华北理工无机材料岩相分析讲义

矿业工程学院教师讲稿课程名称：无机材料岩相分析授课学期：2013-2014（1）课程编号：H10139授课教师：刘丽娜授课班级：11材料授课方式：多媒体课件

课程名称：《无机材料岩相分析》第3周第1讲摘要授课题目（章、节）绪论第一章结晶学基础第一节晶体和非晶体的概念本讲目的要求及重点难点：[目的要求]了解课程的性质及要求，掌握本课程研究的内容及研究意义。了解课程特点及教学安排。理解晶体的概念及其基本性质。空间格子和晶胞的概念。[重点]无机材料岩相学的研究内容及研究意义。晶胞的概念。晶体的基本性质。[难点]空间格子和晶胞的概念。内容[本讲课程的引入]无机材料岩相学（PetrographyofInorganicMaterials）是高等院校无机非金属材料专业、硅酸盐工程专业和材料科学专业的一门技术基础课，是研究硅酸盐工业原料及其产品的一门科学，是将工业岩石学和硅酸盐工艺学紧密结合起来的新学科。其基本任务是在正确鉴定无机材料及其蚀变产物物相组成的基础上，通过显微结构的定性、定量分析，并应用硅酸盐物理化学合耐火材料工艺学的理论，探索耐火材料等无机材料生产工艺因素、材料的宏观性质及使用性能与显微结构之间的内在联系。本课程是进行科学研究的技术手段之一。比如说，一块耐火砖、陶瓷制品、水泥熟料等，用肉眼看，无法辨认其成分、结构特点，但把它加工成薄片和光薄片（0.03mm[本讲课程的内容]绪论一、课程性质及要求1.课程性质：☆是无机非金属材料、硅酸盐、材料科学等专业的一门技术基础课（必修课）。☆研究对象：硅酸盐工业原料及其产品。☆是一门以结晶学、矿物学、岩石学、晶体光学和物理化学等为基础理论并且与硅酸盐工艺学相结合的实验学科，借以解释生产和使用中的各种现象和机理。2.要求：●掌握结晶学、矿物岩石学、晶体光学的基本理论知识；●学会用偏光、反光显微镜鉴定工艺矿物的原理和测定光学性质的方法；●用偏光、反光显微镜鉴定工艺岩石的矿物组成、含量、晶粒大小、显微结构特点，分析矿物原料、工艺过程与产品质量的关系，为提高产品质量提供理论依据。二、本课程研究的内容主要研究耐火材料、水泥、陶瓷、玻璃等产品的矿物组成、显微结构及其与产品质量关系。1、基础理论部分包括几何结晶学基础、矿物岩相学基础、晶体学基础，对硅酸盐工业原料和硅酸盐工业制品中常见的描述，理论和实际相结合。硅酸盐岩相学的研究方法部分以偏光显微镜为主要研究手段，了解反光镜的研究方法。硅酸盐工程材料的岩相分析各种耐火材料陶瓷水泥熟料的岩相分析，用偏、反光显微镜来研究硅酸盐工业制品的矿物组成，晶粒大小，含量，显微结构特征并研究其和原料、产品质量的关系。三、课程特点及教学安排特点：内容涉及面广，基本概念多，实践性强。教学安排：原计划64学时，现48学时（讲36，实验12）。重点讲授，部分自学。考试：平时20-30%，终考70-80%。记笔记，重视实验课。答疑：科技楼605四、教学参考书Referencebooks：1.《工业岩石学》翁润生编著，中国地质大学出版社2.《耐火材料岩相分析》杨兴华，冶金工业出版社3.《耐火材料显微结构》高振昕等，冶金工业出版社4.《工业矿物与岩石》马鸿文主编，地质出版社5.《硅酸盐岩相学》洛阳建工专科学校编，建筑工业出版社6.《矿物材料学导论》倪文等，材料科学出版社7.《耐火材料工艺学》王维邦，冶金工业出版社8.《晶体光学》、《结晶学及矿物学》、《岩石学》等9.《硅酸盐岩相学实验》方亭亭主编，武汉工业大学出版社第一章结晶学基础第一节晶体和非晶体的概念一、晶体的概念1、晶体的定义：晶体是具有空间格子构造的固体2、晶体的空间格子构造：空间格子是表示晶体构造规律的几何图形.3、空间格子要素⑴结点：空间格子中的点，代表晶体构造中的相当点；⑵行列：结点在直线上的排列。一条行列上，两个结点间的距离叫结点间距，用单位埃来表示。平行的行列结点间距相等。⑶面网：结点在平面上的分布则构成面网.不在同一直线上的三个结点则构成一个面网。面网密度：单位面积上的结点数目面网间距：两个面网间的垂直距离平行面网的面网密度、间距相等，不平行面网，其面网密度、间距一般不等。⑷平行六面体：平行六面体是空间格子的最小单位，是由三对相互平行而且相等的面网组成的。结点分布在角顶上。法国学者布拉维首先提出：成千上万的晶体具有有限的空间格子构造。4、十四种空间格子平行六面体的形状是由三条棱长ａ、ｂ、ｃ和它们的夹角α、β、γ决定的，其中称ａ、ｂ、ｃ、α、β、γ为格子常数或晶胞常数。平行六面体中，格子常数组合在一起有七种情况，即有七种类型的单位晶胞：立方格子、四方格子、六方格子、三方菱面体格子、斜方格子、单斜格子和三斜格子。以上七种单位晶胞格子常数各不相同，又归属于七个晶系：等轴晶系：a＝b＝cα＝β＝γ＝90四方晶系：a＝b≠cα＝β＝γ＝90六方晶系：a＝b≠cα＝β＝900γ＝120三方晶系：a＝b≠cα＝β＝γ≠90斜方晶系：a≠b≠cα＝β＝γ＝90单斜晶系：a≠b≠cα＝β＝900γ≠90三斜晶系：a≠b≠cα≠β≠γ≠90结点在平行六面体种的分布有四种形式:原始格子、底心格子、体心格子、面心格子综合考虑平行六面体的七种类型和结点分布的四种形式，除去几何上重复的，共得出十四种类型的空间格子。这十四种空间格子分布在七个晶系里。由于最早是由布拉维推倒出来的，因此命名为“布拉维十四种空间格子”。二、晶体的基本性质晶体的基本性质是指一切晶体所共有的并能以此为据和其他状态的物体相区别的性质晶体的各项基本性质都是由其内部格子构造所决定的，它主要有以下几个方面：1、自限性(selfconfinement)是指晶体在适当条件下可以自发地形成几何多面体外形的性质如食盐晶体，在适当条件下让其自由生长总能生成规则的立方体形状这是由其格子构造所决定的。晶体的多面体形态是其格子构造在外形上的直接反映晶面、晶棱与角顶分别与格子构造中的面网、行列及结点相对应。非晶体是不具自限性的无定形体因它不具格子构造。2、均一性(homogeneity)同一晶体的各个不同部分，具有相同的物理性质与化学性质就是晶体的均一性。