學性質l第三節第三節 錐光鏡下的晶體光學性質錐光鏡下的晶體光學性質l第四節第四節 透明礦物薄片的系統鑒定透明礦物薄片的系統鑒定第一節第一節 單偏光系統下晶體的光學性質單偏光系統下晶體的光學性質單偏光系統單偏光系統:在只使用下偏光鏡(起偏鏡)的情況下,觀察和測定礦物的光學性質的系統.單偏光鏡下研究：單偏光鏡下研究：就是在觀察、測定礦片的光學性質就是在觀察、測定礦片的光學性質時只使用下偏光鏡，即稱之為單偏光系統。時只使用下偏

2、光鏡，即稱之為單偏光系統。由光源發出的自然光波，通過下偏光鏡后，變成由光源發出的自然光波，通過下偏光鏡后，變成振動方向平行下偏光振動方向振動方向平行下偏光振動方向PPPP的偏光。的偏光。A-A-自然光自然光B-B-偏光偏光v1)1)當載物臺放置均質體礦片時，偏光射入該晶體后不當載物臺放置均質體礦片時，偏光射入該晶體后不改變振動方向改變振動方向v2)2)當載物臺放置非均質礦片時，若其光率體橢圓半徑當載物臺放置非均質礦片時，若其光率體橢圓半徑之一與之一與PPPP方向平行時，由下偏光鏡透出的振動方向平方向平行時，由下偏光鏡透出的振動方向平行行PPPP的偏光，進入礦片后沿該半徑方向通過礦片不改的偏光，

3、進入礦片后沿該半徑方向通過礦片不改變振動方向，此時，礦片的折射率等于光率體橢圓半變振動方向，此時，礦片的折射率等于光率體橢圓半徑長短；徑長短；v3)3)當礦片的光率體橢圓半徑與當礦片的光率體橢圓半徑與PPPP斜交時，光波進入晶斜交時，光波進入晶體后則發生雙折射，分解形成振動方向分別平行光率體后則發生雙折射，分解形成振動方向分別平行光率體橢圓長短半徑的兩束偏光，其折射率分別等于橢圓體橢圓長短半徑的兩束偏光，其折射率分別等于橢圓的長短半徑。的長短半徑。原原 理理單偏光系統光波通過晶體的光路圖單偏光系統光波通過晶體的光路圖主要研究內容主要研究內容1.1.礦物的外表特征礦物的外表特征:形態形態,解理等

4、解理等.2.2.與礦物吸收性有關的光學性質與礦物吸收性有關的光學性質:(顏色顏色,多色性多色性,吸收性等吸收性等)3.3.與礦物折射率有關的光學性質與礦物折射率有關的光學性質:突起突起,閃突起閃突起,糙面糙面,邊緣邊緣,貝克線貝克線,色散線等色散線等第一節第一節 單偏光系統下晶體的光學性質單偏光系統下晶體的光學性質1.1.晶體形態的觀察方法晶體形態的觀察方法綜合不同切面特征綜合不同切面特征,正確判斷礦物的單體形態正確判斷礦物的單體形態.同 一 單 體 不 同 切 面 形 態 示 意 圖同 一 單 體 不 同 切 面 形 態 示 意 圖2 薄片中礦物解理的研究薄片中礦物解理的研究單偏光鏡下單偏光

5、鏡下觀察解理內觀察解理內容容解理的發育程度解理的發育程度(解理等級解理等級)解理方位解理方位(與結晶軸關系、單形與結晶軸關系、單形)解理組數解理組數解理夾角解理夾角礦物晶體在外力作用下嚴格沿一定結晶方向破礦物晶體在外力作用下嚴格沿一定結晶方向破裂，并能裂成光滑平面的性質稱為解理。薄片中解裂，并能裂成光滑平面的性質稱為解理。薄片中解理縫被粘薄片的樹膠充填其中，由于礦物折射率與理縫被粘薄片的樹膠充填其中，由于礦物折射率與樹膠的差別，光透過時發生折射、反射作用使解理樹膠的差別，光透過時發生折射、反射作用使解理顯示出來。顯示出來。A A 解理發育程度：解理發育程度：(1).(1).極完全解理：細、極完

6、全解理：細、密、長（云母）密、長（云母）(2).(2).完全解理：解理清完全解理：解理清晰可見、偶爾不連貫（角晰可見、偶爾不連貫（角閃石，輝石）閃石，輝石）(3).(3).不完全解理：稀疏，不完全解理：稀疏，連續性差，有時欠平直連續性差，有時欠平直（橄欖石）（橄欖石）二二.解理及解理夾角解理及解理夾角5 5 解理夾角的測定解理夾角的測定1 1）切片方向的選擇）切片方向的選擇 選擇同時垂直兩組解理面選擇同時垂直兩組解理面的切片的切片.特征特征是兩組解理縫最細最是兩組解理縫最細最清楚清楚,當解理縫平行目鏡十當解理縫平行目鏡十字絲時字絲時,微微升降鏡筒微微升降鏡筒,兩兩組解理縫不左右移動組解理縫不左

7、右移動.ACBDEHFGK=606060不同方向不同方向解理夾角變化示意圖解理夾角變化示意圖2 2）.解理夾角的測定步驟解理夾角的測定步驟（1 1）選擇顆粒）選擇顆粒,置于視域心置于視域心.（2 2）轉動物臺使一組解理縫平行目鏡十字絲縱絲）轉動物臺使一組解理縫平行目鏡十字絲縱絲 (圖圖A),A),讀取此時載物臺刻度盤上的度數讀取此時載物臺刻度盤上的度數a.a.（3 3）再轉動物臺，使另一組解理縫平行目鏡十字）再轉動物臺，使另一組解理縫平行目鏡十字 絲縱絲，讀取此時載物臺刻度盤上的度數絲縱絲，讀取此時載物臺刻度盤上的度數b b (圖圖B),aB),a與與b b之差即為所測解理夾角之差即為所測解理

