岩矿综合鉴定 第一章 晶体光学基础

《岩矿综合鉴定》术语解释：通过偏光显微镜来鉴定透射光下矿物的属、结构构造、岩石类型及相关成因分析的一门综合学科。面向专业：岩石学、矿物学、矿床学、构造地质学、勘探学课程性质：在地学研究生教学体系中属专业基础课。前导课：《结晶学与矿物学》《晶体光学》《岩石学》《构造地质学》《岩石物理化学》《岩石成因理论》课程设置：见后课程简介第一部分透明矿物鉴定基础-晶体光学（26学时)第一章晶体光学基础（2）

第二章偏光显微镜（2）

第三章单偏光镜下晶体的光学性质（6）

第四章正交偏光镜间晶体的光学性质（8）

第五章锥光系统下晶体的光学性质（8）课程内容及课时安排第二部分透明矿物薄片鉴定（34学时）第一章透明矿物系统鉴定的方法（4）

第二章主要造岩矿物的鉴定（16）

第三章特征变质矿物的鉴定（6）

第四章其它常见矿物的鉴定（8）课程内容及课时安排第三部分火成岩鉴定（36学时）第一章概述（6）

火成岩的形成、火成岩基本特征、分类命名等第二章常见岩石类型的鉴定和描述（22）

酸性岩类、中性岩类、基性-超基性岩类、火山碎屑岩类

第三章特征岩石组构或疑难岩石的鉴定（8）

地幔岩、慢源岩、水下火成岩、蚀变岩等

结合个人工作和特点展开课程内容及课时安排第四部分沉积岩鉴定（30学时）

第四部分变质岩鉴定（30学时）

基本内容和相应安排同火成岩课程内容及课时安排1.晶体光学康维国等，晶体光学.长春:东北师范大学出版社,19932.光性矿物学

常丽华,陈曼云等.透明矿物薄片鉴定手册.北京:地质出版社,2006北京大学地质系.光性矿物学.北京:地质出版社1979.3.岩石学

路凤香，桑隆康主编.岩石学.北京：地质出版社，2001

林景仟主编.火成岩岩类学与岩理学.北京：地质出版社，1995姜在兴主编.沉积学.石油工业出版社，2003贺同兴,李树勋等.变质岩岩石学.北京:地质出版社，1988必备参考书课程简介为什么要学习晶体光学？对个人---学习工作的需要；对国家---人才的需要基本概念：晶体光学是借助偏光显微镜来研究可见光通过透明矿物晶体所产生的光学现象（颜色、折射、双折射、干涉等）及其规律的一门科学。课程性质：地学类专业基础课课程目标：基本理论、基本方法、基本技能晶体光学及光性矿物学

(CrystalOpticsandOpticalMineralogy)

晶体光学是借助偏光显微镜来研究可见光通过透明矿物晶体所产生的光学现象（颜色、折射、双折射、干涉等）及其规律的一门科学。教学参考书康维国，梁万通，刘亚琴.晶体光学.长春:东北师范大学出版社，1993.李德惠.晶体光学.北京:地质出版社，1984北京大学地质学系岩矿室.光性矿物.北京:地质出版社,1979孟庆丽.光性矿物学简明教程.北京:地质出版社,1985长春地质学院实验中心.透明矿物薄片鉴定(二).校内教材,19756常丽华，陈曼云等.透明矿物薄片鉴定手册.北京:地质出版社,2006第一章晶体光学基础第一节光的基本性质第二节光在晶体中的传播※第三节光率体※第四节光性方位第一节光的基本性质光(波)具有“波粒”两相性晶体光学主要利用的是光的波动理论.光(波)是一种电磁波电磁波谱中频率较高,波长范围较短(390—770nm)的一个区段,由波长不同的七色光组成.光(波)是一种横波光的传播方向与振动方向互相垂直。晶体中许多光学现象都与光波是横波这一特征有关.10-11101031051071091012101510-5波长（nm）γ射线χ—射线紫外线可见光红外线短无线电波广播波段长无线电波可见光放大红橙黄绿蓝靛紫390（nm）430460500570590650770第一节光的基本性质自然光和偏振光自然光:

在垂直光波传播方向的断面内，光波作任意方向的振动，且振幅相等.偏振光：在垂直光波传播方向的断面内，光波只在某一固定方向上振动(只有一个振动面)。自然光转化为偏振光的过程称偏振化。第一节光的基本性质自然光和偏振光特点示意图自然光振动面偏振光第一节光的基本性质光的折射与介质的折射率N1-2

：第二介质对第一介质的相折率。若第一介质为真空，则N1-2为介质的(绝对)折射律（N）。N≥1。

N：微观特征的宏观反映；物质的固有属性；重要的光数。=N1-2

Sin

Sin

VBVANANB==M

VA

玻璃块BNB=2.00空气ANA=1.00NOPP′VB第一节光的基本性质全反射与全反射临界角=N1-2

Sin

Sin

VBVANANB==根据可知当光波从光密介质入射到光疏介质时,入射角

总是小于折射角

,当

=900时,

=

,此时入射角

称为全反射临界角.当入射角

时,折射光波不再进入折射介质而全部返回到入射介质,这种能量的突变称为全反射.