必须指出：非晶质体也具有其均一性如玻璃的不同部分的折光率、膨胀系数、热导率等都是相同的但因非晶体不具有格子构造，所以其均一性是统计的、平均近似的均一，称为统计均一性；而晶体的均一性是取决于其格子构造的，称为结晶均一性两者有本质的差别，不能混为一谈。3、异向性/各向异性(anisotropy)同一晶体在不同方向上，其各种物理化学性质存在差异，这就是晶体的异向性如矿物蓝晶石(又名二硬石)的硬度，随方向的不同而有显著的差别，如图，平行晶体延长的方向AA可用小刀刻动，而垂直于晶体延长的方向BB则小刀不能刻动又如云母、方解石等矿物晶体，具有完好的解理，受力后可沿晶体的一定方向裂开成光滑的平面，而沿其他方向则不能裂开为光滑平面。非晶质体没有异向性，一般都具等向性。4、对称性(symmetry)在晶体的外形上，常有相等的晶面、晶棱和角顶有规律重复出现的现象这种相同的性质在不同的方向或位置上有规律地重复，就是对称性晶体的格子构造本身就是质点重复规律的体现对称性是晶体极其重要的性质，是晶体分类的基础，我们将在专门的章节中加以讨论。5、最小内能与稳定性在相同的热力学条件下，晶体与同种物质的非晶质体、液体、气体相比较，其内能最小，这就是晶体的最小内能性(minimuminternalenergy)。内能，包括质点的动能与势能(位能)动能与物体所处的热力学条件有关，温度越高，质点的热运动越强，动能也就越大，因此它不能直接用来比较物体间内能大小，可用来比较内能大小的只有势能，势能取决于质点间的距离与排列。晶体是具有格子构造的固体，其内部质点是有规律地排列的，这种规律的排列是质点间的引力与斥力达到平衡的结果在这种情况下，无论是质点间的距离增大还是缩小，都将导致质点的相对势能的增加非晶质体、液体、气体由于它们内部质点的排列是不规律的，质点间的距离不可能是平衡距离，因此它们的势能也较晶体为大也就是说在相同的热力学条件下，它们的内能都较晶体为大实验证明，当物体由气态、液态、非晶质状态过渡到结晶状态时，都有热能的放出；相反，晶格的破坏也必然伴随着吸热效应。在相同的热力学条件下，晶体比具有相同化学成分的非晶体稳定，非晶质体有自发转变为晶体的必然趋势，而晶体决不会自发地转变为非晶质体这就是晶体的稳定性(stability)。晶体的稳定性是晶体具有最小内能性的必然结果。6、定熔性晶体受热熔解时，具有固定熔点的性质称为定熔性这种性质可以用晶体在熔解时的加热曲线来加以说明。三、非晶体的概念与晶体不同，非晶体内部质点在三度空间不呈周期性重复排列，而是呈不规则的排列。[本讲课程的小结]本讲主要介绍晶体的概念及其性质，难点是空间格子类型。[本讲课程的作业]1.晶体的基本性质有哪些？

课程名称：《无机材料岩相分析》第4周第2讲摘要授课题目（章、节）第二节晶体的对称和分类第三节晶体的理想形态本讲目的要求及重点难点：[目的要求]掌握晶体的对称要素及对称型；晶体的分类；掌握晶体的理想形态类型。[重点]47种单形。[难点]空间格子和晶胞的概念；晶体的对称分类。内容[本讲课程的引入]晶体的对称性是晶体很重要的基本性质之一，晶体的分类即根据对称型进行划分。根据晶体对称要素的组合，晶体可归纳为32种对称型，但是属于同种对称型的晶体的外形不一定相同。例如立方体、菱形十二面体都属于3L44L3[本讲课程的内容]：第二节晶体的对称和分类由于晶体的内部质点呈格子状排列，其内部的对称性必然反应到外部的形态及物理化学性质上来因此研究晶体的对称对于认识晶体的各种属性有着重要意义，同时也是晶体分类的依据对称主要是指晶体外形上的对称，即晶体的宏观对称。一、晶体对称的概念对称是指物体上的相同部分做有规律地重复，存在相同的部分对称特点，相同部分有规律重复出现。二、晶体的宏观对称要素晶体外形上有相同的部分，要使这些相同的部分重复出现所进行的操作称为对称操作。在对称操作时所借助的几何要素（点、线、面）称为对称要素。⒈对称面（Ｐ）对称面是一个假想的平面，它把晶体分成镜像相等的两部分对称面。用符号Ｐ来表示，所分成两部分必须相等；所分成两部分必须镜像反映；一个晶体可以没有对称面，当晶体存在对称面时最多为９Ｐ（没有８Ｐ）。⒉对称轴（Ｌｎ）对称轴为一假想的通过晶体中心的直线晶体围绕此直线旋转一定角度后，相等的部分重复出现用Ｌｎ表示ｎ为轴次。使相等部分重复出现旋转的最小角度叫基转角（α）旋转360相等部分重复出现的次数叫轴次（ｎ）ｎ＝１、２、３、４、６没有５显然ｎ＝360/αｎ＜2时为低次轴；ｎ≥2时为高次轴；一个晶体可以没有对称轴，也可以有几种，每种可以有几个。⒊对称中心（C）对称中心是晶体内部的一点，通过此点的直线两端等距离处有晶体上相等的部分用符号C表示，晶面两两平行对称中心标志同形等大、方向相反。三、对称要素的组合—３２种对称型一个晶体上全部对称要素的组合称为该晶体的对称型。对称型的数目是有限的，经数学推导共有３２种对称型。四、晶体的对称分类根据高次轴的有无，多少分成三个晶族低级晶族：无高次轴中级晶族：一个高次轴高级晶族：有多个高次轴每个晶族根据对称的特点分成晶系，共七个晶系：低级晶族：三斜晶系：无Ｐ和Ｌ２单斜晶系：Ｐ和Ｌ２各不多于一个斜方晶系：Ｌ２或Ｐ多于一个中级晶族：四方晶系：有一个Ｌ４三方晶系：有一个Ｌ３六方晶系：有一个Ｌ６高级晶族：等轴晶系：有４个Ｌ３第三节晶体的理想形态晶体的理想形态分为单形和聚形两种。一、单形的概念和47种几何单形由形状相同、大小相等的同种晶面组成的晶体就是单形每一种单形名称，一般根据晶面形状、数目、横断面形状和所属的晶系来划分，共４７种。（一）低级晶族⒈单面：在晶体中只有一个面，形状可不同；⒉平行双面：由两个相互平行的面组成；⒊反映双面：由两个相交的面组成；⒋斜方柱：由四个晶面组成，且横断面为菱形。⒌斜方双柱：由八个不等边三角形的晶面组成，且横断面是菱形。