8、夾角.圖圖A A圖圖B B(一一).).顏色顏色:指在單偏光鏡下指在單偏光鏡下,白光透過晶體后所呈現出白光透過晶體后所呈現出來的顏色來的顏色.礦物的顏色是晶體礦物對不同色礦物的顏色是晶體礦物對不同色光選擇性吸收的結果光選擇性吸收的結果,是未被晶體吸收的部是未被晶體吸收的部分色光的混合色（服從互補色原則）分色光的混合色（服從互補色原則）.三三.薄片中礦物的顏色薄片中礦物的顏色,多色性和吸收性多色性和吸收性 注意注意:薄片中的顏色與手標本顏色的區別薄片中的顏色與手標本顏色的區別v 與礦物吸收性有關的光學性質與礦物吸收性有關的光學性質第一節第一節 單偏光系統下晶體的光學性質單偏光系統下晶體的光學性質

9、二二 多色性和吸收性多色性和吸收性多色性多色性:在單偏光鏡下在單偏光鏡下,某些非均質體礦物的顏色隨物臺轉動而發某些非均質體礦物的顏色隨物臺轉動而發生變化生變化,這種現象稱為多色性這種現象稱為多色性.吸收性吸收性:顏色深淺的變化成為吸收性顏色深淺的變化成為吸收性.多色性和吸收性同樣是鑒定礦物的重要特征多色性和吸收性同樣是鑒定礦物的重要特征.成因成因:非均質體礦物非垂直光軸切片非均質體礦物非垂直光軸切片,各方向的光學性質不同各方向的光學性質不同,對對光波的選擇性吸收及吸收總強度也隨方向而變化光波的選擇性吸收及吸收總強度也隨方向而變化.大多數礦物不具多色性變化是由于這種變化不明顯大多數礦物不具多色性

10、變化是由于這種變化不明顯.表達方式表達方式:(多色性公式多色性公式 A A 和吸收性公式和吸收性公式 B)B)A:NeA:Ne=淺紫色淺紫色 No=No=深藍色深藍色;Ng=;Ng=深綠色深綠色 Nm=Nm=淺綠色淺綠色 NpNp=黃綠色黃綠色 B:NeB:Ne No No 或或 Ng Ng Nm Nm Np Np 等等.若折射率大的方向吸收性強若折射率大的方向吸收性強,顏色深則為正吸收顏色深則為正吸收,反之反之,為反吸收為反吸收影響因素：影響因素：礦物本身性質礦物本身性質,切片方向切片方向,薄片厚度。薄片厚度。非均質性礦物的多色性與吸收性，一般都與光率非均質性礦物的多色性與吸收性，一般都與光

11、率體的主軸密切相關。一軸晶礦物有兩個主要的顏色，體的主軸密切相關。一軸晶礦物有兩個主要的顏色，分別平行光率體分別平行光率體NeNe與與NoNo兩個主軸方向。兩個主軸方向。一軸晶的多色性與吸收性一軸晶的多色性與吸收性多色性和吸收性多色性和吸收性例：一軸晶負光性電氣石例：一軸晶負光性電氣石 當下偏光振動方向當下偏光振動方向PPPP與與NeNe振動方向平行時，呈現振動方向平行時，呈現淡紫色淡紫色；此時此時No No 振幅為零。當振幅為零。當PPPP與與NoNo振動方向平行時，呈現振動方向平行時，呈現深藍色深藍色。當當PPPP與礦片的與礦片的NeNe與與NoNo兩個主軸斜交時，偏光進入礦片后，發兩個主

12、軸斜交時，偏光進入礦片后，發生雙折射，被分解為振動方向分別平行于生雙折射，被分解為振動方向分別平行于NeNe和和NoNo的兩列偏光，的兩列偏光，因此呈現的顏色是因此呈現的顏色是NeNe顏色與顏色與NoNo顏色的混合色。顏色的混合色。黑電氣石多色性特征表示方式：黑電氣石多色性特征表示方式：NeNe=淡紫色，淡紫色，No=No=深藍色。深藍色。一軸晶的多色性與吸收性一軸晶的多色性與吸收性一軸晶礦物黑電氣石的多色性記錄方式：一軸晶礦物黑電氣石的多色性記錄方式：多色性公式：多色性公式：No=No=深藍色，深藍色，NeNe=淺紫色淺紫色 吸收性公式：吸收性公式：NoNoNeNe思考思考:一軸晶垂直光軸的

13、切面多色性如何？一軸晶有色礦物其一軸晶垂直光軸的切面多色性如何？一軸晶有色礦物其多色性最明顯的是哪個切面？多色性最明顯的是哪個切面？一軸晶的多色性與吸收性一軸晶的多色性與吸收性普通角閃石平行光軸面（普通角閃石平行光軸面（A A，B B）和垂直光軸面的（）和垂直光軸面的（C C）切面）切面上多色性上多色性例：普通角閃石多色性表述：例：普通角閃石多色性表述：Ng=Ng=暗綠色，暗綠色，NpNp=淺黃綠色，淺黃綠色，Nm=Nm=綠色綠色Ng Nm NpNg Nm Np 正吸收正吸收四四.與礦物折射率有關的光學性質與礦物折射率有關的光學性質邊緣邊緣,貝克線貝克線,糙面糙面,突起突起,閃突起閃突起表現形

14、式表現形式:在薄片中觀察礦物時在薄片中觀察礦物時,不同礦物的表面有不同礦物的表面有高低不平高低不平 的感覺的感覺,這種現象稱為突起這種現象稱為突起.產生原因產生原因:不同礦物的折射率與樹膠的折射率的差不同礦物的折射率與樹膠的折射率的差值不同值不同,像點的位置就會高低不一樣像點的位置就會高低不一樣.突起等級分類突起等級分類:礦物的折射率大于樹膠的折射率時礦物的折射率大于樹膠的折射率時,稱為正突起稱為正突起;礦物的折射率小于樹膠的折射率時礦物的折射率小于樹膠的折射率時,稱稱為正突起為正突起.六個等級：六個等級：負高負低正低正中正高正極負高負低正低正中正高正極高高（一）突起一）突起突起等級突起等級折

