晶體光學(xué)與光性礦物學(xué)實(shí)習(xí)指導(dǎo)

1、晶體光學(xué)與光性礦物學(xué)實(shí)習(xí)指導(dǎo) 一 偏光顯微鏡的使用及礦物顆粒大小、含量的測(cè)定 （一）偏光顯微鏡的使用與調(diào)節(jié)1 熟悉偏光顯微鏡的構(gòu)造、裝置、使用和維護(hù)保養(yǎng)方法 2 調(diào)節(jié)照明（對(duì)光）（1）裝上低倍或中倍物鏡，打開(kāi)鎖光圈，輕輕推出上偏光鏡、勃氏鏡及聚光鏡（2）轉(zhuǎn)動(dòng)反光鏡至視域最亮為止。如果總是對(duì)不亮，可以輕輕抽出目鏡或推入勃氏鏡，然后轉(zhuǎn)動(dòng)反光鏡至視域內(nèi)看到光源為止。此時(shí)加上目鏡或推出勃氏鏡，視域必然最亮。 3 調(diào)節(jié)焦距（準(zhǔn)焦）（1）將一薄片置于載物臺(tái)上（注意必須使蓋玻璃朝上），用彈簧夾夾住。（2）從側(cè)旁看物鏡鏡頭，轉(zhuǎn)動(dòng)粗動(dòng)螺絲，使鏡筒下降，至物鏡到最低位置（注

2、意切勿壓碎薄片）。（3）從目鏡中觀察，同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)粗動(dòng)螺絲，使鏡筒上升，當(dāng)視域中剛剛出現(xiàn)物象時(shí)，改用微動(dòng)螺絲，使物象清晰為止。（4）換用高倍物鏡，用同法調(diào)節(jié)焦距。在調(diào)節(jié)焦距時(shí)，絕不能眼睛看著目鏡下降鏡筒，因?yàn)檫@樣很容易壓碎薄片并損壞物鏡。在調(diào)節(jié)高倍物鏡焦躁時(shí)，尤應(yīng)注意。因?yàn)楦弑段镧R的焦躁很短，鏡頭幾乎與薄片接觸，若薄片蓋玻璃朝下時(shí)，不但無(wú)法準(zhǔn)焦，而且常有壓碎薄片，割傷鏡頭的事故發(fā)生。 4 校正中心在校正中心前，必須檢查接物鏡位置是否正確，如物鏡沒(méi)有安裝在正確位置上，中心不但不能校正，而且往往容易損壞物鏡和校正螺絲。校正中心時(shí)，如發(fā)現(xiàn)螺絲旋轉(zhuǎn)費(fèi)力，或失效時(shí)，應(yīng)立即報(bào)告，請(qǐng)求指導(dǎo)，切勿強(qiáng)力扭

3、動(dòng)。校正中心的方法，參閱教材的有關(guān)部分。 5 視域直徑測(cè)量（1）測(cè)量中、低倍物鏡的視域直徑將帶刻度的透明三角板置載物臺(tái)上，準(zhǔn)焦后，觀察視域直徑為幾毫米，分別記錄數(shù)值，待日后查用。（2）高倍物鏡視域直徑的測(cè)量：此時(shí)應(yīng)借助物臺(tái)測(cè)微尺。物臺(tái)測(cè)微尺長(zhǎng)1毫米，刻有100小格的顯微尺（嵌在玻璃片上），每小格相當(dāng)于0.01毫米。測(cè)量時(shí)將物臺(tái)測(cè)微尺置載物臺(tái)上，準(zhǔn)焦后，觀察視域直徑等于微尺的幾小格。若為20格，則直徑等于20×0.010.2毫米。記錄所測(cè)結(jié)果，備日后查用。 （二）礦物顆粒大小及含量的測(cè)量1 確定目鏡微尺格值（每格代表的長(zhǎng)度）a 將物臺(tái)微尺置物臺(tái)上，準(zhǔn)焦；b 轉(zhuǎn)動(dòng)物臺(tái)

