晶体光学和岩石学1复习思考题.doc

晶体光学复习思考题1、 光性均质体与光性非均质体？ 高级晶族（等轴晶系）矿物及非晶质物质的光学性质各个方向相同，称为光性均质体（各项同性介质），如石榴子石，萤石，火山玻璃，加拿大树胶等。 中级晶族和低级晶族的矿物，其光学性质随方向而异，称为光性非均质体（各项异性介质），如石英，角闪石等。2、 一轴晶、二轴晶、光轴？双折率（N）？ 把试验中光波沿非晶质体入射时不发生双折射，基本不改变入射光波的振动特点和振动方向的特殊方向称为光轴。中级晶族晶体只有一个光轴方向，称为一轴晶；低级晶族有两个光轴方向，称为二轴晶。 双折率：光波射入非均质体矿物中，除特殊方向外（垂直光轴），都要发生双折射而分解成互相垂直、传播速度不同以及相应折射率不等的两种偏光，两种偏光之差就为双折率。P5.3、 光率体？ 光率体是表示光波在晶体中传播时，光波的振动方向和相应折射率之间关系的光学立体图形（光性指示体）。 具体做法是：假设自晶体的中心起，沿光波在晶体中的振动方向按比例截取相应的折射率值，每一个振动方向都可作出一个假设，把各个线段的端点连接起来便构成该晶体的光率体。P7.4、 如何判断一轴晶、二轴晶光性符号的正、负？ 一轴晶光率体是一个旋转的椭球体，其中长旋转椭球体旋转轴为长轴，其NeNo，凡具有这种特点的光率体称为一轴晶正光率体，相应的矿物称为一轴晶正光性矿物。反之则称之为负光性光率体。5、 何谓光轴面（Ap）？、光轴角（2V）？Bxa？、Bxo？ 在二轴晶光率体中，包括两个光轴的面称光轴面，以符号AP表示。两个光轴的夹角称为光轴角，以符号2V表示。两个光轴之间锐角的平分线称锐角等分线，以符号Bxa表示，类推钝角等分线以Bxo表示。6、光性方位？ 光率体主轴和晶体结晶轴之间的关系称为光性方位，也可以说就是光率体在晶体中的位置。7、 绘出一轴晶、二轴晶正光性光率体的主要切面，并注明每一个切面的半径名称。P10，P14.8、 当入射光波为偏光，而且其振动方向平行于垂直入射光的光率体椭圆切面半径之一时，光波进入晶体后的情况如何（发生双折射？发生单折射？），如果入射偏光的振动方向与光率体椭圆切面半径斜交，光波进入晶体的情况如何（发生双折射？发生单折射？） 光波进入矿片后不改变原来的振动方向。P33； 光波进入矿片后，发生双折射，分解形成两种偏光，其振动方向分别平行矿片上光率体椭圆切面长短半径的方向。P339、 某矿物的光性方位如图，请据图说明该矿物在镜下（单偏光、正交偏光和锥光下）的主要光学性质。该矿物的Ng=1.78，Nm=1.683，Np=1.647。 其光学性质描述如下： 单偏光下：长条状，一组解理，横切面两组解理；边缘线，糙面比较明显，正中-正高突起；有闪突起现象，如果是有色矿物，则有多色性。 正交偏光下：纵切面（Z轴）斜消光，横切面（两组解理）对称消光。最大双折率为Ng-Np=0.133.这说明矿片较0.03mm薄而且该矿物干涉色会较高。 锥光镜下：二轴晶正负性 比较Ng-NmNm-Np的大小。 光轴角tan VNg Ne （2） 二轴晶矿物：例：普通角闪石 多色性公式：Ng=深绿色，Nm=绿色，Np=浅黄绿色 吸收性公式：NgNmNp正吸收)，NpNmNg（反吸收） 11、 糙面？ 矿片表面光滑程度不同的现象称为糙面。 糙面产生的原因主要是矿片表面具有一些显微状的凹凸不平，而覆盖在矿片上的加拿大树胶的折射率又与矿片折射率不同之故。P42.12、正、负突起的判别标志是什么？ 判别标志：贝克线的移动方向或折射率色散现象 下降物台，若贝壳线向矿物内移动则为正突起，向树胶移动则为负突起。13、闪突起？产生的原因？对于一轴晶和二轴晶体矿物来说，哪种方向的切面上闪突起最明显？ 在单偏光镜下转动物台，非晶质体矿物的突起等级（矿物边缘、糙面的明显程度）会发生显著的改变，这种现象称为闪突起。 产生的原因：矿物突起等级的高低取决于矿物折射率和加拿大树胶折射率的差值的大小，非晶质矿物的折射率会随光波在晶体中的振动方向不同而有所改变。所以当矿物双折射率很大，而且其中有一个折射率与加拿大树胶相近，或者一个方向为正突起而另一个方向为负突起时出现明显的闪突起。 平行光轴或光轴面的切面闪突起最明显。垂直光轴的切面不具闪突起，其他切面的介于两者之间。14、消光？干涉色？干涉色产生的原因？