15、射率折射率糙面及邊緣特征糙面及邊緣特征實例實例負高突起負高突起 1.481.48糙面及邊緣顯著糙面及邊緣顯著,提升鏡筒提升鏡筒,貝克線移向樹膠貝克線移向樹膠.螢石螢石負低突起負低突起1.48-1.541.48-1.54表面光滑表面光滑,邊緣不清楚邊緣不清楚,提提升鏡筒升鏡筒,貝克線移向樹膠貝克線移向樹膠.正長石正長石正低突起正低突起1.541.541.601.60表面光滑表面光滑,邊緣不清楚邊緣不清楚,提提升鏡筒升鏡筒,貝克線移向礦物貝克線移向礦物.石英石英中基性中基性斜長石斜長石正中突起正中突起1.601.601.661.66表面略顯粗糙表面略顯粗糙,邊緣清楚顯著邊緣清楚顯著.透閃石透閃石磷

16、灰石磷灰石正高突起正高突起1.661.661.781.78糙面顯著糙面顯著,邊緣寬而明顯邊緣寬而明顯.輝石輝石橄欖石橄欖石極高突起極高突起 1.781.78糙面極其顯著糙面極其顯著,邊緣很寬邊緣很寬石榴石石榴石鋯石鋯石突 起 等 級 分 類 及 簡 要 特 征突 起 等 級 分 類 及 簡 要 特 征鈣鋁榴石的正高突起鈣鋁榴石的正高突起鉻尖晶石的正高突起鉻尖晶石的正高突起紫蘇輝石正高突起紫蘇輝石正高突起(二二).).閃突起閃突起 在單偏光鏡下在單偏光鏡下,旋轉物臺旋轉物臺,雙折射率很大的礦片雙折射率很大的礦片,突起突起高低會發生明顯的變化高低會發生明顯的變化.這種現象稱閃突起這種現象稱閃突起.

17、例如例如:觀察方解石時，轉動物臺，方解石顆粒的邊緣時粗觀察方解石時，轉動物臺，方解石顆粒的邊緣時粗時細，礦物的突起時高時低，旋轉物臺一周變化四次，這種現時細，礦物的突起時高時低，旋轉物臺一周變化四次，這種現象就是方解石的象就是方解石的“閃突起閃突起”。原理原理:菱形的方解石顆粒，菱形長對角線方向平行下偏光菱形的方解石顆粒，菱形長對角線方向平行下偏光振動方向時，方解石的折射率大于樹膠；菱形短對角線方向平振動方向時，方解石的折射率大于樹膠；菱形短對角線方向平行下偏光振動方向時，方解石的折射率小于樹膠。行下偏光振動方向時，方解石的折射率小于樹膠。非均質礦物都有些閃突起現象，雙折射現象愈強的礦物，非均

18、質礦物都有些閃突起現象，雙折射現象愈強的礦物，閃突起愈顯著。白云石，方解石，白云母。閃突起愈顯著。白云石，方解石，白云母。(三三).).貝克線和邊緣貝克線和邊緣 折射率不同的礦物接折射率不同的礦物接觸時觸時,由于光的折射和反由于光的折射和反射作用射作用,使其接觸處的光使其接觸處的光線聚散不一線聚散不一.光線集中的光線集中的一側產生一條亮線一側產生一條亮線,稱稱貝貝克線克線(光帶光帶););光線缺少的光線缺少的一側產生一條黑暗的輪廓一側產生一條黑暗的輪廓,稱稱邊緣邊緣.應用應用:判斷相鄰兩個礦物判斷相鄰兩個礦物的折射率大小的折射率大小 (突起高突起高低低)()(圖示說明圖示說明)貝克線的移動規律

19、貝克線的移動規律v貝克線移動的規律v 提升鏡筒，貝克線向介質折射率大的一側移動；提升鏡筒，貝克線向介質折射率大的一側移動；v 下降鏡筒，貝克線向介質折射率小的一側移動。下降鏡筒，貝克線向介質折射率小的一側移動。v用途:v 據貝克線和移動方向可以判斷相鄰二介質折射率的據貝克線和移動方向可以判斷相鄰二介質折射率的相對大小相對大小.v 注意觀察貝克線需要縮小光圈。注意觀察貝克線需要縮小光圈。(四四).).糙面糙面糙面糙面:薄片中，某些礦物表面比較光滑，某些礦物薄片中，某些礦物表面比較光滑，某些礦物表面比較粗糙，像皮革表面一般，稱之為糙面。表面比較粗糙，像皮革表面一般，稱之為糙面。形成原因：形成原因：

20、礦物表面實際上一些顯微狀的凹凸不平，礦礦物表面實際上一些顯微狀的凹凸不平，礦物與樹膠的折射率不相同，當光線經過兩者之間的界面物與樹膠的折射率不相同，當光線經過兩者之間的界面將發生折射，形成光線的發散和聚斂，使礦物表面因亮將發生折射，形成光線的發散和聚斂，使礦物表面因亮度不同，呈明暗相間的斑點。度不同，呈明暗相間的斑點。糙面的明顯程度取決于礦物折射率與樹膠折射率相差值糙面的明顯程度取決于礦物折射率與樹膠折射率相差值的大小及礦片表面的磨光程度。二者差值愈大，礦物的的大小及礦片表面的磨光程度。二者差值愈大，礦物的糙面愈明顯。糙面愈明顯。突起等級 折射率 邊緣 糙面 貝克線特征及色散效應 礦物 負高突

21、起 1.411.48 明顯 貝克線明顯，提升鏡筒移向樹膠，色散效應顯著，黃色光帶在礦物一邊，藍色光帶在樹膠一邊 螢石 蛋白石等 負低突起 1.481.54 不明顯 貝克線可辨，提升鏡筒移向樹膠，色散效應清楚，黃色光帶在礦物一邊，藍色光帶在樹膠一邊 正長石 白榴石等 正低突起 1.541.60 不明顯 貝克線可辨，提升鏡筒移向礦物，色散效應清楚，藍色光帶在礦物一邊，黃色光帶在樹膠一邊 石英，中長石，白云母等 正中突起 1.601.66 明顯 貝克線清楚，提升鏡筒移向礦物，色散效應容易找到，藍色光帶在礦物一邊，黃色光帶在樹膠一邊 透閃石，磷灰石，黃玉等 正高突起 1.661.78 很明顯 貝克線可

