偏光顯微鏡下透明礦物的鑒定

文檔從互聯(lián)網(wǎng)中收集，已重新修正排版，word格式支持編輯，如有幫助歡迎下載支持。偏光顯微鏡下透明礦物的鑒定偏光顯微鏡下透明礦物的鑒定2010年12月31日巖石磨成厚約0.03mm的薄片，置于偏光顯微鏡下觀察，我們可以發(fā)現(xiàn)有的礦物是透明的（絕大多數(shù)硅酸鹽、碳酸鹽礦物和部分氧化物），有的礦物是不透明的（金屬硫化物及部分氧化物）。鑒定不透明礦物需要反光顯微鏡，將在本書的下篇介紹，這里只介紹透明礦物在偏光顯微鏡下的鑒定方法。偏光顯微鏡下鑒定礦物，分為單偏光、正交偏光、聚斂光下觀察三個(gè)步驟，其原理在晶體光學(xué)中有詳盡的論述，這里只介紹和巖石薄片觀察描述有關(guān)的部分，而形成這些光性特征的光學(xué)原理就不詳細(xì)說明。單偏光鏡下觀察1晶形晶形對(duì)識(shí)別典型的表現(xiàn)有良好晶面的礦物很有用。如石榴子石在薄片中常為自形的六邊形，白榴石常呈八邊形，磷灰石橫斷面常為六邊形而縱斷面為柱狀，榍石常為菱形，白云石常為信封狀，電氣石橫斷面呈弧狀三角形而縱斷面為柱狀，鋯石常常呈四方柱狀或兩端為錐形的長(zhǎng)柱狀。需要注意的是，由于薄片切面的隨機(jī)性，上述礦物的斜切面也可以表現(xiàn)為其他的形狀，如石榴石和白榴石還可以出現(xiàn)正方形、長(zhǎng)方形甚至三角形的晶形，磷灰石也可以表現(xiàn)為正方形或長(zhǎng)方形晶形。lword格式支持編輯，如有幫助歡迎下載支持。文檔從互聯(lián)網(wǎng)中收集，已重新修正排版，word格式支持編輯，如有幫助歡迎下載支持。2解理和裂理某些解理特征明顯的礦物，能根據(jù)其解理很快確定，如云母具有一組細(xì)密、平直而不間斷的解理，角閃石的兩組解理以56度相交，輝石、紅柱石、方柱石的兩組解理近于正交。但與解理斜交的切面上所表現(xiàn)的角度要比其最大交角要小。具兩組解理的礦物，在其縱斷面上只表現(xiàn)一組解理，如角閃石、輝石在薄片中經(jīng)常只出現(xiàn)一組解理。由于切面的限制，具有三6組以上解理的礦物在薄片上常常只顯示一組或兩組解理，甚至表現(xiàn)出沒有解理。如方解石和白云石有三組解理，但在薄片中一般只能看到兩組。裂理和解理很相似，但它們的成因不同，薄片中的特征也有所不同。解理往往是沿著礦物晶體中面網(wǎng)間化學(xué)鍵力最弱的方向產(chǎn)生，而裂理面一般是沿雙晶結(jié)合面或某種細(xì)微包裹體的夾層而產(chǎn)生；在形態(tài)上，裂理的寬度也明顯比解理大，而且大多數(shù)情況也沒有解理平直。如橄欖石解理不發(fā)育，但裂理常見，是一個(gè)鑒定特征。3顆粒形態(tài)和交生關(guān)系某些礦物雖然沒有完整的晶形，但其顆粒形態(tài)有某種特征，可以做為識(shí)別的一種標(biāo)記。如蛇紋石常為纖維狀和網(wǎng)脈纖維狀，藍(lán)晶石和硅灰石常呈板片狀，云母、綠泥石、滑石、粘土礦物也多呈板狀或葉片狀產(chǎn)出。礦物的交生關(guān)系有利于快速鑒定交生在一起的礦物。顯微文象和蠕蟲狀交生分別是石英和鉀長(zhǎng)石以及石英和斜長(zhǎng)石交生的信號(hào)。4顏色和多色性、吸收性2word格式支持編輯，如有幫助歡迎下載支持。文檔從互聯(lián)網(wǎng)中收集，已重新修正排版，word格式支持編輯，如有幫助歡迎下載支持。薄片中礦物的顏色是礦物對(duì)透射光波選擇吸收的結(jié)果。許多在手標(biāo)本上明顯有色的礦物，在薄片中卻是無色的或接近無色。