（二）中级晶族⒈四方柱：由四个晶面组成，成对平行，横断面为正方形；⒉六方柱：由六个晶面组成，成对平行，横断面为正六边形；⒊四方双锥：由八个等腰三角形的晶面组成，横断面为正方形；⒋六方双锥：由十二个等腰三角形面晶面组成，成对平行，横断面为正六边形；⒌菱面体：由六个菱形晶面组成，成对平行，上部三个晶面和下部三个晶面错开一个角度（60）并交于高次轴上、下各一点，横断面为六边形（三）高级晶族⒈四面体：由四个等边三角形晶面组成；⒉八面体：由八个等边三角形晶面组成，横断面为正方形；⒊立方体：六个晶面成对平行，互相相交⒋菱形十二面体：由十二各菱形晶面组成，成对平行且垂直Ｌ２⒌五角十二面体：由十二个五边形晶面组成，其中有四个边相等，另一个边中点为Ｌ２47种单形从不同角度分类如下：⑴根据单形晶面和对称要素的位置关系分成一般形和特殊形。特殊形：单形晶面和任何对称要素垂直或平行或者与相同的对称要素等角度相交。一般形：单形晶面不与任何对称要素垂直或平行也不与相同的对称要素等角度相交。⑵根据单形晶面是否可以自相闭合分为开形和闭形。开形：凡是单形晶面不能自相封闭一定空间者称为开形。闭形：凡是单形晶面能自相封闭一定空间者称为闭形。⑶左形和右形互为镜相反应但不能以旋转操作使之重合的两个图形称为左、右形。二、聚形的概念及聚形中的单形分析1.概念：聚形是由两个或两个以上单形聚合而成的在聚形中不同单形的晶面形状、大小不同，和对称要素的相对位置也不同根据不同的晶面的数目可知组成聚形的单形数目在聚形中，同一单形的晶面形状和它单独存在是不一样，因此不能凭借晶面形状来确定单形名称。2.聚形分析⒈找出聚形晶体中的全部对称要素，确定对称形和晶系；⒉观察聚形中有几种形状不同的晶面，从而确定单形数目；⒊把同一种单形的晶面向外扩展相交，即得一种单形；⒋根据对称性、晶面数目、晶面相互关系和对称要素的关系来确定单形名称。[本讲课程的小结]本讲主要介绍晶体的对称型及其分类，难点是47种单形的掌握。[本讲课程的作业]1.晶体的宏观对称要素有哪些？2.晶体对称分类的特点？3.聚形分析方法？

课程名称：《无机材料岩相分析》第6周第3讲摘要授课题目（章、节）§1-4晶体定向及晶面符号本讲目的要求及重点难点：[目的要求]晶体定向的原则及晶面符号、单形符号的概念。[重点]晶面符号的概念、各晶系晶体定向特点。[难点]晶体定向。内容[本讲课程的引入]组成同种对称型的晶体的单形名称相同但外形不一定相同。因此，为了认识矿物晶体，除了研究晶体的形态外外，还必须研究每个晶面在空间中的分布。[本讲课程的内容]：第四节晶体定向和晶面符号一、晶体定向的概念晶体定向的任务就是选择坐标轴和确定轴单位，从而标定各晶面在空间的相对位置选择的坐标轴称为晶轴一般选三个轴交于晶体中心一点，分别用X、Y、Z表示，Z轴－直立，Y轴－左右，X轴－前后每两个晶轴正端的交角分别用α、β、γ表示称作轴角。三个晶轴上的度量单位叫轴单位，用a、b、c表示a:b:c称轴率；轴率a:b:c和轴角α、β、γ叫晶体常数；不同的晶体，晶体常数不同。⒈晶轴的选择⑴首先选对称轴、对称面的法线如没有，则选择主要晶棱的方向。⑵尽量使各晶轴互相垂直，各轴单位尽量相等。⒉轴单位的选择等轴晶系：a＝b＝c三方、四方、六方晶系：a＝b≠c斜方、单斜、三斜晶系：a≠b≠c二、各晶系晶体的定向⒈等轴晶系、四方晶系、斜方晶系的晶体定向选择三个互相垂直的对称轴作为晶轴，称三轴定向：α＝β＝γ＝90等轴晶系：3个L4或3个Li4为晶轴；四方晶系：1个L4为z轴，两个L2为x、y轴；斜方晶系:3个L2分别为x、y、z轴或L2为z轴，相互垂直的zp的法线为x、y轴；⒉三方晶系和六方晶系的晶体定向一般选择四个晶轴叫四轴定向直立轴为z轴，用L3或L6，三根水平轴为x、y、u轴，正端交120且垂直z轴，α＝β＝90°γ＝120°，x、y、u轴一般选3个L2。⒊单斜晶系的晶体定向以唯一的一个L2或P的法线为y轴，两个垂直y轴的晶棱为x、z轴，α＝γ＝90°，β＞90°，x轴倾斜，故称单斜晶系。⒋三斜晶系的晶体定向三斜晶系对称程度低，选三个近乎垂直晶棱为x、y、z轴，α≠β≠γ≠90°三、晶面符号一）.定义：晶面符号就是表示晶面在空间位置的符号通常用米氏符号来表示，一般形式是（hkL），h、k、L叫晶面指数，在数值上等于该晶面在晶轴上截距系数的倒数比。在实际应用上，一般来说不是具体测定晶面符号，而是看到晶面符号后，能想象到它的位置空间。二）.晶面符号的一些规律：⒈晶面符号中某个指数为0时，表示该晶面与相应的晶轴平行如（110）面表示晶面平行z轴。⒉在轴单位相等的情况下，晶面在晶轴上的截距越大，相应的晶面指数越小如在等轴晶系中，（211）表示晶面截x轴短，截y、z轴长。⒊在同一晶体中两个平行的晶面对赢得三组晶面值竖起绝对值相等，符号相反。⒋晶面与晶轴的负端相交时，其相应的晶面指数顶端加负号。四、单形形号由于同一个单行上的各个晶面与晶轴有相同的位置关系，因此我们可以选择一个代表性的晶面，用它的晶面符号来代表整个单形的符号，并用花括号括起来，即为该单形的形号。在选择代表性晶面时，尽量选择位于晶轴正端的晶面，即晶面指数正指数较多的，并且是绝对值依次递减的，以先前、次右、后上为顺序。在四轴定向的晶体中，选择和u轴负端相交的晶面另外还应指出，不同的单形可以有相同的形号；由于晶面和晶轴的相对位置不同，同一单形又可以有不同的形号。[本讲课程的小结]主要讲授晶体定向，晶面符号及单形符号。[本讲课程的作业]1.米氏符号的表示方法？2.各晶系晶轴的选择？

课程名称：《无机材料岩相分析》第7周第4讲摘要授课题目（章、节）第二章矿物§2-1矿物学概述工艺矿物矿物形态矿物的光学性质本讲目的要求及重点难点：[目的要求]掌握矿物的概念，了解工艺矿物的概念。熟悉常见矿物单体形态和矿物集合体形态。掌握规则连生体形态及矿物的光学性质。[重点]矿物的概念。规则连生体形态—双晶和平行连晶。矿物的光学性质。[难点]双晶的概念及识别标志，矿物的光学性质。内容[本讲课程的引入]矿物是组成地壳的主要成分，是人类利用的对象，是硅酸盐工业的主要原料本章将介绍矿物的概念、矿物形态、物理性质、化学成分和化学性质、矿物的分类、鉴定方法、硅酸盐材料中常见矿物原料的鉴定特征。[本讲课程的内容]：第一节矿物学概述一、矿物与工艺矿物矿物是具有比较固定的化学成分和物理性质的自然均质体（单体或化合物），是地壳中各种地质作用的产物，是岩石或矿石的基本组成部分目前已发现的矿物有三千余种，常见的造岩矿物近三十余种。