22、辨，提升鏡筒移向礦物，色散效應清楚，藍色光帶在礦物一邊，黃色光帶在樹膠一邊 普通輝石，橄欖石等 正 極 高 突起 1.78 極明顯 貝克線可辨，提升鏡筒移向礦物 石榴石，榍石等 薄片中礦物折射率、突起和糙面的關系薄片中礦物折射率、突起和糙面的關系第二節第二節.正交偏光系統下正交偏光系統下晶體的光學性質晶體的光學性質1.1.正交偏光系統的構成及光學特點正交偏光系統的構成及光學特點2.2.正交偏光鏡間礦片的消光現象及消光位正交偏光鏡間礦片的消光現象及消光位3.3.正交偏光鏡間礦片的干涉現象及干涉色正交偏光鏡間礦片的干涉現象及干涉色4.4.補色法則和補色器補色法則和補色器5.5.正交偏光間主要光學性

23、質的觀測和測定正交偏光間主要光學性質的觀測和測定一一.正交偏光系統的構成及光學特點正交偏光系統的構成及光學特點PP下偏光鏡下偏光鏡AA上偏光鏡上偏光鏡正交偏光系統光路圖正交偏光系統光路圖構成：構成：同時使用上、下兩個偏光同時使用上、下兩個偏光鏡且其振動方向互相垂直。鏡且其振動方向互相垂直。系統的光學特點系統的光學特點：不放任何礦片時，通過不放任何礦片時，通過下下偏光鏡的光波其振動方向偏光鏡的光波其振動方向與上偏光鏡的振動方向互與上偏光鏡的振動方向互相垂直，光波不能通過，相垂直，光波不能通過，視域黑暗。視域黑暗。二二.正交偏光鏡間礦片的消光現象正交偏光鏡間礦片的消光現象及消光位及消光位消光現象消

24、光現象:礦片在正交偏光鏡礦片在正交偏光鏡間呈現黑暗的現象間呈現黑暗的現象.(一一).).全消光全消光:旋轉物臺一周旋轉物臺一周,均質體或均質體或非均質體垂直光軸切片的消非均質體垂直光軸切片的消光現象不改變（永久消光光現象不改變（永久消光).).AA上偏光鏡上偏光鏡PP下偏光鏡下偏光鏡晶 體 切 片晶 體 切 片(二二).).四次消光四次消光二二.正交偏光鏡間礦片的消光現象及消光位正交偏光鏡間礦片的消光現象及消光位旋轉物臺一周旋轉物臺一周,非均質體晶體非非均質體晶體非垂直光軸切片的光率體橢圓半垂直光軸切片的光率體橢圓半徑有四次與下偏光鏡平行的機徑有四次與下偏光鏡平行的機會會,故出現故出現四次消光

25、現象四次消光現象.消光位消光位:非均質體非垂直光軸切非均質體非垂直光軸切片在正交偏光鏡間處于消光現片在正交偏光鏡間處于消光現象時的位置象時的位置.注意注意:礦片處于消光位時的意義礦片處于消光位時的意義PP下偏光鏡下偏光鏡晶體切片晶體切片AA上偏光鏡上偏光鏡三三.正交偏光鏡間礦片的干涉現象正交偏光鏡間礦片的干涉現象非均質體晶體非垂直光軸的礦片非均質體晶體非垂直光軸的礦片,其光率體橢圓其光率體橢圓半徑與上半徑與上 下偏光鏡振動方向斜交時下偏光鏡振動方向斜交時(即礦片不在即礦片不在消光位時消光位時),),透過晶體分解的兩束光波將發生干涉透過晶體分解的兩束光波將發生干涉作用作用.(1)(1)兩束光波的

26、頻率相等兩束光波的頻率相等.(2)(2)兩束光波具有固定的光程差兩束光波具有固定的光程差.(3)(3)兩束光波在同一平面內振動兩束光波在同一平面內振動.1.1.光波發生干涉作用的條件光波發生干涉作用的條件如果兩束光波具備上述條件將發生干涉作用如果兩束光波具備上述條件將發生干涉作用 PP下偏光鏡下偏光鏡晶 體 切 片晶 體 切 片AA上偏光鏡上偏光鏡K1K2K1K2光率體橢圓半徑與光率體橢圓半徑與PP/AAPP/AA斜交時的光路圖斜交時的光路圖(A)(A)和矢量分解圖和矢量分解圖(B)(B)K2K1PPPPAAPPK1K2K1K1K2K2K1K2K2K1K1PP透出下偏光鏡透出下偏光鏡進入礦片后

27、進入礦片后透出礦片透出礦片進入上偏光鏡進入上偏光鏡K2K1PPA (3)A (4)(1)(2)B (3)B(4)AAAAK2 K”K”R=（2n+1）l2B:R=2nA:l2正交偏光鏡間偏光矢量分解平面示意圖正交偏光鏡間偏光矢量分解平面示意圖(入射光波垂直屏幕入射光波垂直屏幕)2.2.正交偏光鏡間光波的干涉作用及控制因素正交偏光鏡間光波的干涉作用及控制因素光源為單色光光源為單色光2.2.正交偏光鏡間光波的干涉作用及控制因素正交偏光鏡間光波的干涉作用及控制因素如果光源為單色光，則當光程差等于單色光半波長如果光源為單色光，則當光程差等于單色光半波長的偶數倍時（的偶數倍時（R=2n/2R=2n/2）

28、,干涉的結果是互相抵消干涉的結果是互相抵消而變黑暗而變黑暗;光程差等于單色光半波長的奇數倍（光程差等于單色光半波長的奇數倍（R=R=（2n+12n+1）/2/2）時）時,干涉的結果是互相迭加，使亮度增強干涉的結果是互相迭加，使亮度增強.如果光程差介于二者之間，干涉的結果介于黑暗與如果光程差介于二者之間，干涉的結果介于黑暗與最亮之間最亮之間.顯然顯然,光程差光程差對干涉作用的結果起主導作用對干涉作用的結果起主導作用.光程差光程差R=dR=d；其中；其中,d,d為薄片的厚度，為薄片的厚度，為礦物的雙折射率為礦物的雙折射率3.3.干涉色及干涉色色譜表干涉色及干涉色色譜表1 1）.干涉色及其成因干涉色