空气BNB=2.00abcOABCDE

de玻璃块ANA=2.00

90°

全反射与临界角示意图第二节光在晶体中的传播

晶体（介质）可分两类：光性均质体和光性非均质体光性均质体特点：光学性质各方向相同（各向同性）。包括：等轴晶系矿物和非晶质物质。光波在均质体中的传播特点:

光波的传播速度不因振动方向※不同而发生改变，即均质体的折射率不因光波在晶体中的振动方向※不同而发生改变.

即均质体折射率值只有一个。光波在均质体中传播示意图A-自然光B-偏光第二节光在晶体中的传播光性非均质体特点：光学性质因方向不同而改变。包括：中级晶族和低级晶族的矿物。光波在非均质体介质中的传播特点：

（1）光波传播速度因在晶体中的振动方向不同而发生改变。因而非均质体的折射率也因光波在晶体中的振动方向不同而改变。即非均质体的折射率值有许多个。

（2）光波进入光性非均质体后，除特殊方向外，都要发生双折射。相关术语解释见下页光波射入非均质体，除特殊方向外，都要分解为振动方向互相垂直，传播速度不同，折射率不等的两种偏光，此种现象称为双折射.双折射是非均质介质的普遍特征.光通过非均质体分解成二束偏光示意图

双折射C两种偏光折射率值之差称为双折射率.

双折射率

光轴光波沿非均质体的特殊方向入射时，不发生双折射，这种特殊的方向称为光轴。中级晶族具有一个这样的特殊方向，称为一轴晶矿物；低级晶族具有两个这样的特殊方向，称为二轴晶矿物。第三节光率体1.光率体的由来

晶体光学中的许多现象都与光波的振动方向与相应折射率值有关，为了更好地反映光波的振动方向与相应折射率值之间的关系，引入了物理学中的光率体的概念。2.光率体的概念

表示光波在晶体中传播时,折射率值随光波振动方向变化的一

种立体几何图形或一种光性指示体。3.光率体的作法:

设想自晶体中心起，沿光波振动方向按比例截取相应的折射率

值，再把各个线段的端点连接起来便构成了光率体.第三节光率体4.均质体光率体

传播速度不因振动方向不同而发生改变,即折射率值各方向相等.光率体是一个球体，球体的半径代表该晶体的折射率.第三节光率体5.一轴晶光率体

5.1推导A.光波沿C轴方向射入晶体,

得到一半径为No的圆切面。B.光波垂直C轴射入晶体，得到一包含Z轴且半径分别为

Ne和No的椭圆切面。C.

联系上面两个切面特征可以得到一轴晶光率体的构成。第三节光率体5.一轴晶光率体

5.2主要特征（1）一轴晶光率体是一个以C轴为旋转轴的旋转椭球体.（2）直立轴(旋转轴)永远是Ne,水平轴永远是No.（3）Ne和No代表一轴晶光率体最大与最小折射率值，称为主折射率。其它方向的折射率大小介于Ne和No之间，代号Ne′。Ne与No的差值为一轴晶矿物的最大双折射率。（4）若Ne

No，称为正光性；若Ne

No,称为负光性。第三节光率体5.一轴晶光率体

5.2主要切面类型及特征（1）垂直光轴切面（2）平行光轴切面（3）斜交光轴切面

各个切面特征见图示NeNo入射光方向NoNoNoNeNoNo入射光方向NoNeNoNoNoN/e入射光方向N/eNeNoNo一轴晶正光性光率体主要切面示意图(1)垂直光轴切面(2)平行光轴切面(3)斜交光轴切面6.二轴晶光率体

1.6511.715b=Np⊥ca=Ngc1.6801.651⊥ac=Nmb=Npa1.6801.715⊥ba=Ngc=NmbNg（a）Np（b）Nm（c）第三节光率体6.1推导（略）第三节光率体6.二轴晶光率体

(1)三轴不等的椭球体。(2)

三个光学主轴（Ng、Nm、Np轴）。(3)

Ng、Nm、Np（三个主折射率且Ng＞Nm＞Np）。(4)

三个主轴面(彼此之间互相垂直)。(5)两根光轴(OA)。6.2主要特征（要素）6.二轴晶光率体

6.3相关术语第三节光率体(6)

光轴面（AP）：包含两根光轴的切面。同NgNp面。(7)

光轴角(2V)：两根光轴所夹的锐角。(8)

锐角等分线(Bxa)：两光轴所夹锐角的等分线。(9)

钝角等分线(Bxo)：两光轴所夹钝角的等分线。(10)

光性正负:(+)Ng-Nm

Nm-Np或Bxa=Ng(-)Ng-Nm

Nm-Np或Bxo=Ng6.二轴晶光率体

6.4主要切面类型及特征第三节光率体(1)垂直光轴切面（

OA）(2)平行光轴面切面（//AP）(3)垂直Bxa切面：（+）NmNp面（－）NgNm面(4)垂直Bxo切面：（+）NgNm面（－）NmNp面(5)斜交切面：Ng’Np’面各个切面特征见图示NmNmNgNp