随着科学技术的发展，在自然界的某些矿物，现在可以用人工制造出来，而且有些矿物在自然界并不存在，也可以用人工方法制造出来通常把这些具有自然界标准矿物特征的人造矿物称为工艺矿物。二、矿物的形态矿物的形态包括矿物单体形态和矿物集合体形态。㈠矿物单体的形态在三千多种矿物中，除少数矿物呈液态或气态外，大多数矿物都呈固态固态矿物按其内部质点的排列又分成晶质矿物和非晶质矿物两种1、晶质矿物：内部质点呈规律排列，外表被晶面所包围并具有一定的几何形态非晶质矿物：内部质点无规则排列，没有固定的几何形态。2、在一定条件下晶质矿物和非晶质矿物可以相互转化。3、由单一形状的晶面组成的晶体称单形由多个单形聚合成的晶体称为聚形。同一种矿物可以出现不同的形态；不同的矿物又可以出现相同的晶形。按照结晶习性，可以把矿物晶形分成三类：一向延长型：晶体沿一个方向发育呈柱状、针状如角闪石、电气石。二向延长型：晶体沿两个方向发育呈板状、片状如重晶石、云母。三向延长型：晶体在三个方向均等发育成粒状如磁铁矿等。㈡规则连生体形态1.平行连晶(parallelgrouping) 由若干个同种单晶体，按所有对应的结晶方向(结晶轴、对称要素、晶面及晶棱的方向)全都相互平行的关系而组成的规则连生体。如明矾石。☆特点：平行连晶是单晶体的一种特殊形式，两者在内部构造上毫无差别；只是在外形上完整单晶体都是凸多面体，平行连晶则必定有凹角2.双晶概念：指由两个或两个以上的互不平行的同种单体，彼此间按一定的对称关系相互取向而组成的规则连生晶体（亦称孪晶）。特点：①各单体间必定有一部分结晶方向彼此平行，而其余结晶方向互不平行；②各单体间的内部结构不连续；③大多数双晶有凹角双晶要素：双晶面、双晶轴、双晶中心。双晶结合面：指双晶中相邻单体间彼此接合的实际界面。其两侧的二单体以接合面为界面晶格互不平行连续，两者的取向亦不一致。双晶类型：(1)接触双晶：简单接触双晶、聚片双晶、环状双晶。(2)穿插双晶。（三）矿物集合体的形态晶簇状：一种或多种矿物晶体一端固定在共同的基底上，另一端自由生长成较完好的晶形。粒状：由各向均等发育的晶粒集合而成按晶粒大小可分成粗、中、细粒肉眼无法辨识晶粒者称致密块状。鳞片状：由细小的片状矿物集合而成。纤维状和放射状：由针庄或长柱状矿物集合而成如晶体彼此平行排列称纤维状；如是从一个中心向四周散射称放射状。结核状和鲕状：集合体呈球状、透镜状、瘤状者称结核状象鱼籽一样的结核状集合体称鲕状。钟乳状：由胶体或溶液因失水凝聚而成，往往具有同心层状构造。树枝状：矿物集合体向树枝一样。土状：疏松如土一样。三、矿物的光学性质（一）颜色：在观察矿物时，首先使人注意到的常常是它的颜色。不少矿物有它的特殊颜色，可以作为一种鉴定矿物的特征。不孔雀石，得特殊绿色。还可以利用矿物的鲜艳颜色作为宝石原料或是天然色料。如蓝色、红色刚玉作为宝石原料，绿色的孔雀石和蓝色的蓝铜矿可以作为天然的颜料。1.概念：矿物的颜色是矿物对光种不同波长下后的结果，所呈现的颜色是被吸收光的补色。（见P129表Ⅱ-4-1）①如普通而且均匀的吸收，则为体色。吸收程度不同而呈现黑色（全部吸收）灰色（均匀吸收）白色（基本上不吸收）。②如果有选择性的吸收，则会呈现各种鲜艳的颜色。对透明矿物来说，所透的光的颜色即为该矿物的颜色。如自然硫呈现黄色；对于不透明的矿物，其颜色主要取决于其表面反射光波的颜色。如闪锌矿。2.分类：根据颜色产生的原因不同，将矿物颜色分为三种类型：①自色：由矿物本身的固有成分、结构所决定的颜色。随即爱拟定矿物有着重要的意义。如孔雀石Sn、Cp等。②他色：有杂色、气液报表体积等引起的颜色。如水晶（紫晶、烟晶茶晶等）。③假色：由物理光学效应所产生的颜色。晕色：某些矿物表面常呈现出一种彩虹般的色带称为晕色。如云母、Q、Co等。由于矿物内部解理面裂隙对光的连续反射，引起光学干涉而产生。锖色：某些不透明的矿物，风化后表面性产生氧化膜，引起反射光学干涉。使得矿物表面呈现各种颜色为锖色。如班铜矿就有其独特的蓝、琔、紫色等色彩斑驳的锖色，可作为鉴定特征。变彩：某些透明矿物在转动时或沿着不同角度观察，可呈现不同颜色的变化称为变彩。大多数是由于矿物内部有微细的叶片状包裹体，对光发生干涉和反射的结果。如拉长石为蓝色、绿色、金黄色等变化。3.矿物颜色的命名及描绘述方法：①校准色谱法：利用校准色谱红橙黄绿蓝紫以及白、灰、黑描述矿物的颜色稍有差异可用适当的形容词。几种颜色的代表矿物：红色：辰砂（粉末）橙色：铬铅矿（或雄黄）黄色：雌黄绿色：孔雀石蓝色：蓝铜矿紫色：紫水晶褐色：褐铁矿黑色：黑色电气石灰色：铝土矿白色：斜长石②类比法：以生活中常见的事物来描述，如橘红色（雄黄）；草绿色（绿帘石）等。对于具有金属光泽及部分半金属光泽的矿物其颜色的描述常与金属类比。如：铁黑色：Mt铅灰色：Gn锡白色：毒砂银白色：自然汞铜红色：自然铜铜黄色：Cp浅黄色：Py古铜色：斑铜矿金黄色：自然Au③二名法：有两种校准色谱中的颜色来描述。如黄绿色，灰白、蓝灰、褐红色等。注：后面的为主要颜色。4.观察和描述矿物颜色时应注意以下问题：①以矿物新鲜面为准。如表面风化厉害，出现假色时，则须用小刀刮去假色后才能观察。②初学者不易准确辨别矿物颜色，需不断对比、练习，观察矿物颜色的细致差别。(二)矿物的色痕1、概念：色痕是矿物粉末的颜色。一般是指矿物在白色无釉瓷板上划擦时所留下的粉末的颜色。条痕是矿物呈粉末状态时对光线中不同波长吸收的结果。条痕可与颜色一致，也可不一致。如Gn（铅灰色）——条痕为黑色；斜长石（白色）——白色。条痕可消除假色，减弱他色，比颜色更稳定，使鉴定不透明矿物的重要特征之一。2、观察条痕时注意事项：①在干净平整的白色素瓷板（粗碗底边）上进行；②找出与鉴定矿物的尖棱角在瓷板上划擦。如不能直接划出条痕，则用小刀刮下粉末放在瓷板或白纸上进行观察；③硬度大于6～7的矿物，无法在板上留下条痕。这种矿物大多数为透明矿物，条痕为无或白色，不必观察条痕，或敲成粉末后在白纸上观察。④观察要仔细，注意其细微变化。“摩擦条痕”如石墨和辉钼矿：前者为黑色，后者为绿黄色。（三）矿物的透明度：1、概念：指矿物透过可见光波的能力。透明度是一相对概念，划分透明与不透明应以同一厚度为准。