29、及其成因如果光源為單色光如果光源為單色光,隨著光程差（隨著光程差（R=dR=d）的逐漸增大的逐漸增大,將依次出將依次出現明亮相間的干涉條帶現明亮相間的干涉條帶.干涉條帶的寬窄取決于單色光的波長干涉條帶的寬窄取決于單色光的波長.單色光光源改變光程差的方法是利用石英楔單色光光源改變光程差的方法是利用石英楔234藍光藍光 450nm450nm紅光紅光 700nm700nm23/23/2/23/25/2第一級序第一級序第二級序第二級序第三級序第三級序第四級序及更高序第四級序及更高序紅色紅色橙色橙色綠色綠色藍色藍色靛色靛色紫色紫色黃色黃色l l=700 (mn)l l=620l l=410l l=450

30、l l=470l l=515l l=56020040060080010002000R:不同波長單色光隨光程差改變所產生的明暗相間的干涉條帶不同波長單色光隨光程差改變所產生的明暗相間的干涉條帶,其間距取決于單色光的波長其間距取決于單色光的波長,波長越長波長越長,條帶間距越寬條帶間距越寬暗暗灰灰灰灰白白淺淺黃黃橙橙紫紫紅紅藍藍藍藍綠綠綠綠黃黃橙橙紅紅 藍藍綠綠綠綠黃黃橙橙紅紅粉粉紅紅淺淺綠綠2 2）.干涉色級序及各級序特征干涉色級序及各級序特征(1).(1).干涉色色序干涉色色序:影響因素影響因素光程差光程差R=d若用白光做光源若用白光做光源,在正交偏光鏡間緩慢推入石英楔在正交偏光鏡間緩慢推入石英

31、楔,隨著石英楔的慢慢推入隨著石英楔的慢慢推入,光程差連續地增大光程差連續地增大,視域視域內出現的干涉色由低到高有規律的變化內出現的干涉色由低到高有規律的變化,干涉色這干涉色這種有規律的變化叫做干涉色色序種有規律的變化叫做干涉色色序.(2)(2)干涉色級序干涉色級序 (四四-五個級序五個級序):):要記住要記住第一級序：第一級序：暗灰暗灰-灰白灰白-淺黃淺黃-亮黃亮黃-橙橙-紫紅紫紅第二級序：第二級序：藍藍-藍綠藍綠-綠綠-黃黃-橙橙-紅紅第三級序：第三級序：藍綠藍綠-綠綠-黃黃-橙橙-紅紅-粉紅粉紅第四級序：第四級序：粉紅粉紅-淺綠淺綠-淺橙淺橙,色淺且混雜色淺且混雜.高級白干涉色：高級白干涉

32、色：與珍珠表面類似的亮白色與珍珠表面類似的亮白色.暗暗灰灰灰灰白白淺淺黃黃橙橙紫紫紅紅藍藍藍藍綠綠綠綠黃黃橙橙紅紅 藍藍綠綠綠綠黃黃橙橙紅紅粉粉紅紅淺淺綠綠第一級序，第一級序，0 0560nm,560nm,暗灰及藍灰色、灰白色、淺黃色、橙暗灰及藍灰色、灰白色、淺黃色、橙色、紅色。色、紅色。有灰和灰白色有灰和灰白色,缺藍色和綠色缺藍色和綠色。第二級序，第二級序，5605601120nm1120nm，紫、藍色、藍綠色、綠色、黃色、，紫、藍色、藍綠色、綠色、黃色、紫紅色。紫紅色。色澤純且鮮艷色澤純且鮮艷第三級序第三級序，112011201680nm,1680nm,顏色特征與第二級序相似，但顏顏色特征

33、與第二級序相似，但顏色的飽和度稍差，紫色和靛色欠明顯，色的飽和度稍差，紫色和靛色欠明顯，翠綠色尤為鮮亮明快翠綠色尤為鮮亮明快。第四級序第四級序，168016802240nm,2240nm,干涉色更淡，各色序之間明顯混干涉色更淡，各色序之間明顯混雜，雜，色序界線模糊不清。色序界線模糊不清。第五級第五級,序及更高級序的干涉色，這種大的光程差幾乎接近序及更高級序的干涉色，這種大的光程差幾乎接近于所有各色光半波長的偶數倍，同時又接近其半波長的奇數于所有各色光半波長的偶數倍，同時又接近其半波長的奇數倍，產生倍，產生高級白干涉色。高級白干涉色。3 3）.干涉色色譜表干涉色色譜表3 3）.干涉色色譜表干涉色

34、色譜表v干涉色的序級，與經過礦物晶片到達上偏光的干涉色的序級，與經過礦物晶片到達上偏光的光程差、礦物的雙折射率以及礦物薄片的厚度光程差、礦物的雙折射率以及礦物薄片的厚度有關。有關。v干涉色色譜表表示的就是光程差干涉色色譜表表示的就是光程差R R、薄片厚度、薄片厚度d d、雙折射率雙折射率之間的關系。之間的關系。v例如，石英的最大雙折射率為例如，石英的最大雙折射率為0.0090.009，若在薄片，若在薄片中看到的最高干涉色為一級黃白，由干涉色色中看到的最高干涉色為一級黃白，由干涉色色譜表可以查出薄片的厚度為譜表可以查出薄片的厚度為0.0450.045；v若薄片中最高干涉色為一級灰白，查干涉色色若

35、薄片中最高干涉色為一級灰白，查干涉色色譜表可知薄片厚度譜表可知薄片厚度為為0.03mm0.03mm。4.4.干涉色及干涉色色譜表干涉色及干涉色色譜表4 4）.異常干涉色異常干涉色一般說來一般說來,同一礦物對不同波長單色光的雙同一礦物對不同波長單色光的雙折射率大小是不相等的折射率大小是不相等的,即礦物出現即礦物出現雙折射雙折射率射散率射散.因此因此,不同波長單色光通過非均質不同波長單色光通過非均質體體非垂直光軸切面非垂直光軸切面后的光程差也不同后的光程差也不同,結果結果出現干涉色色譜表上沒有的干涉色出現干涉色色譜表上沒有的干涉色,稱為稱為異異常干涉色常干涉色.例如例如:綠泥石的普魯士藍異常干涉色

