巖相學(xué)基礎(chǔ)第二章第二節(jié)

巖相學(xué)基礎(chǔ)第二章第二節(jié)第一頁，共四十四頁，2022年，8月28日west(left)east(right)south(front)north(back)Black!!(“extinct”)第二頁，共四十四頁，2022年，8月28日2.正交偏光下晶體的主要光學(xué)性質(zhì)（1）消光現(xiàn)象（2）干涉現(xiàn)象（3）干涉色、干涉色級序（4）消光類型、消光角的測定、（5）非均質(zhì)體上軸名的測定（6）雙折射率測定（7）延性符號的測定（8）雙晶觀察第三頁，共四十四頁，2022年，8月28日3.消光現(xiàn)象消光現(xiàn)象：正交偏光鏡間，放置礦片后，呈黑暗的現(xiàn)象稱消光現(xiàn)象。（1）全消光在正交偏光鏡間放置均質(zhì)體礦物的任意切片和非均質(zhì)體垂直光軸的切片，在旋轉(zhuǎn)物臺360過程中，消光現(xiàn)象不變，稱之為全消光。第四頁，共四十四頁，2022年，8月28日（2）四次消光正交偏光鏡間放置非均質(zhì)體其它方向的切片，旋轉(zhuǎn)物臺360的過程中，則出現(xiàn)四次消光現(xiàn)象，稱之為四次消光。消光位：礦片產(chǎn)生四次消光的位置，稱為消光位?？纱_定晶體切片橢圓半徑位置第五頁，共四十四頁，2022年，8月28日全消光非均質(zhì)體垂直光軸的切片均質(zhì)體非晶質(zhì)體：如玻璃等。立方晶系：如石榴石、尖晶石。一軸晶：如石英。二軸晶：如橄欖石。非均質(zhì)體正交偏光下晶質(zhì)體非均質(zhì)體其它方向的切片四次明暗交替第六頁，共四十四頁，2022年，8月28日4正交偏光鏡下，光的干涉（1）原理來自光源的光透出下偏光鏡后成為沿PP方向的偏光；它射入晶體薄片后，因雙折射而分解為沿Ng’和Np’的兩個光波，并在經(jīng)過薄片的過程中產(chǎn)生一個光程差；Ng’和Np’在透出薄片后到達(dá)上偏光鏡前光程差保持不變；Ng’和Np’進(jìn)入上偏光鏡發(fā)生分解；透出上偏光鏡的光波發(fā)生干涉。第七頁，共四十四頁，2022年，8月28日

透出上偏光鏡的光波滿足干涉條件：傳播方向相同振動頻率相同在同一振動面上有固定的相差第八頁，共四十四頁，2022年，8月28日

（2）現(xiàn)象總結(jié)①全消光對于均質(zhì)體的切面或非質(zhì)體垂直光軸的切面，光垂直入射時不發(fā)生雙折射，即

Ng’-Np’=0,則

A+≡0。旋轉(zhuǎn)物臺360，視域始終保持全黑。稱這種現(xiàn)象為全消光。第九頁，共四十四頁，2022年，8月28日②單色光入射時的干涉抵消當(dāng)光程差為入射波長的整數(shù)倍或半波長的偶數(shù)倍時，則則A+≡0。這時視域全黑。這是發(fā)生干涉的光大小相等、方向相反而抵消的結(jié)果，如圖（a)。③單色光入射時的干涉加強當(dāng)光程差為半波長的奇數(shù)倍時，則，A+達(dá)到最大值。這時視域最亮。這是發(fā)生干涉的光大小等、方向相同而加強的結(jié)果，如圖（b)。（a)（b)第十頁，共四十四頁，2022年，8月28日④四次消光和四次干涉加強當(dāng)晶體切面內(nèi)的光波振動方向與上、下偏光鏡的振動方向平行時，視域全黑。稱這種現(xiàn)象為消光。轉(zhuǎn)動物臺360，消光出現(xiàn)四次，即當(dāng)α=0、90、180、270時，sin2α=0,A+=0。當(dāng)晶體切面內(nèi)的光波振動方向與上、下偏光鏡的振動方向成45時，視域最亮。稱這種現(xiàn)象為干涉加強。轉(zhuǎn)動物臺360，視域最亮的位置出現(xiàn)四次，即當(dāng)α=45