4、微尺與目鏡微尺平行，并移動(dòng)物臺(tái)微尺與目鏡微尺零點(diǎn)對(duì)齊。C 找出二尺刻線重合處，數(shù)此段各自的刻度數(shù)。d 應(yīng)用物臺(tái)微尺格數(shù)/目鏡微尺格數(shù)×0.01毫米（物臺(tái)微尺每一小格長(zhǎng)度）即可求出目鏡每一小格所代表的長(zhǎng)度。 2 測(cè)量礦物顆粒大小a 將欲測(cè)礦物置視域中心，轉(zhuǎn)動(dòng)物臺(tái)使長(zhǎng)軸方向與目鏡微尺平行；b 數(shù)目鏡微尺格數(shù)；c 以格數(shù)乘目鏡微尺格值即為長(zhǎng)度；d 欲測(cè)寬，轉(zhuǎn)物臺(tái)90度，仍以前法進(jìn)行。 3 用目測(cè)法測(cè)量礦物的含量參考教材中所列的一套“巖石薄片中礦物百分含量圖案”作比較。在比較時(shí)必須注意礦物顆粒大小不同，顆粒數(shù)目差別很大。礦物形狀不同，暗色礦物和淺色礦物的估計(jì)都有一定差異。

5、  二 顏色和多色性的觀察，解理及解理夾角的測(cè)量 1 確定下偏光鏡的振動(dòng)方向觀察許多光學(xué)現(xiàn)象，必須知道下偏光鏡的振動(dòng)方向。為此，在進(jìn)行單偏光鏡下的晶體光性研究之前，必須確定下偏光鏡振動(dòng)方向，并使之固定，不要輕易改變。（1）在一薄片中選擇一個(gè)具清晰解理的黑云母，置視域中心。（2）旋轉(zhuǎn)物臺(tái)使黑云母解理縫與東西十字絲平行。此時(shí)如果云母顏色最深，則東西十字絲方向即為下偏光鏡振動(dòng)方向。否則，則需轉(zhuǎn)動(dòng)下偏光鏡，至黑云母顏色最深為止。 2 顏色、多色性及吸收性的觀察（1）使薄片中黑云母分別置視域中心，旋轉(zhuǎn)物臺(tái)使黑云母解理縫、電氣石延長(zhǎng)方向平行下偏光鏡振動(dòng)方向，觀察顏色

6、并注意顏色濃度。（2）再旋轉(zhuǎn)物臺(tái)90度使解理縫或延長(zhǎng)方向與下偏光鏡振動(dòng)方向垂直，觀察顏色，并注意深淺變化。（3）使黑云母解理或電氣石延長(zhǎng)方向與下偏光鏡振動(dòng)方向斜交，觀察礦物顏色及其濃度，此時(shí)顏色及顏色濃度介于上述兩種情況之間。（4）將不具解理的黑云母，近于三角形的電氣石切面置視域中心，旋轉(zhuǎn)物臺(tái)，觀察顏色、濃度的變化。（5）使角閃石具一組解理，兩組解理的切片，分別置視域中心，旋轉(zhuǎn)物臺(tái)，觀察顏色濃度的變化。 3 解理的觀察及解理夾角的測(cè)量（1）觀察薄片中云母、普通角閃石、斜長(zhǎng)石、磷灰石的解理完善程度，并觀察角閃石、黑云母在不同方向切面中解理的可見(jiàn)性、組數(shù)。（2）測(cè)角閃石、透輝石的解理夾角

7、。A 選擇合適的切片，即兩組解理縫細(xì)密而清晰，升降鏡筒時(shí)解理縫不左右移動(dòng)。B 使一組解理與十字絲之一平行，記下載物臺(tái)刻度，記作A。C 旋轉(zhuǎn)物臺(tái)，使另一組解理與同一十字絲平行。再記下載物臺(tái)的刻度，如b。兩次讀數(shù)之差（a。b。）即為所測(cè)夾角。 三 突起等級(jí)及折光率高低的比較 1 礦物邊緣、糙面及突起等級(jí)的觀察A 觀察石英、云母、石榴石、透輝石、及螢石中礦物的邊緣輪廓特征、糙面，確定突起等級(jí)和突起正負(fù)。B 觀察白云石的閃突起。 2 用貝克線、色散效應(yīng)法比較礦物折光率的高低A 用貝克線法確定透輝石、石英的突起正負(fù)、相對(duì)高低，并確定突起等級(jí)。B 確定螢石的突起正負(fù)。C 觀察