根据矿物在岩石薄片（0.03mm）中，透光的程度将透明度分为三类2、分类：透明：石英、长石、角闪石。用偏光显微镜观察半透明：辰砂、赤铁矿、雄黄、闪锌矿、锡石不透明：Mt、Gn、Py、石墨等，用反光显微镜观察。肉眼鉴定时，可借助条痕或光泽等其它光学性质。（四）矿物的光泽1、概念：矿物表面对光的反射能力。用反射率R表示。R=×100%（Ir反射光强，Io入射光强）R越大，光泽越强2、分级：可参照条痕，透明度加以判断。金属光泽：R﹥25%条痕黑色，不透明Au、Gn、Py等半金属光泽：R=25～19%深彩色条痕，不透明，铬铁矿，黑铬矿金刚光泽：R=19～10%条痕浅彩色或无色，半透明--透明，辰砂，雄黄，金刚石。玻璃光泽：R=10～4%条痕无色或白色Q、Pl、Cc等。特殊光泽：珍珠光泽：石膏、云母的极完全解理面上丝绢光泽：石棉、纤维石膏油脂光泽：石英断口（无色矿物）松脂光泽：雄黄（黄褐色矿物）土状光泽：高岭石、褐铁矿蜡状光泽：块状叶腊石、蛇纹石（块状）四种光学性质间的相互关系。[本讲课程的小结]主要教授了矿物的概念悉常见矿物单体形态和矿物集合体形态、规则连生体形态及矿物的光学性质。[本讲课程的作业]1.矿物的概念？2.双晶与平行连晶的区别？常见双晶类型？3.矿物的光学性质有哪些？之间关系如何？

课程名称：《无机材料岩相分析》第8周第5讲摘要授课题目（章、节）§2-1矿物学概述矿物的力学性质、化学性质，矿物的分类与鉴定本讲目的要求及重点难点：[目的要求]了解矿物的力学性质，掌握解理的概念，矿物的化学成分类型及引起矿物化学成分变化的原因，熟矿物分类的方案及肉眼鉴定矿物的方法。[重点]解理的概念；类质同象；同质多象的概念[难点]类质同象；同质多象。内容[本讲课程的引入]每一种矿物都有其固有的物理性质区别于其他矿物这是由其化学成分和内部构造所决定的，这些物理性质是肉眼鉴定矿物的重要标志。[本讲课程的内容]：二、矿物的力学性质指矿物在外力（刻划、打击、研磨等）所表现出的各种性质。㈠硬度矿物抵抗外来机械作用（刻划、研磨）的能力。硬度取决于矿物的化学成分和内部构造。肉眼鉴定时用刻划法。摩氏硬度计：十种标准矿物：滑石、石膏、方解石、萤石、磷灰石、长石、石英、黄玉、刚玉、金刚石。在野外用指甲（2-2.5）、小刀（5-5.5）、石英（＞7）粗略测定。㈡解理1.概念：矿物受力后沿一定结晶学方向裂成光滑平面的性质称解理。裂开的平面叫解理面，解理的数目不一，有的矿物没有解理。2.分级：根据解理的完善程度可将解理分成四级：极完全解理：解理面非常平滑，易裂开；完全解理：解理面光滑，易裂开成薄片状；中等解理：解理面不甚平滑；不完全解理：如磷灰石㈢断口矿物受力后，沿任意方向发生不规则裂开，参差不齐的断裂面是断口断口和解理互为消长可分成贝壳状断口，如石英；参差状断口，如黄铁矿；锯齿状断口，如自然铜。㈣比重（G）矿物的重量与同体积纯水的重量比称比重。矿物的比重范围为1-23，大多数在2.5-4，通常分三级：小比重矿物：G＜2.5的矿物；中比重矿物：G在2.5-4.0之间的矿物；大比重矿物：G＞4.0的矿物㈤其他性质脆性、延展性、弹性、磁性、导电性、发光性、放射性、味觉等。五、矿物的化学性质由于矿物是地壳中的各种化学元素组成的，因此它具有一定的化学性质。㈠矿物的化学成分自然界的矿物化学组成复杂多样，综合起来有以下几种：单质：由同一种元素组成的矿物；简单化合物：由一种阳离子和一种阴离子组成的化合物；络合物：由一种阳离子和络阴离子组成的化合物；复化合物：有两种或两种以上的阳离子和阴离子或络阴离子组成的化合物。㈡矿物化学成分的变化矿物的化学成分并非固定不变，而在某些因素的影响下，在一定范围内可发生变化引起矿物化学成分变化的原因有三个方面，即类质同象、胶体吸附和机械混入物。⒈类质同象在矿物中，由两种或两种以上化学性质相似的质点（离子、原子或分子）以不同比例相互置换或代替，而不引起晶体构造发生根本变化的现象称类质同象类质同象有两种情况：⑴完全类质同象：两种组分以任何比例混溶形成连续的类质同象系列⑵不完全类质同象：两种组分不能以任何比例混溶称不完全类质同象。⒉胶体由两种或几种物质的微细质点分散在另一物质中，形成的不均匀分散体系叫胶体微细质点叫胶体颗粒，容纳胶体颗粒的物质叫分散介质，二者构成胶体溶液胶体带有电荷，带有正负电荷的胶体相遇时，由于电性中和而凝聚，形成胶体矿物。⒊机械混入物在矿物形成过程中，一种矿物中包裹了一些其他细小的矿物颗粒，但不参加结晶格架这种杂质称机械混入物。综上所述，矿物中除了主要元素外，还有杂质这些杂质是以类质同象混入物、胶体吸附物和机械混入物的形式存在的。六、矿物中的水水不仅是成矿介质，也是矿物本身的组成部分水在矿物中的存在形式分两种类型：一类是与晶体结构无关的吸附水；另一类是与晶体结构有关的层间水、结晶水、结构水。1.吸附水：由于吸附作用而存在于矿物中的水吸附于矿物表面的称薄膜水；充填在矿物集合体或矿物中微细裂隙中的水称毛细管水不计入矿物化学成分中。胶体水：吸附水的一种特殊类型，呈水分子吸附在胶体颗粒的表面，计入矿物的成分中。2.结构水：以H+、OH-、H3O+等离子状态加入到矿物晶格中，在晶格中占有一定位置，且含量一定，结合牢固在晶格破坏的温度下才会逸出3.结晶水：是结构水的一种特殊类型，以水分子状态存在于矿物晶格中的水，加热过程中呈阶段性逸出4.层间水：往往是层状结构的矿物具有层间水水分子呈层状与结构层交错分布在吸水、失水过程中，结构层的间隔发生变化，导致矿物膨胀于收缩，但不破坏晶格。5.沸石水：以H2O形式存在于沸石族矿物空洞及孔道中。位置不固定，含量随温度、湿度变化，但不引起晶格的破坏，只改变物理性质。其存在与结构有关，含量的变化有一定上、下限。七、矿物的化学式矿物的化学成分用化学式来表示，表示方法有两种：实验式和构造式。实验式：表示矿物化学成分中各组分之间的数量比的化学式。结构式(晶体化学式)：不仅表示矿物组成质素的种类和数量比，而且反映出其原子在晶体构造中的相互关系其书写方法为：⑴阳离子写在前，阴离子写在后，络阴离子用〔〕括起；⑵互为类质同象代替的离子用（）括起，逗号隔开，含量多的写在前面；⑶含水化合物的水分子写在最后，用圆点分开。