36、綠泥石的普魯士藍異常干涉色.四四.補色法則和補色器補色法則和補色器在正交偏光鏡間的在正交偏光鏡間的45450 0位置位置,放置兩個互相重迭的非均質體礦片放置兩個互相重迭的非均質體礦片(垂直光軸方向切片除外垂直光軸方向切片除外),),光通過這兩個礦片后光通過這兩個礦片后,它們總的光程它們總的光程差增減的法則差增減的法則.補色法則示意圖補色法則示意圖Np1Ng1Np2Ng2Np2Ng2Np1 Ng1R R總總 =R=R1 1+R+R2 2R R總總 =R=R1 1-R-R2 2同名半徑同名半徑 平行平行異名半徑異名半徑 平行平行(1).(1).同名半徑平行同名半徑平行,干涉色級序升高干涉色級序升高

37、;R R總總=R=R1 1+R+R2 2，故故 R R總總 R R1,1,R R總總 R R2.2.干涉色級序升高干涉色級序升高.(2).(2).異名半徑平行異名半徑平行,干涉色級序降低干涉色級序降低.R R總總=R=R1 1-R-R2 2，R R總總有三種情況有三種情況:1)R1)R總總 R R1 1,R,R總總 R R R1,1,R R總總 R R2:2:干涉色級序介于原來兩個礦片之間干涉色級序介于原來兩個礦片之間3)R3)R總總 R R R2 2:干涉色級序介于原來兩個礦片之間干涉色級序介于原來兩個礦片之間.R1=R2,RR1=R2,R總總=0,=0,此時視域內變黑暗此時視域內變黑暗,這

38、種現象稱消色這種現象稱消色.補色法則補色法則四四.補色法則和補色器補色法則和補色器l 補色器補色器在兩個礦片中，如果一個礦片的光率體橢圓半徑名稱及在兩個礦片中，如果一個礦片的光率體橢圓半徑名稱及光程差為已知，則可根據補色法則測出另一礦片的光率光程差為已知，則可根據補色法則測出另一礦片的光率體橢圓半徑名稱及光程差體橢圓半徑名稱及光程差.補色器就是已知光率體橢圓半徑名稱及光程差的礦片補色器就是已知光率體橢圓半徑名稱及光程差的礦片.幾種常見的補色器：幾種常見的補色器：1 1 石膏試板石膏試板:光程差約光程差約 550(nm)550(nm)，正交偏光鏡間呈一級紫紅的干涉色，正交偏光鏡間呈一級紫紅的干涉

39、色.它可使正交偏光鏡間礦片的干涉色級序它可使正交偏光鏡間礦片的干涉色級序升降一個級序升降一個級序.四四.補色法則和補色器補色法則和補色器幾種常見的補色器：幾種常見的補色器：2 2 云母試板云母試板:光程差約光程差約147nm147nm，相當于，相當于黃光黃光的四分之一波長的四分之一波長,正交偏光正交偏光鏡間呈一級灰白的干涉色鏡間呈一級灰白的干涉色.它可使正交偏光鏡間礦片的干它可使正交偏光鏡間礦片的干涉色級序涉色級序升升 降一個色序降一個色序.3 3 石英楔石英楔:光程差一般為光程差一般為 0-1680(nm),0-1680(nm),在正交偏光鏡間由薄至厚可在正交偏光鏡間由薄至厚可以依次產生以依

40、次產生 1-3 1-3 級干涉色級干涉色.若在礦片上由薄至厚緩慢地若在礦片上由薄至厚緩慢地推入石英楔，同名半徑平行時推入石英楔，同名半徑平行時,礦片干涉色升高；異名半徑礦片干涉色升高；異名半徑平行時，礦片干涉色逐漸降低平行時，礦片干涉色逐漸降低,當推至石英楔與礦片的光程當推至石英楔與礦片的光程差相等處，差相等處，礦片消色而使視域變黑暗礦片消色而使視域變黑暗,由此可測出礦片的由此可測出礦片的干涉色級序干涉色級序.四四.補色法則和補色器補色法則和補色器1.1.將欲測礦物切片置于視域中心，轉動物臺使其消光，此時將欲測礦物切片置于視域中心，轉動物臺使其消光，此時礦片的光率體橢圓切面的長、短半徑方向和上

41、、下偏光鏡礦片的光率體橢圓切面的長、短半徑方向和上、下偏光鏡的振動方向一致。的振動方向一致。2.2.轉物臺轉物臺45450 0，此時礦片的光率體橢圓切面的長、短半徑方向，此時礦片的光率體橢圓切面的長、短半徑方向和目鏡十字絲（代表上、下偏光的振動方向）成和目鏡十字絲（代表上、下偏光的振動方向）成45450 0角角,此此時礦片的干涉色最亮。時礦片的干涉色最亮。3.3.從試板孔插入試板，觀察礦片的干涉色變化，如果干涉色從試板孔插入試板，觀察礦片的干涉色變化，如果干涉色降低，異名半徑平行；如果干涉色升高，則為同名半徑平降低，異名半徑平行；如果干涉色升高，則為同名半徑平行。行。4.4.試板上的光率體橢圓

42、半徑名稱和方向是已知的，根據補色試板上的光率體橢圓半徑名稱和方向是已知的，根據補色法則可確定出礦片上光率體橢圓半徑的名稱和方向。法則可確定出礦片上光率體橢圓半徑的名稱和方向。注意：根據礦片干涉色的高低選擇適當的試板注意：根據礦片干涉色的高低選擇適當的試板.礦片光率體橢圓半徑方向和名稱的測定礦片光率體橢圓半徑方向和名稱的測定應用應用1：消光位消光位加入試板干涉色升高加入試板干涉色升高 同名平行同名平行P轉物臺轉物臺45加入試板干涉色降低加入試板干涉色降低 異名平行異名平行PPPPPAPPA光光率率體體橢橢圓圓半半徑徑名名稱稱測測定定1.1.楔形邊目估法楔形邊目估法顆粒必須具有楔形邊，且顆粒必須具