、135

、225

、315時，sin2α=1，四次干涉加強。⑤在最通常情況下，干涉亮度介于全黑與最亮之間。第十一頁，共四十四頁，2022年，8月28日二干涉色1單色光的干涉亮度和條帶寬度由光程差公式R=d(Ng’-Np’)可知：光程差R隨著晶體的雙折射率和薄片厚度變化；對于確定的晶體的確定的切面，雙折射率是確定的，光程差只隨薄片厚度變化。當(dāng)R=2nλ/2時，光互相抵消，視域呈現(xiàn)黑帶；當(dāng)R=(2n+1)λ/2時，光加強呈現(xiàn)單色光的亮帶（最亮）；當(dāng)R介于前兩者之間時，明亮程度介于全黑與最亮之間。明暗相間的條帶間的距離是由入射光的波長決定的。紅光的波長長，條帶間的距離大；紫光的波長短，條帶間的距離小。如圖是石英楔的明暗相間的條帶。

第十二頁，共四十四頁，2022年，8月28日正交偏光下石英楔子的干涉情況第十三頁，共四十四頁，2022年，8月28日

2白光的干涉色

干涉色產(chǎn)生的原因：白光由七種色光組成，任何一個光程差既不可能是所有色光半波長的偶數(shù)倍，也不可能是所有色光的半波長的奇數(shù)倍。一定的光程差只可能相當(dāng)于或接近于一部分色光的半波長的偶數(shù)倍，使這部分光消失或減弱；同時又相當(dāng)于或接近另一部分色光的半波長的奇數(shù)倍，使這部分光加強。所有未消失的各色光混合起來構(gòu)成了與該光程差相應(yīng)的特殊混合色，稱為白光的干涉色。白光的干涉色是由光程差決定的，α角只影響干涉色的亮度。白光的干涉色不是礦物的顏色。第十四頁，共四十四頁，2022年，8月28日第十五頁，共四十四頁，2022年，8月28日白光的干涉色第十六頁，共四十四頁，2022年，8月28日正交偏光系統(tǒng)下不同波長的單色光透過石英楔子產(chǎn)生干涉所構(gòu)成的明暗條帶第十七頁，共四十四頁，2022年，8月28日3干涉色級序及其特征干涉色級序是對白光而言的。隨著光程差的連續(xù)變化出現(xiàn)的一系列有規(guī)律變化的干涉色序，稱為干涉色級序。光程差越大的地方干涉色級序越高。在干涉色級序中，顏色之間連續(xù)過渡，沒有明顯的界限。干涉色越高，界限越不明顯。第十八頁，共四十四頁，2022年，8月28日通常將干涉色級序劃分為四級分級R(nm)色序特點一級0～560黑-灰白-黃-橙-紫紅。一級白色（200nm）無藍(lán)、綠色二級560～1120藍(lán)-綠-黃-紅顏色鮮艷，界限較清楚三級1120～1680藍(lán)綠-綠-黃-紅顏色不鮮艷，界限不清楚四級1680～2240灰藍(lán)一淺綠一淺橙-高級白

高級白色第十九頁，共四十四頁，2022年，8月28日干涉色級序的高低最終取決于晶體的雙折射率和薄片厚度。在薄片厚度一定的情況下，不同晶體的不同切面或同一晶體的不同切面的干涉色不同。鑒定晶體時，測定最高干涉色才有意義：一軸晶選平行光軸的切面。二軸晶選平行光軸面的切面。第二十頁，共四十四頁，2022年，8月28日4干涉色色譜表干涉色色譜表根據(jù)R=d(Ng’-Np’)制成。

已知R、d、(Ng’-Np’)三者中的兩者，可以求得第三者。第二十一頁，共四十四頁，2022年，8月28日三補色法則和補色器1補色法則兩個非均質(zhì)體任意方向切面（除垂直光軸）的晶體薄片在45°位重疊，光通過這兩個薄片時光程差的增減引起干涉色升降的規(guī)律稱為補色法則。設(shè)兩薄片的光率體橢圓半徑分別為Ng’和Np’、Ng’’和Np’’，光程差分別為R1和R2，光通過兩薄片的總光程差為R。當(dāng)兩薄片的同名軸平行時，即Ng’∥Ng’’、