八、矿物的分类及鉴定㈠分类原则和方法分类角度不同，分类方法也不同：有成因分类、地球化学分类、形态分类、晶体化学分类，其中晶体化学分类比较合理，是常用的分类方法。根据矿物的化学成分和晶体结构特点，由简单到复杂的原则把无机矿物分成五大类：第一大类：自然元素；第二大类：硫化物及其类似化合物；第三大类：卤化物；第四大类：氧化物和氢氧化物；第五大类：含氧盐㈡矿物的鉴定方法矿物的鉴定方法很多，主要是借助各种仪器，采用物理的化学的和物理化学的方法，达到鉴定矿物的目的包括常规方法（如偏、反光显微镜发，化学分析，差热分析等），现代测试技术（电镜，χ光，电子探针）。在野外采用肉眼鉴定方法：用小刀、钢针、放大镜、磁铁、条痕板等，根据形态、物理性质来鉴定矿物。肉眼鉴定步骤：先观察其光泽：是金属光泽还是非金属光泽区分金属矿物和非金属矿物；确定其硬度：用小刀、指甲；鉴定颜色、形态及其他物理性质，最后确定其名称。[本讲课程的小结]主要教授了矿物的力学性质，解理的概念及分级，矿物的化学成分类型及引起矿物化学成分变化的原因，矿物分类的方案及肉眼鉴定矿物的方法。[本讲课程的作业]1.解理的概念？2.类质同象的概念、分级及研究意义？3.矿物中水的存在类型？

课程名称：《无机材料岩相分析》第9周第6讲摘要授课题目（章、节）第三章晶体光学基础§3-1光、自然光和偏光§3-2光的折射和折射率§3-3光在均质体和非均质体中传播的特点本讲目的要求及重点难点：[目的要求]了解自然光和偏光的概念及特点；掌握折射定律及光在均质体和非均质体中传播的特点。[重点]折射定律，均质体及非均质体。[难点]光在非均质体中的传播。内容[本讲课程的引入]目前硅酸盐工业上使用的天然矿物原料和硅酸盐工业产品绝大部分都有晶体矿物组成。对于这些天然原料和硅酸盐工业产品除了用肉眼进行宏观研究外，更重要的是还要进行微观研究，研究其矿物组成、粒度大小、百分含量、显微结构等，进而了解其与化学成分、产品质量的关系。目的在于为提高产品质量提供理论依据。目前广泛用于研究的常规仪器是偏光显微镜和反光显微镜。研究透明矿物用偏光显微镜，不透明矿物用反光显微镜。[本讲课程的内容]第三章晶体光学基础第一节光、自然光和偏光光是一种电磁波，是电磁振荡在空间的传播，其振动方向垂直传播方向，因此光是一种横波。整个电磁波是一个广阔的区段，它包括γ射线、χ射线、紫外线、红外线和无线电波。由电磁波谱可知，光波只是电磁波中波长范围很窄的一小段，其波长在3900-7700之间。由于光波中波长不同，就出现了七种不同颜色。通常我们所见的白光是由七种色光组成的混合光。波长单位通常用埃（）表示或纳米表示。根据光的振动特点不同，光又可分成两种：自然光和偏光。自然光：光在垂直传播方向的平面内做任意方向的振动，各振动方向振幅相等。偏光：光在垂直传播方向的平面内的一个固定方向上振动。振动方向和传播方向组成的面叫振动面。在偏光显微镜中，自然光经偏光镜后就变成了只在一个振动方向上振动的偏光。第二节光的折射和折射率光由一种介质传入另一种介质，由于传播速度不同而发生弯曲的现象叫光的折射。入射线和法线的夹角叫入射角，用i表示；折射线和法线的夹角叫折射角，用γ表示。经推导：N是一个常数，叫第二种介质对于第一种介质的相对折射率。如果入射介质是真空或空气，N就是折射介质的绝对折射率，简称折射率。由于光在真空中的传播速度大于在其他介质中的传播速度，因此N＞1，通常N在1-2之间。由折射定律可知：折射率的大小和光在介质中的传播速度成反比；折射率的大小和介质密度成正比。同一介质的N值随波长而异，称折射率色散。同一介质N和波长成反比。一般N是指在黄光中测定的数值。不同的矿物由于其内部构造不同，N值大小也不同。因此，N值大小是鉴定透明矿物最可靠的常数之一。第三节光在均质体和非均质体中传播的特点根据晶体的光学性质不同，把晶体分成两类，即光性均质体和光性非均质体。光性均质体：光学性质在各振动方向上都相同（各向同性）。非晶质体和等轴晶系的矿物属于光性均质体。非光性均质体：光学性质随方向而异（各向异性）的晶体称光性非均质体。低级、中级晶族的晶体都是非均质体。光在均质体和非均质体中传播的特点是不相同的。一、光在均质体中传播的特点⒈光射入均质体中，在各个振动方向上光速相同，N只有一个，且各振动方向均相同。⒉光射入均质体中，基本不改变光的振动特点和振动方向，不发生双折射。二、光在非均质体中传播的特点⒈光射入非军职体中，传播速度随振动方向而异，折射率N随振动方向而异。⒉光射入非均质体中，除特殊方向外，都要仿生双折射，即一条光分解成两条互相垂直的光。这两条偏光传播速度不等，折射率也不同。两条偏光的折射率的差值称为双折射率。⒊光沿特殊方向射入时，不发生双折射，基本不改变光的振动特点和振动方向，此特殊方向称为光轴。中级晶族晶体有一个光轴，叫一轴晶；低级晶族晶体有两个方向不发生双折射，即有两个光轴叫二轴晶。光射入一轴晶矿物时的情况⑴光沿光轴射入时，不发生双折射，只有一条偏光，振动方向垂直光轴，各方向折射率相等，这条光叫常光，用“O”表示，折射率用No表示。⑵光沿任意方向射入时发生双折射，分解成两条互相垂直的偏光，其中一条是常光No垂直光轴，另一条偏光虽不同入射光的方向而改变，其振动方向在光轴和光的传播方向组成的平面内垂直No。折射率的大小随振动方向而异，称为非常光，用“e”表示，折射率为Ne。[本讲课程的小结]主要讲授了自然光和偏光的概念及特点；光的折射和折射定律；光在均质体和非均质体中传播的特点。[本讲课程的作业]光在均质体和非均质体中传播的特点？一轴晶、二轴晶光率体的光性方位如何？