43、有楔形邊，且最外邊為一級灰白干涉色最外邊為一級灰白干涉色，向里逐漸升高，向里逐漸升高，且該顆粒具有最高干涉色。楔形邊紅邊數量且該顆粒具有最高干涉色。楔形邊紅邊數量n n1 1為為最高干涉色級序最高干涉色級序。2.2.石英楔測定法石英楔測定法（1 1）選擇干涉色級序最高的切片，置于視域中心，旋轉物臺使其）選擇干涉色級序最高的切片，置于視域中心，旋轉物臺使其消光。消光。（2 2）旋轉物臺）旋轉物臺45450 0,使其光率體橢圓切面長、短半徑（使其光率體橢圓切面長、短半徑（NeNe和和NoNo或或NgNg和和NpNp）和目鏡十字絲（上、下偏光振動方向）和目鏡十字絲（上、下偏光振動方向）成成4545角

44、，此位置角，此位置干涉色最亮。干涉色最亮。（3 3）從試板孔緩慢推入石英楔，觀察礦片干涉色變化，若干涉色）從試板孔緩慢推入石英楔，觀察礦片干涉色變化，若干涉色級序逐漸升高，說明同名半徑平行，不能測，只有轉物臺級序逐漸升高，說明同名半徑平行，不能測，只有轉物臺9090，使，使它們異名半徑平行。才能測。它們異名半徑平行。才能測。最高干涉色級序的測定最高干涉色級序的測定應用應用2：（4 4）緩慢推入石英楔）緩慢推入石英楔,礦片干涉色級序逐漸降低礦片干涉色級序逐漸降低,直到礦片消直到礦片消色為止色為止.然后緩慢拉出石英楔然后緩慢拉出石英楔,直到全部拉出為止直到全部拉出為止,注意觀察礦注意觀察礦片干涉色

45、的變化片干涉色的變化,如果期間出現一次紅帶，則礦片的干涉色為如果期間出現一次紅帶，則礦片的干涉色為二級二級,出現出現n n次紅帶則其干涉色為次紅帶則其干涉色為n+1n+1級級.另一種觀測方法另一種觀測方法:當礦片消色時當礦片消色時,可以移開礦片可以移開礦片 (此時視域內呈現原來礦片的干此時視域內呈現原來礦片的干涉色涉色)，然后再緩慢地拉出石英楔，然后再緩慢地拉出石英楔,直到全部拉出為止直到全部拉出為止,注意觀注意觀察出現的紅帶數目，如出現察出現的紅帶數目，如出現n n次紅帶，則其干涉色為次紅帶，則其干涉色為n+1n+1級。級。最高干涉色級序的測定最高干涉色級序的測定2.2.石英楔測定法石英楔測

46、定法4590(1)(2)(3)用石英楔測定干涉色級序示意圖用石英楔測定干涉色級序示意圖最大雙折射率值測定最大雙折射率值測定根據根據 R=dR=d,雙折射率雙折射率=R/d=R/d，因此，因此，只要測定出礦物的最高干涉色級序和礦片厚只要測定出礦物的最高干涉色級序和礦片厚度，即可以求出雙折射率度，即可以求出雙折射率值的大小。值的大小。1.1.光程差光程差R R的測定（就是干涉色級序的測定）的測定（就是干涉色級序的測定）2.2.薄片厚度的測定（一般為薄片厚度的測定（一般為0.03mm0.03mm）3.3.代入公式進行計算或查干涉色色譜表即可代入公式進行計算或查干涉色色譜表即可.應用應用3：消光類型及

47、消光角的測定消光類型及消光角的測定1.1.消光類型的含義消光類型的含義:指礦片處于消光位時指礦片處于消光位時,礦片的解理縫礦片的解理縫,雙晶縫雙晶縫,或晶體的輪廓或晶體的輪廓(它它們與結晶軸有一定的關系們與結晶軸有一定的關系)等與目鏡十字絲等與目鏡十字絲(代表上代表上/下偏光的振下偏光的振動方向動方向)的相互關系的相互關系.2.2.消光類型的劃分消光類型的劃分:(1).(1).平行消光平行消光:礦片處于消光位時礦片處于消光位時,其解理縫其解理縫,雙晶縫或晶棱等雙晶縫或晶棱等與目鏡十字絲之一平行與目鏡十字絲之一平行.(2).(2).對稱消光對稱消光:礦片處于消光位時礦片處于消光位時,它的兩組解理

48、縫它的兩組解理縫,兩個晶兩個晶面跡線或兩組雙晶縫夾角的角平分線與目鏡十字絲平行面跡線或兩組雙晶縫夾角的角平分線與目鏡十字絲平行.(3).(3).斜消光斜消光:礦片處于消光位時礦片處于消光位時,其解理縫其解理縫,雙晶縫或晶棱等雙晶縫或晶棱等與目鏡十字絲斜交與目鏡十字絲斜交.應用應用4：平行消光平行消光對稱消光對稱消光斜消光斜消光 消光類型消光類型各種消光類型示意圖各種消光類型示意圖消光角及其測定方法消光角及其測定方法1.1.消光角的表示方法消光角的表示方法消光角消光角:一般以結晶軸與光率體橢圓半徑之間的一般以結晶軸與光率體橢圓半徑之間的夾角表示夾角表示.對單斜晶系而言對單斜晶系而言,包含包含Ng

49、,NpNg,Np軸和軸和a,ca,c結晶軸結晶軸的光軸面大多與的光軸面大多與(010)(010)面平行面平行,因此通?？梢栽谝虼送ǔ？梢栽?010)(010)面上測定光率體主軸與結晶軸之間的夾角面上測定光率體主軸與結晶軸之間的夾角.例如例如,單斜輝石或普通角閃石即在單斜輝石或普通角閃石即在(010)(010)上上測定其消光角測定其消光角(cNg).(cNg).該切面特點是干涉色最高該切面特點是干涉色最高2.2.角閃石消光角的測定方法角閃石消光角的測定方法1 1 選擇合適的定向切面選擇合適的定向切面 與光軸面平行的與光軸面平行的(010)(010)面的特征面的特征:有一組解理有一組解理 (代表代