Np’∥Np’’，光通過兩薄片，R=R1+R2，干涉色色序升高。當(dāng)兩薄片的異名軸平行時，即Ng’∥Np’’、

Np’∥Ng’’，光通過兩薄片，R=R2-R1，干涉色色序降低。第二十二頁，共四十四頁，2022年，8月28日2補色器補色器就是已知光率體橢圓半徑軸名的晶體切片。第二十三頁，共四十四頁，2022年，8月28日第二十四頁，共四十四頁，2022年，8月28日貝瑞克補色器沿垂直光軸方向的方解石切片晶片可隨旋鈕轉(zhuǎn)動-厚度和雙折射率隨之改變連續(xù)可調(diào)補色器-呈現(xiàn)1-4級干涉色價格昂貴，但可精確調(diào)整光程差第二十五頁，共四十四頁，2022年，8月28日

常用的補色器有以下幾種：補色器

光程差（nm）

干涉色

適用范圍

補色特點

石膏試板

560

一級紫紅

晶體的光程差小于試板的光程差

試板的干涉色變化

云母試板147一級灰白一級、二級、三級干涉色的晶體晶體的干涉色跳躍一個色序石英楔

0～2240連續(xù)變化晶體的干涉色較高第二十六頁，共四十四頁，2022年，8月28日(a)石膏試板產(chǎn)生560nm的光程差，一級紫紅干涉色，升降一個級序。主要適用于鑒定一級黃以下干涉色干涉色。不適合鑒定干涉色高的晶體

第二十七頁，共四十四頁，2022年，8月28日(b)云母試板產(chǎn)生147nm的光程差，一級灰白干涉色，為黃色光波長的四分之一，升降一個色序，云母試板適用于鑒定一、二、三級干涉色，不適于鑒定四級以上干涉色。(c)石英楔產(chǎn)生一至四級干涉色，光程差0-2240nm，適用于鑒定一切干涉色第二十八頁，共四十四頁，2022年，8月28日四補色法則和補色器的應(yīng)用

1測定非均質(zhì)體切面上光率體的軸名。方法和步驟如下：①將要測定的晶體薄片放在視域中心，旋轉(zhuǎn)物臺至消光位，此時晶體切片上光率體的兩軸分別與上下偏光鏡的振動方向即目鏡十字絲的方向一致,如圖a。②再旋轉(zhuǎn)物臺45°，此時晶體最亮，晶體切面上光率體兩軸與上下偏光鏡成45°角，如圖b。（a)（b)第二十九頁，共四十四頁，2022年，8月28日③插入適當(dāng)?shù)脑嚢?，根?jù)干涉色的升降判斷軸名。例如：晶體的干涉色為一級白色，則選用石膏試板。插入試板，如干涉色變?yōu)辄S色，色序降低說明晶體與試板是異名軸平行，如圖c。插入試板，如干涉色變?yōu)槎夵S綠色，色序升高說明晶體與試板是同名軸平行，如圖d。（c)（d)第三十頁，共四十四頁，2022年，8月28日2測定干涉色級序方法有以下幾種：邊緣色帶法許多晶體碎屑的邊緣成楔形，其厚度自邊緣向中部逐漸增大，干涉色自邊緣向中部逐漸升高形成等色環(huán)。如圖，如色環(huán)中出現(xiàn)n個紅色圈，則晶體中部的干涉色就為n+1級。例如：某晶體碎屑的主要干涉色為藍(lán)色，在邊緣可見到兩個紅色圈，則晶體的干涉色為三級藍(lán)色。這種方法適用于邊緣比較整齊，厚度增加比較均勻，邊緣色帶從一級灰白開始的晶體。第三十一頁，共四十四頁，2022年，8月28日石英楔測定干涉色級序首先將要測定的晶體薄片放在視域中心，旋轉(zhuǎn)物臺至消光位，此時晶體切片上光率體的兩軸分別與上下偏光鏡的振動方向即目鏡十字絲的方向一致,再旋轉(zhuǎn)物臺45°，此時晶體最亮，晶體切面上光率體兩軸與上下偏光鏡成45°角。緩慢插入石英楔，觀察晶體干涉色的變化情況。如果隨著石英楔的插入，晶體的干涉色逐漸升高，必須旋轉(zhuǎn)物臺90°，使兩者異名軸平行。再插入石英楔，則干涉色逐漸降低，直至出現(xiàn)黑帶。在此位置時，晶體的光程差恰好全部被石英楔的光程差補償，即R1=R2。將薄片拿掉，石英楔的干涉色就是晶體的干涉色；抽出石英楔，計算抽出時紅帶的數(shù)目，紅帶數(shù)目加一，就是晶體的干涉色的級數(shù)。例如：完全補償時，石英楔的干涉色為綠色，抽出時紅帶數(shù)為二，則晶體的干涉色為三級綠。