干涉色的高低与什么因素有关？对于一轴晶和二轴晶体矿物来说，哪种方向的切面上干涉色最高？ 矿片在正交偏光下变黑暗的现象称之为消光。 原因：不同程度加强的单色光波混合起来，构成与光程差相应的混合颜色，这种颜色是由白光通过正交偏光镜下的非晶质体矿片后经干涉作用形成的，故称为干涉色。 干涉色：正交偏光镜下用白光观察时，非均质体矿片呈现的各种颜色。 干涉色高低与矿物的性质、矿物的切片方向和矿片厚度有关。 平行光轴或者平行光轴面的定向切面干涉色最高。15、补色法则？ 两个非晶质体除了垂直光轴以外的任意方向切面在正交偏光镜下45o位置时，光波通过两个矿片后总光程差的增减法称为补色法则。16、两束偏光相互干涉必须具备哪三个条件？ 透过上偏光镜的两种偏光K1和K2相互干涉必须具备：（1） ：由同一偏光束经过两次分解（透过矿片和上偏光镜）而成，其频率相同；（2） 两者之间有固定的光程差（由原来继承的光程差）；（3） 两者在同一平面内（平行AA）振动。17、消光有哪三种类型？特点如何？ 对于非晶质体除垂直光轴以外的任意方向切面，根据矿片消光位时矿片的解理缝、双晶缝及晶面痕迹等与目镜十字丝（目镜十字丝代表矿片上光率体椭圆半径的方向）之间的关系将消光分为平行消光、对称消光和斜消光。 其中对称消光特点是矿片消光位时目镜十字丝是两组解理或两个晶面迹线的平分线，如角闪石垂直两组解理切面就为对称消光。其余的类推。P51.18、 拜-弗定律？ 拜阿特-弗伦捏尔（Biot-Fresnel）定律是指任意方向射入二轴晶矿片的光波，其法线与两个光轴构成斜交的两个平面，两者夹角的两个平分面迹线就是该垂直光波的光率体椭圆切面长短半径方向。P86。（任意一点的光率体轴名方向为：这一点与两个光轴出露点连线的角平分线方向和与之垂直的方向 ）岩浆岩部分1、 岩石的概念？ 岩石（rock）通常是天然产出的具有稳定外形的矿物集合体，是构成地球上层（地壳和地幔）的主要物质，在地壳中成一定的产状。 它是地壳发展过程中的自然历史产物，是构成地壳的主要独立组分，它可以由一种或几种造岩矿物或天然玻璃所组成，是具有稳定外形的固态集合体。 （师）2、 岩石学的概念？ 岩石学（petrology）是研究岩石的物质成分、结构、构造、成因、共生组合、分布规律及其与成矿关系的一门独立的学科，是地质学的一个重要分支。 研究在地壳上和上地幔上部产出的岩石分布、产状、结构、构造、分类命名、相关矿产、成因演化等方面的一门学科，是地质学的一门分支学科。 （师）3、 岩石学的研究任务？ 岩石学根据重点的不同又分为（1）岩类学（描述岩石学-descriptive pertrology或者岩相学-petrography）主要研究岩石的物质成分，结构，构造，分类，命名等方面的内容以及产状，伴生关系和分布规律等（2）岩理学（成因岩石学-petrogenesis）研究岩石成因，探讨岩石的形成条件、形成过程等，是在大量的岩类学观察资料的基础上，结合物理、化学、地球物理和地球化学、实验岩石学等综合分析，阐明或探讨有关岩石成因问题。 （师）根据内容重点：（1）岩类学：岩石的分类与命名（2）实验岩石学：以高温高压和测试技术为基础，对岩浆作用和变质作用的过程进行模拟和测试（3）成因岩石学：岩石的形成条件、成因机制（4）化学岩石学：岩石的化学组成目前岩石学：（1）岩浆岩石学：岩浆岩的组成，共生矿物组合、产状、分布以及相关矿产（2）沉积岩石学：岩石物质来源、搬运方式、沉积、成岩过程（3）变质岩石学：岩石物质组成、分布成因。原岩恢复4、 岩石学研究的方法？ 野外：岩体产状、岩相、岩性带的划分，原生构造、同化、分异作用、接触关系，接触变质带、时代先后顺序、活动次数等。 室内：岩矿鉴定、化学成分分析、岩石形成的模拟实验等。5、 岩浆、岩浆岩的概念？ 在地壳深部或地幔经部分熔融形成的一种炽（chi）热的、粘稠的熔融体成为岩浆（magma)。一般为硅酸盐熔融体，少数为碳酸盐熔融体。 岩浆岩（magmatic rocks）：指高温熔融的岩浆在地表或喷出地表后冷凝而成的岩石，又称为火成岩（igneous rocks）。多数是结晶的，少数为玻璃质。 （师）岩浆：产于地球深处富含挥发份的变温粘稠的硅酸盐熔融体。 岩浆岩：岩浆在地下，地表冷凝后而形成的岩石挥发份极少或无。6、 岩浆的成分、物理性质？