课程名称：《无机材料岩相分析》第10周第7讲摘要授课题目（章、节）第三章晶体光学基础§3-4光率体及其在晶体中的位置本讲目的要求及重点难点：[目的要求]掌握光率体概念及一轴晶、二轴晶光率体的特点；熟悉一轴晶、二轴晶光率体的光性方位。[重点]光率体概念及一轴晶、二轴晶光率体的特点。[难点]光率体。内容[本讲课程的引入]矿物的折射率值主要取决于光在矿物中的振动方向，而光率体就是表示矿物折射率值与振动方向之间关系的几何图形。[本讲课程的内容]第三章晶体光学基础第四节光率体及其在晶体中的位置一、光率体的概念光率体是表示光的振动方向和相应折射率值之间关系的立体图形，用于解释一些光学现象。在晶体中光率体并非真实存在，而是从光学现象中抽象出来的概念，它反映了晶体光学性质中最本质的特点，形状简单，应用方便。由于各类晶体的光学性质不同，所构成的光率体形状也不同。二、均质体光率体的特点光在均质体中传播时，各方向速度相同，折射率相等且只有一个，因此均质体的光率体是一个球体，切面为圆，圆的半径代表N值大小。不同的均质体，N值不同，球体大小不同，圆的半径也不同。三、非均质体一轴晶光率体的特点⒈一轴晶光率体的构成⑴以石英为代表的一轴晶光率体的构成我们把石英晶体平行Z轴（光轴）方向切成薄片放在折射以上，测出光的振动方向和相应的折射率值。其一为常光，振动方向垂直c轴，折射率为1.544，以No表示；另一为非常光，其振动方向平行于c轴，折射率为1.553，以Ne表示。在平行c轴的方向上截取Ne=1.553，垂直光轴的方向上截取No=1.544，以此二线段为长短半径可构成一个垂直入射光的椭圆切面。这种光率体的特点是：其旋转轴为长轴，亦称光轴。光沿光轴振动方向的折射率大些，即Ne>No，称为一轴晶正光性光率体。凡属一轴晶矿物并且有此特点的，皆称为一轴晶正光性矿物。当光线垂直方解石的c轴(光轴)射入时，发生双折射，其No=1.658，Ne=1.486，用上述方法作出的光率体，则是一个以c轴为旋转轴的扁形旋转椭球体。它的特点与石英光率体相反，旋转轴为短轴，光沿光轴方向振动的折射率，总比垂直于光轴振动方向的折射率小些，即Ne<No，称为一轴晶负光性光率体。具有此特点的一轴晶矿物，皆称为一轴晶负光性矿物。一轴晶（中级晶族）光率体的特点（1）为一旋转（二轴）椭球体。其旋转轴为中级晶族晶体的高次轴（Z轴），也是光率体的光轴，且永远是Ne方向；水平轴永远是No方向。Ne、No为二主折射率，其差值为最大双折率。（2）有正负之分。Ne＞No正，Ne＜No负一轴晶光率体的主要切面：垂直光轴的切面：圆形，N=No，双折率为零；平行光轴的切面：主切面，椭圆形，No、Ne为椭圆半径及主折射率，最大双折率；斜交光轴的切面：椭圆形，No、Ne’，双折率在0-最大之间。一轴晶光率体的光性方位：Ne与Z轴一致。二轴晶（低级晶族）光率体的特点⑴为一三轴椭球体。有平行a、b、c结晶轴的大、中、小三个主折射率值，分别以Ng、Nm、Np表示。代表三个主要的光学方向，称为光学主轴。包含两根主轴的平面称为主轴面。⑵有三个相互垂直的主轴面，即NgNp、NgNm和NmNp面。⑶椭球体中有两个半径相当于Nm的圆切面，双折率=0。故有两个光轴（OA）。⑷包含二光轴的平面称为光轴面(opticaxialplane)，即NgNp面，用Ap表示。二根光轴之间的夹角称为光轴角(opticaxialangle),以2V表示。锐角等分线—Bxa；钝角等分线—Bxo。⑸有正负之分：Bxa=Ng或Ng-Nm＞Nm-Np正光性Bxa=Np或Ng-Nm＜Nm-Np负光性2V大小见教材P83公式。二轴晶光率体的主要切面：垂直光轴(OA)的切面（沿光轴入射）：圆，半径为Nm，双折率=0。平行光轴面（Ap）的切面（沿Nm入射）：椭圆(相当于主轴面NgNp面)，长短半径分别为Ng与Np，双折射率值=Ng-Np，最大双折射率。垂直Bxa的切面：椭圆，正光性：NmNp面，负光性：NgNm；双折射率=Nm-Np或Ng-Nm，其大小介于零与最大值之间。垂直Bxo的切面：椭圆，正光性：NgNm面，双折射率=Ng-Nm；负光性：NmNp面，双折射率=Nm-Np。斜交切面：椭圆⑴垂直主轴面（NgNp、NgNm、NmNp）的斜交切面：椭圆半径中有一个为主轴Ng、Nm或Np，另一个为Ng’或Np’。重点：垂直AP（NgNp）的斜交切面，半径一个为Nm，另一个为Ng’或Np’。⑵任意斜交面：椭圆，长短半径为Ng’和Np’，双折率=Ng’-Np’总结：光平行光轴入射(垂直光轴的切面)，双折射率值为零；平行Nm射入（平行光轴面的切面)双折射率值最大，其它方向切面的双折射率值介于二者之间。二轴晶光率体的光性方位：斜方晶系：三个主轴Ng、Np、Nm与X、Y、Z轴重合；单斜晶系：Y轴与Ng、Np、Nm之一重合；三斜晶系：只对称中心与光率体中心重合，主轴与晶轴均斜交。[本讲课程的小结]光率体概念及一轴晶、二轴晶光率体的特点及其在晶体中的位置。[本讲课程的作业]垂直Bxo切面的双折率总是＞垂直Bxa切面的双折率，为什么？

课程名称：《无机材料岩相分析》第11周第8讲摘要授课题目（章、节）第四章偏光显微镜下晶体的光学性质第一节偏光显微镜及薄片制备本讲目的要求及重点难点：[目的要求]熟悉偏光显微镜的构造并学会使用和调节；了解样片制备技术。[重点]偏光显微镜的构造并学会使用和调节。[难点]中心校对、检查上下偏光是否严格正交。内容[本讲课程的引入]偏光显微镜和反光显微镜是研究矿物光学性质的重要仪器，必须很好地掌握它的性能与操作方法。同时，还要掌握磨制矿物样片的基本方法。[本讲课程的内容]第一节偏光显微镜及薄片制备一、偏光显微镜的构造偏光显微镜的式样很多，因出厂牌号而不同。但其基本构造是相类似的。（重点在实验课）1.物镜：是决定显微镜成像性能的重要因素，其价值占整个显微镜的1/5—1/2。物镜分干燥物镜和油浸物镜两种。物镜与观察物体间的介质为空气者，称为干燥物镜（干镜头）；介质为油者称为油浸物镜。物镜按放大倍数不同，一般分为低倍、中倍、高倍三种。放大几倍的常称为低倍物镜；放大10-30倍左右的一般称为中倍物镜；放大30-100倍左右一般称为高倍物镜。物镜的放大倍数都直接标记在物镜的金属框上。2.目镜它用于放大物镜所形成的形象，放大倍数的表示与物镜相同，如5x、10x等。在目镜中常常带有十字丝或测微尺(或方格网)，用以测定矿物粒度大小和矿物定量。显微镜的总放大倍数为目镜放大倍数与物镜放大倍数的乘积。例如用5x的物镜和10x的目镜，则其总放大倍数为5×10=100倍。3.反光镜是一个平、凹两面的小圆镜，可以任意转动，以便对准光源，把光反射到显微镜的光学系统中去。