第三十二頁，共四十四頁，2022年，8月28日3測定雙折射率是指測定最大雙折射率，所以應(yīng)在干涉色最高的切面上進(jìn)行。首先通過測定最高干涉色求得光程差R；然后估計薄片厚度d；最后根據(jù)光程差公式

R=d(Ng’-Np’)計算出雙折射率。由于該法求得的光程差在20nm～40nm之間變化，計算出的雙折射率也有一些誤差。

第三十三頁，共四十四頁，2022年，8月28日4測定消光角（1)消光的類型根據(jù)晶體消光時解理縫、雙晶縫、晶棱與光率體主軸的關(guān)系（表現(xiàn)為與目鏡十字絲的關(guān)系）將消光劃分為以下三種類型：①平行消光，②對稱消光，③斜消光，如圖：礦物的消光類別取決于光性方位和切片方向。不同晶系的礦物所具有的消光類型，大致有一定的規(guī)律。第三十四頁，共四十四頁，2022年，8月28日①平行消光：礦物消光時，解理縫、輪廓線與目鏡十字絲平行。②對稱消光：礦物消光時，目鏡十字絲是晶體兩組解理縫或兩組晶面跡線夾角的平分線。③斜消光：礦物消光時，解理縫、晶體輪廓線等與目鏡十字絲斜交。（a)（b)（c)第三十五頁，共四十四頁，2022年，8月28日

各種晶體的消光類型如表：晶體光性方位消光類型三方、四方、六方晶系c軸與光率體主軸（光軸）平行平行消光、對稱消光斜方晶系三個結(jié)晶軸分別與三個光率體主軸平行平行消光、對稱消光、斜消光單斜晶系B軸與三個光率體主軸之一平行a、c軸分別與另兩個光率體主軸斜交斜消光三斜晶系三個結(jié)晶軸與三個光率體主軸斜交斜消光第三十六頁，共四十四頁，2022年，8月28日(2)消光角消光角實質(zhì)上是解理縫、雙晶縫、晶棱與切面上光率體主軸的夾角。消光角隨切面方位變化，所以測定消光角是指測定最大消光角，應(yīng)在定向切面上進(jìn)行。各種晶體通常選擇的定向切面如表。晶體定向切面三方、四方、六方、斜方晶系斜消光切面不多見，一般不測消光角單斜晶系光軸面三斜晶系特殊的斜消光切面第三十七頁，共四十四頁，2022年，8月28日測定消光角的步驟：①選擇合適的定向切面；②將欲測的晶體置于視域中心，使其解理縫、雙晶縫、晶棱與目鏡十字絲平行，記下物臺的刻度；③旋轉(zhuǎn)物臺使晶體處于消光位，此時十字絲表示光率體橢圓主軸的方向，再記下物臺的刻度，兩個刻度之差即為消光角。（a)（b)第三十八頁，共四十四頁，2022年，8月28日延性分兩種：正延性：延長方向與Ng平行或與Ng的夾角小于45°；負(fù)延性：延長方向與Np平行或與Np的夾角小于45°。

5測定延性符號許多晶體的形態(tài)沿某一方向延長，通常此方向與某個結(jié)晶軸平行或近于平行，與該晶軸平行的切面呈延長的形態(tài)，稱為延性。

長條狀礦物的延長方向和光率體橢圓半徑之間關(guān)系稱為延性符號。延性符號是某些長條狀礦物的鑒定特征。（b)第三十九頁，共四十四頁，2022年，8月28日測定延性的方法如下：①將欲測的晶體置于視域中心；②在單偏光下使切面的長邊平行于十字絲縱絲；③推入上偏光鏡，如果切面消光，說明