岩浆成分：一般为硅酸盐熔融体，少数为碳酸盐熔融体。物理性质：可以含有若干悬浮的晶体或岩石碎屑，并溶解一定量的挥发组分，后者再过饱和的情况下可呈气相存在。因此，岩浆的基本特征：有一定的化学组分、高温和能够流动。（师）岩浆成分：（1） 主：硅酸盐（2） 次：挥发份（H2O:60-90%、H2S、CO、CO2、SO2、HCl、HF）（3） 微：金属硫化物、氧化物物理性质：（1） 温度：700oC-1200 oC之间基性岩浆：1025-1225 oC 中：900-1000oC 酸：735-890oC（2） 粘度：与温度、压力、挥发份含量，SiO2含量有关 与SiO2含量和压力成正比，与温度成反比（3） 密度：2.2-3.1g/cm3,与成分、温度、压力有关 基性岩浆酸性岩浆，与压力成正比，与温度成反7、 岩浆岩中常见的造岩矿物？ 常见矿物20多种，但作为岩石的主要矿物只有10余种：石英，钾长石，斜长石，似长石（白榴石、霞石），橄榄石，辉石，角闪石，黑云母，白云母等，这些矿物可以归为7个族，即橄榄石族，辉石族，角闪石族，云母族，长石族，似长石族和石英族。7、岩浆岩中常见的造岩矿物？常见矿物20多种，但作为岩石的主要矿物只有10余种：石英、斜长石、碱性长石、橄榄石、辉石、角闪石、黑云母、白云母、磁铁矿、钛铁矿、磷灰石、榍石（师，这些都属于造岩矿物）8、 斑状结构、似斑状结构？ 斑状结构（porphyritic texture）组成岩石的颗粒可区分为大小明显不同的两部分,大的叫斑晶（phenocryst）,小的叫基质（matrix）。若基质为显晶质，且与斑晶大小并不悬殊，则成为似斑状结构。 似斑状结构往往过渡为连续不等粒结构。9、 岩浆岩的分类 大部分岩浆岩是由硅酸盐冷凝而成的，所以在岩浆岩中SiO2含量最高，一般情况下，随着SiO2含量的增加，Na2O 和K2O的含量也会随之增高。通常根据SiO2含量（wt%）的多少，将岩浆岩分成：超基性（65wt%）。 根据SiO2是否饱和，又可以分为过饱和，饱和，和不饱和火成岩（岩浆岩）。P19. （师）按产状分：（1） 侵入岩：岩浆在地表以下不同深度冷凝后形成的岩石。（深成侵入岩 =3km，浅成侵入岩 0-3km）（2） 喷出岩：岩浆沿构造裂隙上升，由火山通道喷出地表而形成的岩石。按SiO2含量和碱饱和程度：超基性岩、基性岩、中性岩、酸性岩、碱性岩、火山碎屑岩10、 从超基性岩酸性岩，其化学成分、矿物成分如何变化？ SiO265%者，称为酸性岩；SiO2 =52-65%者，称为中性岩；SiO2 = 45-52%者，称为基性岩；SiO2 45% 者，称为超基性岩。由于火成岩中SiO2与其它氧化物存在协变关系，从超基性岩到酸性岩随SiO2 的渐增，具镁铁矿物由多到少，浅色矿物渐增，石英由无到有，含量渐增的变化趋势。在超基性岩中，SiO290），主要由橄榄石和辉石组成。在基性岩中，SiO2=45%-53%, FeO、MgO 较超基性岩减少，Al2O3、CaO 大量出现，因此矿物成分为辉石与基性斜长石共生，镁铁矿物占40%-90%（一般为40%-70%）。中性岩中SiO2 增至53%-66%, FeO、MgO、CaO 均较前减少，K2O、Na2O 的含量相对增加，因此在中性岩中常为角闪石与中性斜长石共生，暗色矿物减少，色率在15-40%之间。酸性岩中SiO266%, FeO、MgO、CaO 大大减少，而K2O、Na2O，显著增加，因此钾长石、酸性斜长石、石英为主要矿物，暗色矿物多为黑云母，色率小于15.（百度）岩浆岩性化学成分(%)所含矿物（主，次，副）SiO2Al2O3FeO+Fe2O3MgOCaOK2O+Na2O主次副超基碱长辉石、黑云母、石英、橄榄锆石，钛、磁铁矿、磷灰石等酸性65682368石英 碱长 酸斜黑云、角闪、辉石锆石 榍石 钛、磁铁矿 磷灰石10、从超基性岩酸性岩，其化学成分、矿物成分如何变化？（1）超基性岩SiO2含量低于45wt%，代表侵入岩为橄榄岩，代表喷出岩为科马提岩，几乎全部由暗色矿物组成。（2）基性岩SiO2含量为45wt%-52wt%，代表侵入岩为辉长岩，代表喷出岩为玄武岩，主要由基性斜长石和暗色矿物组成。（3）中性岩SiO2含量52wt%-65wt%，代表性侵入岩为闪长岩，代表喷出岩为安山岩，主要由中性斜长石和碱性长石及少量暗色