8、石英、鉀長(zhǎng)石的色散效應(yīng)，折光率相對(duì)高低和突起正負(fù)，并用貝克線法加以驗(yàn)證。注意：（1）色散效應(yīng)只適用于無(wú)色透明礦物或介質(zhì)，且當(dāng)兩者折光率相差很小的情況。 （2）觀察色散效應(yīng)時(shí)，必須選擇二介質(zhì)接觸無(wú)雜質(zhì)處。（3）將所觀察兩礦物接觸部位置視域中心，并適當(dāng)縮小光圈即可 四 單偏光鏡下晶體光學(xué)性質(zhì)的系統(tǒng)觀察 進(jìn)一步熟悉掌握單偏光鏡下觀察的主要內(nèi)容：晶形、解理及解理夾角的測(cè)量、顏色及多色性、吸收性、突起、糙面邊緣、貝克線及色散效應(yīng)。逐個(gè)觀察橄欖石、輝石、黑云母、斜長(zhǎng)石，系統(tǒng)記錄它們?cè)趩纹忡R下的光性特征，并繪圖表示之。 五 消光、干涉、干涉色的觀察及干涉色級(jí)序和干涉

9、色升降判斷 1 正交偏光鏡下觀察的準(zhǔn)備(1) 檢查上、下偏光鏡振動(dòng)方向是否垂直。A 裝上中倍或低倍物鏡，調(diào)節(jié)照明使視域最亮。B 推入上偏光鏡，觀察視域中黑暗程度如何。如果不夠黑暗，說(shuō)明上、下偏光鏡振動(dòng)方向不正交，需轉(zhuǎn)動(dòng)上、下偏光鏡至視域最暗為止（注意下偏光鏡已調(diào)整至與東西十字絲平行，不宜再動(dòng)。上偏光鏡偏光片可轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)，并使二者正交）。 (2)檢查目鏡十字絲是否與上、下偏光鏡振動(dòng)方向一致由于已使下偏光鏡振動(dòng)方向與東西十字絲平行，并使上、下偏光鏡振動(dòng)方向正交，南北十字絲應(yīng)與上偏光鏡振動(dòng)方向平行，否則十字絲不正交，應(yīng)予維修。A 在薄片中找一個(gè)具有清晰解理的黑云母，置視域中心。旋轉(zhuǎn)

10、物臺(tái)使解理縫與南北十字絲平行（黑云母解理縫平行東西十字絲時(shí)吸收性最強(qiáng)，不易觀察）此時(shí)最亮。B 推入上偏光鏡，如果黑云母變至最暗，說(shuō)明上、下偏光鏡振動(dòng)方向已正交。C 推入上偏光鏡后，如果黑云母未達(dá)到最暗，說(shuō)明十字絲與上下偏光鏡振動(dòng)方向不平行，此時(shí)應(yīng)旋轉(zhuǎn)物臺(tái)使黑云母最暗，然后再轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡使十字絲與黑云母解理平行。 2 消光與干涉現(xiàn)象的觀察A 觀察螢石或石榴石的全消光現(xiàn)象。B 觀察非均質(zhì)礦物任意方向切片（除垂直光軸外）的四次消光、四次明亮現(xiàn)象。將非均質(zhì)礦物任意方向切片置視域中心，推入上偏光鏡，旋轉(zhuǎn)物臺(tái)360度，有四次黑暗，四次明亮現(xiàn)象。但每次黑暗并非驟然變暗，而是由亮逐漸變暗直到消光，此時(shí)即

11、為消光位。由消光位轉(zhuǎn)45度時(shí)最亮，所見(jiàn)干涉色最鮮艷和最亮。 3 準(zhǔn)確消光位的確定非均質(zhì)礦物的任意方向的切片，消光時(shí)的位置是消光位。此時(shí)無(wú)光通過(guò)上偏光鏡而視線呈現(xiàn)黑暗。如何準(zhǔn)確確定是否達(dá)到消光位至關(guān)重要，其方法如下：A 置礦物切片于視域中心。B 旋轉(zhuǎn)物臺(tái)使之消光，即達(dá)最暗位置。C 插入石膏板，如果礦片呈現(xiàn)石膏一級(jí)紅干涉色，即達(dá)消光位，否則要稍轉(zhuǎn)物臺(tái)，至礦片是一級(jí)紅方可。 4 干涉色的觀察(1)分別觀察云母試板（R1/4）、石膏試板（R1）的干涉色。 (2)觀察石英楔的干涉色級(jí)序。A 裝好正交偏光鏡。B 從試板孔緩緩插入石英楔（從薄到厚），從鏡中可以看到視域中一至三級(jí)