如透輝石、普通輝石、鎂橄欖石和貴橄欖石、透閃石。一些礦物有特征的顏色，如黑云母、普通角閃石、電氣石、綠泥石、紅簾石，可以做為鑒定的標(biāo)志之一；另一些礦物只顯示較淡的顏色，如紫蘇輝石、紅柱石、綠簾石。應(yīng)該注意的是，某些礦物的淺色調(diào)并不是該礦物的固有顏色，而是切片中的無射礦物當(dāng)其折射率明顯低于加拿大樹膠時(shí)，所表現(xiàn)的約具粉色的淺淡顏色，而折射率相對(duì)較高的礦物可以顯示出灰或暗灰黑色。旋轉(zhuǎn)物臺(tái)，有的礦物的顏色發(fā)生改變，此稱為多色性；顏色的深淺發(fā)生改變，稱為吸收性。這是由于非均質(zhì)礦物（除垂直光軸以外的切面）的光學(xué)性質(zhì)隨方向而異，對(duì)各色光的選擇吸收及吸收強(qiáng)度都隨方向而異。其中，一軸晶礦物有二個(gè)主要顏色，如黑電氣石（綠-藍(lán)），金紅石（黃-暗紅褐）；二軸晶礦物有三個(gè)主要顏色，如黑云母（暗褐-暗紅褐-淺黃），普通角閃石（暗綠-綠-淺黃綠），藍(lán)閃石（深天藍(lán)-藍(lán)-淺黃綠），紫蘇輝石（淡綠-淡黃-淡紅），十字石（金黃-淡黃-無色），礦物的多色性如果明顯，是鑒定的重要依據(jù)。5貝克線、突起和糙面薄片中兩個(gè)折射率不同的物質(zhì)的接觸處，可以看到有一道暗邊，稱為礦物的邊緣，在邊緣附近還可以看到一條較明亮的細(xì)線，稱為貝克線；各種不同的礦物表面顯得高低不同，甚至3word格式支持編輯，如有幫助歡迎下載支持。文檔從互聯(lián)網(wǎng)中收集，已重新修正排版，word格式支持編輯，如有幫助歡迎下載支持。有的礦物好象凹下去一樣，此稱為礦物的突起；有的礦物表面顯得較為光滑，而有的礦物則表面粗糙如粗糙的皮革（鯊革），此稱為礦物的糙面。貝克線是由于相鄰兩物質(zhì)折射率不同，光線在其接觸面上發(fā)生折射、反射作用而產(chǎn)生的。提升鏡筒，貝克線向折射率大的物質(zhì)移動(dòng)；下降鏡筒，貝克線向折射率小的物質(zhì)移動(dòng)。有時(shí)貝克線不很明顯，這時(shí)縮小光圈或使觀察的礦物稍稍偏離焦點(diǎn)，會(huì)使貝克線較為清楚的顯示7出來，貝克線在具有鍥形或透鏡狀的顆粒邊緣表現(xiàn)最為清楚。使用浸油法測(cè)礦物的折射率，根據(jù)的就是貝克線的原理。突起與糙面都是由于礦物與覆蓋于其上的加拿大樹膠的折射率的不同而引起的。礦物與加拿大樹膠的差值越大，突起就顯得越高，糙面也越明顯，礦物的邊緣也越粗。所謂正突起與負(fù)突起，是指礦物的折射率大于加拿大樹膠時(shí)為正，小于加拿大樹膠時(shí)為負(fù)。負(fù)突起的礦物看起來象是凹下去，具體的測(cè)定需要借助貝克線，找到該礦物的顆粒與加拿大樹膠的接觸處，如果提升鏡筒，貝克線向加拿大樹膠移動(dòng)，則該礦物是負(fù)突起。負(fù)突起的礦物一般微帶粉色調(diào)。觀察突起有時(shí)候需要部分關(guān)閉臺(tái)下的光闌使光圈縮小使其更為清晰。旋轉(zhuǎn)物臺(tái)，礦物的突起和糙面發(fā)生明顯改變的現(xiàn)象稱為閃突起，如碳酸鹽礦物。貝克線、突起、糙面、礦物的邊緣，都是礦物折射率相對(duì)大小的反映。由于折射率是礦4word格式支持編輯，如有幫助歡迎下載支持。文檔從互聯(lián)網(wǎng)中收集，已重新修正排版，word格式支持編輯，如有幫助歡迎下載支持。物最主要的光學(xué)常數(shù)，因此這些光學(xué)特征是鑒定礦物的主要依據(jù)之一。