第三章单偏光镜下的晶体光学性质

1、第三章第三章 单偏光镜下单偏光镜下的晶体光学性质的晶体光学性质第一节第一节 单偏光镜的装置及特点单偏光镜的装置及特点单偏光镜下的研究，就是只使用下单偏光镜下的研究，就是只使用下偏光镜来观察、测定矿片的光学性质。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，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通过下偏光镜后，变成振动方向平行下偏光镜振动方向偏光镜振动方向PP的偏光（图的偏光（图34A）。）。载物台上非均质矿片的光率体椭圆载物台上非均质矿片的光率体椭圆长短半径与长短半径与PP之间有两种几何关系：之间有两种几何关系：1、矿片的光率体椭圆长短半径之、矿片的

2、光率体椭圆长短半径之一与一与PP平行（图平行（图34B）。）。2、矿片的光率体椭圆长短半径与、矿片的光率体椭圆长短半径与PP斜交（图斜交（图34C）。）。单偏光镜下观察、测定的内容有：单偏光镜下观察、测定的内容有：外表特征：外表特征：形态、解理等形态、解理等；与光波吸收有关：与光波吸收有关：颜色、多色性和吸收颜色、多色性和吸收；与矿物折射率值大小有关：与矿物折射率值大小有关：突起、糙面、突起、糙面、边缘、贝克线及色散效应边缘、贝克线及色散效应等。等。岩石薄片中的矿物都是呈集合体，常见岩石薄片中的矿物都是呈集合体，常见的有以下几种（图的有以下几种（图37）：）：等粒状，如石英；等粒状，如石英；针

3、状，如金红石、夕线石；针状，如金红石、夕线石；板条状，如蓝晶石；板条状，如蓝晶石；柱状，如角闪石、辉石；柱状，如角闪石、辉石；板状，如重晶石、石膏；板状，如重晶石、石膏；纤维状，如石棉、纤维蛇纹石；纤维状，如石棉、纤维蛇纹石；片状，如云母、绿泥石；片状，如云母、绿泥石；放射状，如某些电气石、葡萄石晶体放射状，如某些电气石、葡萄石晶体呈放射状排列；呈放射状排列；球粒状，如某些玉髓晶体呈球粒状；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；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文象状，如石英与钾长石呈文象交生体；体；雏晶状，如某些火山玻璃中出现的各雏晶状，如某些火山

4、玻璃中出现的各种式样的雏晶。种式样的雏晶。在岩石薄片中，要确定矿物形态，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，论，必须多观察，仔细地分析、比较，并结合标本上矿物的形态，才能作出切并结合标本上矿物的形态，才能作出切合实际的判断。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，其解理方向、完全许多矿物都具有解理。不同的矿物，其解理方向、完全程度、组数及解理夹角均有差异，所以解理是鉴

5、别矿物的程度、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。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：根据解理的完全程度，可将其划分为以下三级：1 1、极完全解理：解理缝细、密、长，往往贯穿整个晶、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（体，如云母类矿物的解理（图图38A38A）。）。2 2、完全解理：解理缝较稀，不完全连贯，如角闪石类、完全解

6、理：解理缝较稀，不完全连贯，如角闪石类、辉石类及长石类矿物的解理（辉石类及长石类矿物的解理（图图38B38B）。）。3 3、不完全解理：解理缝断断续续，有时仅见解理痕迹，、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。如橄榄石的解理。解理缝可见临界角解理缝可见临界角解理缝的宽度、清楚程度，除与解理缝的宽度、清楚程度，除与矿物解理的完善程度有关外，还与切矿物解理的完善程度有关外，还与切片方向密切相关。片方向密切相关。当解理面与岩石薄片平面的法线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一致时（即解理面垂直岩石薄片平面），解理缝最细，最清楚（图面），解理缝最细，最清

7、楚（图39）。）。这时，若使解理缝平行目镜十字丝竖这时，若使解理缝平行目镜十字丝竖丝，稍微升降镜筒，解理缝不向左右丝，稍微升降镜筒，解理缝不向左右移动。移动。当解理面与薄片平面的法线成当解理面与薄片平面的法线成a夹角时（图夹角时（图39），解理缝变宽（大于），解理缝变宽（大于真正的宽度）。此时，稍微升降镜筒，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。则解理缝逐渐变宽，且愈来愈不清楚。当当a角增至一定限度时，解理缝就角增至一定限度时，解理缝就看不见了，这个夹角角称为看不见了，这个夹角角称为，其大小与矿物和加拿大树，其大小与矿物和加拿大树胶的折射率差值有关，差值愈大，解胶

8、的折射率差值有关，差值愈大，解理缝可见临界角也愈大。因而解理缝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。胶折射率的差值有关。 BN洛多契尼科夫的矿物解理缝可见临界角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边缘，其粗细与黑暗程度，取决于两种物质折射

9、率的差值大小，差值愈，其粗细与黑暗程度，取决于两种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。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。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。时，贝克线仍清楚。如用单色光灵敏度可达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。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

10、界线置于视域中心，适当缩小光圈，观察贝克线时，把物质的接触界线置于视域中心，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。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，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，这条亮线称为其移动方向与贝克线相反，这条亮线称为假贝克线假贝克线（false beckefalse becke

11、 line line）。）。它是由于两种物质接触面上光的反射或内反射作用形成的。当入射光它是由于两种物质接触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。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响，在两种折射率相差不大的无色矿物的界线

12、附近，有时贝克线发生了变化，变成有色的细条带。在化，变成有色的细条带。在折射率较低折射率较低的一边，出现的一边，出现橙黄色细线；橙黄色细线；在在折射折射率较高率较高的矿物一边出现的矿物一边出现浅蓝色细线。浅蓝色细线。这种现象称为这种现象称为洛多契尼科夫色散效应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。色散效应时，适当缩小光圈，可以使色散效应显得更清楚。二、矿物的糙面二、矿物的糙面糙面糙面 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在

13、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，某些矿物表面显得较为粗糙而呈麻点状，好象粗糙皮革一样，较为光滑，某些矿物表面显得较为粗糙而呈麻点状，好象粗糙皮革一样，这种现象称为这种现象称为糙面糙面。糙面产生的主要原因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（图46）

14、，而显得明暗程度不相同，给人以粗糙的感觉。），而显得明暗程度不相同，给人以粗糙的感觉。显然，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显然，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。光程度愈差，其糙面愈明显。NnNnN=n三、矿物的突起三、矿物的突起 突起等级突起等级折射率折射率糙面及边缘等特征糙面及边缘等特征实例实例负高突起负高突起1.78糙面显著，边缘很宽糙面显著，边缘很宽榍石榍石 石榴石石榴石加拿大树胶的折射率等于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起，小于，大于加拿大树胶折射率的矿物属正突起，小于加拿大树胶折射率的矿物属负突起。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触时