12、干涉色連續(xù)出現(xiàn)。其次序與干涉色色譜表的相同，有的甚至可看到四級(jí)干涉色。觀察時(shí)注意多級(jí)干涉色的特征。 (3)觀察白云石的高級(jí)白干涉色。高級(jí)白干涉色往往是混合的灰白色，并帶珍珠色彩，但要確定為高級(jí)白干涉色應(yīng)作如下操作。A 置白云石于視域中心，推入上偏光鏡。B 旋轉(zhuǎn)物臺(tái)使其消光，再轉(zhuǎn)物臺(tái)45度觀察干涉色特征。C 插入云母板或石膏板，干涉色無(wú)明顯變化，此即為高級(jí)白，否則為一級(jí)白。 (4)觀察綠泥石，綠簾石的異常干涉色。 5 判斷干涉色級(jí)序(1)直觀法和色圈法根據(jù)各級(jí)的特征，多次觀察對(duì)比，積累經(jīng)驗(yàn)，可以直接觀察、判斷干涉色的級(jí)序。一級(jí)以上干涉色的礦片，其邊緣往往可見(jiàn)到細(xì)圈干

13、涉色色圈，紅圈圈數(shù)加1，即為礦片本身的干涉色級(jí)序。用直觀法判斷石英和白云石的最高干涉色；用色圈法判斷橄欖石的最高干涉色。 (2)借助試板判斷干涉色級(jí)序1)用石膏板和云母板判斷，其步驟如下：A 將該切片轉(zhuǎn)至消光位。B 由消光位轉(zhuǎn)物臺(tái)45度，至干涉色最亮。C 插入試板觀察干涉色變化。D 向相反方向轉(zhuǎn)物臺(tái)90度（即由消光位轉(zhuǎn)45度），觀察干涉色特征。如用石膏板時(shí)出現(xiàn)黃或灰，用云母板時(shí)出現(xiàn)橙紅或灰白，則該黃為一級(jí)黃。 2)用石英楔判斷干涉色級(jí)序A 在薄片中選干涉色最高的切片置視域中心，旋轉(zhuǎn)物臺(tái)使之消光，再轉(zhuǎn)物臺(tái)45度，觀察切片的干涉色。B 從試板孔緩緩插入石英楔，如果干涉色逐漸降低

14、，直到礦物切片呈現(xiàn)黑暗或出現(xiàn)黑帶為止（如果干涉色逐漸升高，旋轉(zhuǎn)物臺(tái)90度，再插入石英楔）。C 緩緩抽出石英楔，干涉色由低逐漸升高，注意有幾次紅色出現(xiàn)，紅色數(shù)加1即為該片干涉色級(jí)序。 6 判斷干涉色級(jí)序升降干涉色的升高與降低，是以色譜表的順序?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)確定的，干涉色向色譜表右方移動(dòng)是升高，向左方移動(dòng)是降低。 (1)借助石膏板判斷干涉色升降石膏板R575毫米，呈一級(jí)紅干涉色，通常用于判斷一級(jí)干涉色的升降，它升降一個(gè)級(jí)序。A 將石英切片置視域中心，旋轉(zhuǎn)物臺(tái)使之消光，再轉(zhuǎn)45度，呈一級(jí)灰白干涉色。B 插入石膏板，觀察干涉色的變化（注意此時(shí)判斷干涉色升降應(yīng)以石膏板的干涉色為準(zhǔn)）。若由一級(jí)

15、紅變?yōu)槎?jí)蘭，則干涉色升高；若由一級(jí)紅變?yōu)橐患?jí)灰白或一級(jí)黃（對(duì)礦物來(lái)說(shuō)升高了），則干涉色降低。 (2)借助云母板判斷透輝石干涉色的升降。云母板R147毫微米，呈一級(jí)灰白干涉色，使用它可使干涉色升降一個(gè)色序，其使用方法與石膏板相同，通常用于一級(jí)以上干涉色升降的判斷。 (3)借助石英楔判斷透輝石干涉色的升降。A 將具較高干涉色的透輝石切片（有干涉色圈者）置視域中心。旋轉(zhuǎn)物臺(tái)使之消光，再轉(zhuǎn)45度觀察干涉色。B 向試板孔緩緩插入石英楔，觀察干涉色的連續(xù)變化。C 按色譜表順序確定干涉色升降。D 一般應(yīng)根據(jù)干涉色圈的移動(dòng)情況來(lái)判斷，當(dāng)插入石英楔時(shí)，色圈向外移動(dòng)是升高，向內(nèi)移動(dòng)是降低。&