如榍石、鋯石、金紅石可以以其具有正極高突起與其他礦物區(qū)別開來，然后根據(jù)另外一二個(gè)光性特征就可以很快將其鑒定；螢石以負(fù)高突起區(qū)別于其他光性特征類似的礦物；簾石類礦物都為高正突起，是鑒定的主要依據(jù)之一。（一）正交偏光下的觀察1消光礦物在正交偏光下變黑暗的現(xiàn)象，稱為消光。均質(zhì)礦物和非均質(zhì)礦物垂直光軸的切面，無論怎么轉(zhuǎn)動(dòng)物臺(tái)，在正交鏡下總是消光的，稱為全消光。非均質(zhì)礦物除垂直光軸外的其他切面，旋轉(zhuǎn)物臺(tái)一周，會(huì)有四次變暗，即有四次消光，這四個(gè)位置稱為該礦物的消光位。消光位是礦物的一個(gè)鑒定特征。當(dāng)?shù)V物處在消光位時(shí)，如果其解理縫、雙晶縫、晶形或晶面與目鏡十字絲之一平行，稱為平行消光；如果二者斜交，則稱為斜消光，其交角為消光角；如果目鏡十字絲為兩組解理或兩個(gè)晶面夾角的平分線，稱為對(duì)稱消光。一軸晶礦物，大多數(shù)切面為平行消光和對(duì)稱消光；二軸晶礦物中，斜方晶系礦物大部分切面是平行消光和對(duì)稱消光，少數(shù)可見斜消光，而且消光角一般都較??；單斜晶系礦物，各種消光類型都有，但以斜消光常見；三斜晶系礦物，絕大多數(shù)則是斜消光。礦物斜消光時(shí)，可以測(cè)其消光角，做為一個(gè)鑒定參考要素，一般選擇干涉色最高的切面，此時(shí)切面平行于光5word格式支持編輯，如有幫助歡迎下載支持。文檔從互聯(lián)網(wǎng)中收集，已重新修正排版，word格式支持編輯，如有幫助歡迎下載支持。軸面。如輝石最高干涉色的切面，如果是平行消光，則為斜方輝石，如果是斜消光，則為單斜輝石。單斜輝石和單斜角閃石，如果切面上只能見到一組解理，可以選擇最大干涉色切面觀察，角閃石消光角一般不超過30o,而輝石消光角一般在30o-45o,可以做為它們的一個(gè)鑒另IJ特征。2、干涉色非均質(zhì)礦物除垂直光軸外的其他切面，不在消光位時(shí)，則發(fā)生干涉作用，顯示的顏色，稱為干涉色。來自下偏光鏡的平面偏光被非均質(zhì)礦物分解成兩條振動(dòng)方向相互垂直、速度不同的光線，它們進(jìn)入上偏光鏡后繼續(xù)發(fā)生分解，在平行于上偏光方向上的分量就會(huì)發(fā)生干涉，8從而產(chǎn)生干涉色。將石英楔插入正交偏光鏡間的試板孔內(nèi)，慢慢推入，干涉色會(huì)出現(xiàn)有規(guī)律的變化，可以據(jù)此將干涉色劃分為四到五個(gè)級(jí)序。絕大多數(shù)礦物的干涉色都可以相應(yīng)從中找到。熟悉干涉色的級(jí)序，對(duì)于鑒定礦物有重要意義。干涉色級(jí)序的高低，取決于礦物切面上的雙折射率的大小。只有在平行光軸面時(shí)，礦物的雙折射率才最大，此時(shí)呈現(xiàn)的干涉色級(jí)序最高，對(duì)于礦物才有鑒定意義。某些礦物，在正常的厚度薄片中顯示出與同舊綢緞般的白色干涉色，且插入石膏或云母試板無變化，其干涉色稱為高級(jí)白。如方解石、白云石、榍石等。有些礦物（雙折射率低，干涉色接近一級(jí)灰）在某些切面的干涉色，在石英楔系列中找6word格式支持編輯，如有幫助歡迎下載支持。文檔從互聯(lián)網(wǎng)中收集，已重新修正排版，word格式支持編輯，如有幫助歡迎下載支持。不到，稱為異常干涉色。如綠泥石、黝簾石、黃長(zhǎng)石和符山石的某些變種，呈現(xiàn)一種深藍(lán)色（柏林藍(lán)或超藍(lán)色），或者銹褐色的異常干涉色。