50、表c c軸方軸方向向););多色性最明顯多色性最明顯;干涉色最高干涉色最高;錐光下具閃圖錐光下具閃圖.2.2.將礦片置于視域中心將礦片置于視域中心,旋轉載物臺至消光位旋轉載物臺至消光位.3.3.測定光率體橢圓半徑名稱測定光率體橢圓半徑名稱,即確定即確定NgNg的方向的方向.4.4.測定解理縫和測定解理縫和NgNg的夾角的夾角,即即cNg.(cNg.(見下圖示見下圖示).).Ng縱絲（縱絲（1）解理縫解理縫縱絲（縱絲（2）消光位消光位a45b1c1dc2定軸名定軸名45b2單斜輝石或角閃石消光角的測定步驟示意圖單斜輝石或角閃石消光角的測定步驟示意圖延性符號及其測定延性符號及其測定v 延性符號含義

51、延性符號含義:指一向延長的針柱狀礦物的延長方指一向延長的針柱狀礦物的延長方向與其光率體橢圓長短半徑的關系向與其光率體橢圓長短半徑的關系.v 延性符號描述延性符號描述:如果礦物的延長方向和長半徑平行如果礦物的延長方向和長半徑平行或兩者交角小于或兩者交角小于45450 0,則稱正延性則稱正延性;如果礦物的延長方如果礦物的延長方向和短半徑平行或兩者交角小于向和短半徑平行或兩者交角小于45450 0,則稱負延性則稱負延性.v延性符號測定延性符號測定:對于斜消光的礦物對于斜消光的礦物,只要測出消光只要測出消光角的大小角的大小,即知其延性符號即知其延性符號.對于平行消光的礦物對于平行消光的礦物,延性延性符

52、號的測定方法見下圖符號的測定方法見下圖.注意注意:有時延性正負不分有時延性正負不分.例如礦物的延長方向平例如礦物的延長方向平行行NmNm軸軸;礦物的延長方向與長短半徑的交角為礦物的延長方向與長短半徑的交角為45450 0.應用應用5：A 消光位消光位B 正延性正延性C 負延性負延性 干涉色干涉色 升高升高 干涉色干涉色 降低降低晶體延性符號測定步驟示意圖晶體延性符號測定步驟示意圖雙晶的觀察雙晶的觀察雙晶雙晶:指同一晶體是由兩個或多個單體連生在一起指同一晶體是由兩個或多個單體連生在一起,由于單由于單體之間光性方位不同體之間光性方位不同,在正交偏光鏡間呈現單體消光位不同在正交偏光鏡間呈現單體消光位

53、不同的現象的現象.(一一).).雙晶的表現形式雙晶的表現形式不同單體的光性方位不同不同單體的光性方位不同,因此在正交偏光鏡間表現為相鄰因此在正交偏光鏡間表現為相鄰兩單體不同時消光兩單體不同時消光,呈現一明一暗的現象呈現一明一暗的現象.雙晶面雙晶面:雙晶兩單體的結合面稱為雙晶面雙晶兩單體的結合面稱為雙晶面;雙晶縫雙晶縫:雙晶結合面與薄片平面的交線稱雙晶縫雙晶結合面與薄片平面的交線稱雙晶縫,當雙晶結當雙晶結合面與薄片平面法線一致時合面與薄片平面法線一致時,雙晶逢最細最清楚雙晶逢最細最清楚;在在0 00 0或或45450 0位置位置:當雙晶結合面與薄片平面法線一致時當雙晶結合面與薄片平面法線一致時,

54、不顯雙晶不顯雙晶.應用應用6：(二二).).雙晶的種類雙晶的種類1.1.簡單雙晶簡單雙晶:僅由兩個雙晶單體組成僅由兩個雙晶單體組成.如正長石的卡式雙晶如正長石的卡式雙晶,黑云母、輝石的簡單雙晶等黑云母、輝石的簡單雙晶等。2.2.復式雙晶復式雙晶:由兩個以上的雙晶單體組成由兩個以上的雙晶單體組成.(1)(1)聚片雙晶聚片雙晶:雙晶結合面彼此平行雙晶結合面彼此平行,在正交偏光鏡間呈聚片在正交偏光鏡間呈聚片狀狀.奇數與偶數兩組雙晶單體輪換消光奇數與偶數兩組雙晶單體輪換消光.例如例如,斜長石的鈉長石雙晶斜長石的鈉長石雙晶.(2)(2)聯合雙晶聯合雙晶:雙晶結合面彼此不平行雙晶結合面彼此不平行,按雙晶單

55、體的數目不按雙晶單體的數目不同同,可分為三連晶可分為三連晶/四連晶四連晶/六連晶六連晶.(3)(3)復合雙晶復合雙晶:兩種以上不同雙晶律的雙晶類型同時存在時稱兩種以上不同雙晶律的雙晶類型同時存在時稱復合雙晶，斜長石中卡鈉復合雙晶，微斜長石的格子雙晶。復合雙晶，斜長石中卡鈉復合雙晶，微斜長石的格子雙晶。(3)(3)特殊雙晶特殊雙晶:微斜長石的格子雙晶微斜長石的格子雙晶.鉀長石的巴溫諾雙晶（）鉀長石的巴溫諾雙晶（）黑云母的簡單雙晶（）黑云母的簡單雙晶（）微斜長石的格子狀雙晶的微斜長石的格子狀雙晶的具格子狀雙晶的微斜長石，雙晶面上有一組解理具格子狀雙晶的微斜長石，雙晶面上有一組解理特殊雙晶特殊雙晶:微斜長石格子狀雙晶微斜長石格子狀雙晶,4,4(+)(+)微斜條紋長石微斜條紋長石4 4（）（）拉長石卡鈉聯合雙晶（4）斜長石聚片雙晶（）斜長石聚片雙晶（）聯合雙晶聯合雙晶:堇青石堇青石(六連晶六連晶),4),4(+)(+)