16、#160;六 雙折率的測(cè)量和光率體軸名的測(cè)定 1 雙折射率的測(cè)量1)測(cè)薄片厚度由公式Rd（N1N2）知雙折射率（N1N2）Rd，可見(jiàn)由薄片厚度（d）和光程差（R）即可求出雙折射率。巖石薄片應(yīng)磨制0.027mm厚，但一般達(dá)不到要求。為精確測(cè)量雙折射率應(yīng)首先測(cè)量薄片厚度，方法是：A 在薄片中找已知礦物具最高干涉色的切片，得N1N2；B 確定干涉色級(jí)序，得光程差；C 由公式N1N2Rd，得d。已知石英的最大雙折射差NeNo0.009，根據(jù)薄片中石英的最高干涉色求出薄片的厚度。 2)測(cè)雙折射率雙折射率是非均質(zhì)礦物的重要光學(xué)常數(shù)。但只有最大雙折射率才具鑒定意義。所以測(cè)礦物雙折率必須在

17、平行光軸（一軸晶）和平行光軸面（二軸晶）切面上進(jìn)行。定向切面應(yīng)通過(guò)錐光觀察尋找，一般只需找具最高干涉色切面即可。A 用石英楔測(cè)橄欖石的雙折射率。B 找最高干涉色切面，確定其干涉色級(jí)序；C 假定薄片厚度為0.027mm；D 查干涉色色譜表，得雙折射率。 2 光率體軸位置和名稱的確定用試板確定透輝石不同方向切面（具一組解理的切片和具兩組解理的切片）光率體軸位置和名稱。(1)將選定切片置視域中心，轉(zhuǎn)物臺(tái)使之消光，此時(shí)十字絲方向即為光率體軸的位置。(2)由消光位轉(zhuǎn)45度（順時(shí)針、逆時(shí)針?lè)较蚓桑?3)插入試板，觀察干涉色升降。由光程差迭加原理，判斷光率體軸名稱。 七 消光類型、消

18、光角及延長(zhǎng)符號(hào)的測(cè)定 1 觀察磷灰石、角閃石、電氣石、白云母不同方向切面的消光類型。 2 測(cè)量磷灰石、電氣石、白云母的延長(zhǎng)符號(hào)。A 將欲測(cè)礦物切片置視域中央，轉(zhuǎn)動(dòng)物臺(tái)使之消光。B 由消光位轉(zhuǎn)物臺(tái)45度，呈最亮干涉色。C 插入試板，根據(jù)干涉色升降確定光率體軸名稱。即得延長(zhǎng)符號(hào)。 3 測(cè)普通角閃石、透輝石的消光角，確定其延長(zhǎng)符號(hào)。A 選最高干涉色切面，置視域中心。B 轉(zhuǎn)物臺(tái)使解理平行南北十字絲，記下物臺(tái)讀數(shù)。C 轉(zhuǎn)物臺(tái)使之消光，并達(dá)準(zhǔn)確消光位，記下物臺(tái)讀數(shù)。D 兩次讀數(shù)之差即為夾角。E 由消光位轉(zhuǎn)物臺(tái)45度，至最亮干涉色；然后插入試板，根據(jù)干涉色升降確定光率體軸名稱。

19、F 寫出消光角（注意表示消光角必須有三要素，一是礦物結(jié)晶學(xué)方向，如結(jié)晶軸，雙晶面，解理縫等；二是光率體軸名稱；三是二者之間夾角）。 八 一軸晶干涉圖及光性測(cè)定 1 錐光鏡下觀察的操作程序：A 用中倍或低倍物鏡在薄片中找好欲研究的礦物切片，移到視域中心（如為單礦物定向切片可省略此步）B 把聚光鏡升到最高位置。C 換用高倍物鏡，并小心準(zhǔn)焦（注意：要特別小心，切勿壓碎薄片，割傷鏡頭?。?。D 認(rèn)真地校正中心。E 推入上偏光鏡及勃氏鏡，即可看到干涉圖。 注意：A 射入反光鏡的光線，如中途有障礙物，則在視域中有黑影出現(xiàn)，影響干涉圖的觀察，必須轉(zhuǎn)動(dòng)反光鏡，把障礙物排除。B 錐光