如果薄片中礦物本身的顏色較顯著，可以遮蔽具低一級(jí)干涉色或高級(jí)淺色的干涉色，需要仔細(xì)分辨清楚。精確測(cè)定薄片中礦物干涉色的級(jí)序，需要找出該礦物最高干涉色的顆粒，用石英楔或貝瑞克消色器來測(cè)試。隨著經(jīng)驗(yàn)的積累，一般的觀察者都可以直接區(qū)分一、二、三級(jí)干涉色。2正延性和負(fù)延性長(zhǎng)條狀礦物或解理發(fā)育完好的礦物，可以測(cè)試其是正延性還是負(fù)延性，做為鑒定的一個(gè)特征。當(dāng)?shù)V物的延長(zhǎng)方向與其光率體橢圓切面長(zhǎng)半徑平行或夾角小于45o時(shí)，稱為正延性；而當(dāng)延長(zhǎng)方向與光率體橢圓切面短半徑平行或夾角小于45o時(shí)，稱為負(fù)延性。測(cè)試的方法，將礦物從消光位轉(zhuǎn)動(dòng)物臺(tái)45。，插入試板，觀察礦物的干涉色是升高還是降低，確定礦物光率體橢圓半徑名稱，再根據(jù)礦物的延長(zhǎng)方向是平行于長(zhǎng)半徑還是短半徑，或消光角的性質(zhì)，來判斷其延性。有的礦物延性既可顯示為正也可顯示為負(fù)，其消光角是在45o左右搖擺，或者是其延長(zhǎng)方向于Nm半徑平行。當(dāng)其他光學(xué)性質(zhì)相似時(shí)，延性是鑒別礦物的一個(gè)有效特征。如紅柱石與斜方輝石尤其是紫蘇輝石很相似，但紅柱石是負(fù)延性，紫蘇輝石是正延性；夕線石以其正延性可以區(qū)別于磷灰石和紅柱石。7word格式支持編輯，如有幫助歡迎下載支持。文檔從互聯(lián)網(wǎng)中收集，已重新修正排版，word格式支持編輯，如有幫助歡迎下載支持。3雙晶有的礦物的雙晶在單偏光下就可以觀察到，但大部分礦物的雙晶在正交偏光下才表現(xiàn)的明顯，此時(shí)其相鄰兩個(gè)單體由于不同時(shí)消光，呈現(xiàn)一明一暗的現(xiàn)象，轉(zhuǎn)動(dòng)物臺(tái)，這種此明彼暗的現(xiàn)象非常明顯。雙晶對(duì)于鑒定某些礦物有重要意義。如微斜長(zhǎng)石（格子雙晶）、斜長(zhǎng)石（聚片雙晶）、正長(zhǎng)石（卡式雙晶）、堇青石（六連晶）、金紅石（肘狀雙晶）、十字石（十字形雙晶），而方解石和白云石可以根據(jù)其聚片雙晶和菱形解理的相交關(guān)系進(jìn)行區(qū)別。當(dāng)兩種礦物其他光學(xué)特征相近時(shí)，有無雙晶有時(shí)候可以快速鑒別它們，而雙晶的形態(tài)對(duì)于鑒定長(zhǎng)石類別有9特別重要的作用。（二）錐光鏡下的觀察礦物晶體的軸性（一軸晶還是二軸晶）、光性符號(hào)（正光性負(fù)光性）、光軸角（二軸晶2V）、晶體切面方位，是其重要的光學(xué)性質(zhì)，這些在單偏光和正交偏光下都無法鑒定。既然使用直射光不行（單偏光和正交偏光下的入射光彼此近似平行），人們想到了使入射光傾斜來進(jìn)行觀察，錐光鏡就是根據(jù)這種設(shè)想設(shè)計(jì)的。在下偏光鏡之上、載物臺(tái)之上，加上一個(gè)聚光鏡，使透出下偏光鏡的平行偏光變成錐形偏光，換上高倍物鏡，推入勃氏鏡或去掉目鏡，上偏光鏡繼續(xù)保留，這樣構(gòu)成一個(gè)完整的錐光系統(tǒng)。射入礦片的錐光束，除中央一條光波垂直入射外，其余光波都是傾斜射入，而且越8word格式支持編輯，如有幫助歡迎下載支持。文檔從互聯(lián)網(wǎng)中收集，已重新修正排版，word格式支持編輯，如有幫助歡迎下載支持。往外傾斜角度越大，不同方向的入射光同時(shí)通過礦片，到達(dá)上偏光鏡后發(fā)生的消光和干涉應(yīng)不相同，在鏡下呈現(xiàn)特殊的干涉圖，根據(jù)這種干涉圖可以測(cè)出礦物的一些有用的光學(xué)性質(zhì)。1一軸晶礦物的干涉圖一軸晶礦物的任何切面都會(huì)產(chǎn)生某一種干涉圖，可以分為垂直光軸、斜交光軸、平行光軸三種類型。其中以垂直或接近垂直光軸的切面的干涉圖易于觀察。垂直光軸的切面，在正交偏光下無論怎么旋轉(zhuǎn)物臺(tái)都呈黑色或接近黑色，在錐光鏡下，其干涉圖由一個(gè)黑十字與同心圓干涉色色圈組成，黑十字的臂與上下偏光振動(dòng)方向平行，插入試板，根據(jù)四個(gè)扇面（象限）中干涉色的升降變化，就能確定Ne（Ne'）與No的相對(duì)大小，從而確定礦物的光性符號(hào)。在斜交光軸的切面中，黑十字的中心不在視域中心，旋轉(zhuǎn)物臺(tái)，黑十字及干涉圖圍繞視域中心旋轉(zhuǎn)，當(dāng)黑十字偏離中心過多，視域中只見到黑十字的一條臂，但是黑十字的中心仍然可以通過觀察臂的移動(dòng)推斷。知道了黑十字中心的位置，根據(jù)四個(gè)象限里試板插入以后干涉色的升降，就可以同樣測(cè)出礦物的光性符號(hào)。平行光軸的切面，當(dāng)光軸與上下偏光振動(dòng)方向之一平行時(shí)，為一粗大模糊的黑十字，稍稍轉(zhuǎn)動(dòng)物臺(tái)，黑十字從中心分裂，并沿光軸方向迅速退出視域。光軸即為Ne方向，插入試板即可測(cè)出光性符號(hào)。根據(jù)一軸晶干涉圖的特點(diǎn)，亦可以反過來判斷其軸性和切面方向。9word格式支持編輯，如有幫助歡迎下載支持。文檔從互聯(lián)網(wǎng)中收集，已重新修正排版，word格式支持編輯，如有幫助歡迎下載支持。2二軸晶礦物的干涉圖二軸晶礦物的干涉圖比一軸晶要復(fù)雜得多，可有五種類型的干涉圖，即垂直銳角等分線切面、垂直一個(gè)光軸切面、斜交光軸（與銳角等分線也斜交）、垂直鈍角等分線切面、平行光軸面切面的干涉圖。其中，以垂直銳角等分線切面干涉圖最有代表性，垂直一個(gè)光軸的干涉圖對(duì)于測(cè)定礦物光性也很簡(jiǎn)捷，而以斜交光軸同時(shí)斜交銳角等分線的干涉圖最為常見，下面只介紹這三種類型的干涉圖，以及如何運(yùn)用它們測(cè)定二軸晶礦物的光性符號(hào)。10垂直銳角等分線的切面，處于消光位時(shí)（光軸面與上下偏光振動(dòng)方向之一平行），干涉圖由一個(gè)黑十字及8字形干涉色色圈組成，黑十字位于視閾中心，8字形干涉色色圈以兩個(gè)光軸出露點(diǎn)為中心，其干涉色級(jí)序向外逐漸升高。轉(zhuǎn)動(dòng)物臺(tái)，黑十字從中心分成兩個(gè)彎曲的黑帶，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)物臺(tái)45o時(shí)，兩個(gè)彎曲黑帶頂點(diǎn)之間的距離最遠(yuǎn)，它們代表兩個(gè)光軸的出露點(diǎn)，其距離與光軸角大小成正比。在彎曲黑帶頂點(diǎn)內(nèi)外，，與光軸面跡線一致的光率體橢圓切面的長(zhǎng)短半徑正好相反，此時(shí)插入試板，如果兩個(gè)彎曲黑帶頂點(diǎn)之間干涉色升高，而彎曲黑帶凹方干涉色降低，則為正光性礦物；如果情況相反，則為負(fù)光性礦物。垂直一個(gè)光軸切