使用时应尽量取得所需的亮度。一般在弱光源或锥光鉴定时，常使用凹面镜。4.下偏光镜位于反光镜之上，由偏光片制成。从反光镜反射来的自然光，通过下偏光镜后即成为振动方向固定的偏光。下偏光镜一般可以转动，以便调节其振动方向，常以PP表示其振动方向。5.锁光圈在下偏光镜之上，可以自由开合，用以控制光的透过量，缩小光圈可使光度减弱。6.聚光镜在锁光圈上面，由一组透镜组成。它可以把从下偏光镜透出的平行偏光聚敛成锥形偏光。不使用时，可以推在侧面或下降。7.上偏光镜其构造与下偏光镜相同，振动方向以AA表示，常与下偏光镜振动方向垂直。可以自由推入或拉出，有的上偏光镜还可以转动。8.勃氏镜它位于目镜与上偏光镜之间，是一个小的凸透镜。可以因需要而推入或拉出。有的显微镜其勃氏镜可以上下升降，前后左右移动，并附有锁光圈。在观察细小矿物时，缩小锁光圈，可以挡去周围矿物透过光的干扰，使干涉图更加清楚。除上述各主要部分以外，还有一些附件，如石英楔、石膏试板及云母试板等。二、偏光显微镜的调节与校正l.装卸镜头(l)装目镜将选用的目镜插入镜筒上端，使十宇丝在前后、左右方向上。(2)装卸物镜因显微镜类型不同，物镜的装卸有下列几种情况：l)如果几个不同倍数的镜头已安装于一个可以转动的圆盘上，将需用的物镜转到镜筒之下即可。但必须转到似有阻碍时为止，转过头或未转到位置都会使物进偏离镜筒中轴。2)有的显微镜是利用螺旋来装卸镜头的，在镜筒之下有螺丝口，将选用的物镜旋上即可。3)某些显微镜是以弹簧夹将物镜夹住，但必须将物镜上的小钉夹干夹子的凹处，才能卡紧。2.调节照明(对光)装上中倍物镜(10x或8x)与目镜以后，轻轻推出上偏光镜与勃氏镜，打开锁光圈，转动反光镜对准光源，直到视域最亮为止。如果视城总对不明亮，则可去掉目镜从镜筒内观察光源的象，若看不见光源，说明反光镜位置不对或有别的障碍。去掉障碍，转动反光镜直到光源照亮整个视城或其中央部分为止。再装上目镜，视域必然最亮。不要把反光镜直接对准太阳光，因为太阳光太强，容易使眼睛疲劳。3.调节焦距(准焦)调节焦距主要是为了能使物象清楚可见，其步骤如下:(1)将欲观察的矿物薄片(必须使盖玻璃向上)置于载物台中心，用弹簧夹夹紧。(2)从侧面看着镜头，转动粗动螺旋，将镜筒下降到最低位置（高倍物镜下降到几乎与薄片接触为止）。(3)从目镜中观察，同时转动粗动螺旋使镜筒缓缓上升，直至视域内物象清楚为止。准焦以后，物镜前端与薄片平面间的距离称为工作距离，其长短因放大倍数而不同。放大倍数低，工作距离较长；反之工作距离短。在调节焦距时，绝不能眼晴看着镜筒内而下降镜筒。因为这样容易撞碎薄片并损坏镜头。在调节高倍物镜焦距时，尤应注意。因为高倍物镜的工作距离很短，准焦后镜头几乎与薄片平面接触。如果薄片上的盖玻璃朝下放时，则根本对不准焦点。因而，最容易发生压碎薄片及损坏镜头事故。此外，在进行显微镜工作时，要学会两眼同时睁开看，这样既可以保护视力，又便于绘图。4.中心校正：在显微镜的机械系统中，载物台的旋转轴、镜筒中轴、物镜中轴和目镜中轴应当严格在一条直线上。当它们是在一条直线上时，旋转物台时视城中心的物象不动，其周围的物象则绕视域中心作圆周运动(图4-2A)。如果它们不在一条直线上（即中心不正），旋转物台时，视城中心的物象将离开原来位置，连同其它部分的物象绕另一中心旋转（图4-2B）。这样不仅可能把视城内的某些物象转出视域之外，妨碍观察；而且影响对矿片光学性质的测定精度。特别是使用高倍物镜时，根本不能观察。因此，必须进行校正中心工作。在显微镜中，镜筒中轴和目镜中轴是固定的，只能校正物镜或载物台位置(有些显微镜的载物台也是固定的，只能校正物镜位置)。不论是校正物镜位置或者是载物台位置，一般都是借助于两个彼此垂直的校正螺丝进行校正。在校正中心之前，必须检查物镜安装位置是否正确，如果物镜没有安装在正确的位置上，不但不能校正中心，而且往往容易损坏物镜及校正螺丝。在校正中心时，如果发现校正螺丝旋转费力或扭不动时切勿强加扭动，应立即检查原因或报告指导教师步骤：⑴任选一特征点A置于十字丝中心；⑵转载物台180°，A距中心最远A’；⑶扭动校正螺丝，使A’移到AA’的一半处；⑷用手移动薄片，将A’点放中心，旋转载物台，看是否偏移。重复以上步骤，直至不偏移为止。5.偏光镜的校正：⑴检查下偏光振动方向：黑云母，解理纹方向（颜色达最深时）平行十字丝之一。否则，调下偏光。⑵上、下偏光振动方向是否正交：推入上偏光，视域黑暗。否则，不正交。⑶上、下偏光振动方向是否与十字丝平行：使黑云母解理纹平行十字丝之一且颜色达最深，拿掉薄片，推入上偏光，视域黑暗。否则，转动上偏光使视域达全黑为止。三、样片制备：在偏光显微镜及反光显微镜下研究工艺岩石（炉渣等）、工艺矿石（烧结矿、球团矿）以及天然岩石和矿石的矿物组成、晶体大小、含量及其结构、构造特征时，必须将上述样品磨制成高质量的光片、光薄片及薄片等矿片。矿片的磨制质量，对鉴定矿物和观察结构特征影响极大，如果磨制的矿片质量不好，常常会影响鉴定工作的准确性。因此，必须学会磨制高质量的光片、薄片。（一）、光片的磨制工艺矿石（人造富矿）或天然矿石中的不透明矿物或半透明矿物，如磁铁矿、赤铁矿及褐铁矿等金属矿物，应磨制成一个大约为2×1.5×lcm的长方形光片。矿石光片的磨制过程如下：l.样品准备选择有代表性的铁矿石或人造富矿等样品。十分致密而坚固的样品可直接磨制;疏松散粒的样品，可先用树胶胶结加固后，再进行磨制。磨制光片所用矿石块，可先用切片机，将矿块切成略大于2×1.5×1cm（或2.5×1.5×1）cm长方形矿石块，然后进行磨制。2.粗磨将切下的矿石块放在磨片机上进行粗磨，先用120#～150#金刚砂把矿石磨成2×1.5×1厘米到2.5×1.5×1厘米的长方形矿石光片，然后再用清水洗净。3.细磨为了防止光片在细磨时有疏松碎屑掉下，在细磨前要用树胶胶结，再用400#～500#金刚砂在细而平的铁盘上进行细磨，直到把粗磨痕迹磨去为止，而后用清水洗净。洗净后换用800#～1000#金刚砂进行研磨，直到把400#～500#金刚砂细磨留下的痕迹磨去为止，用清水洗净。最后用氧化铝泥浆在玻璃板上精磨，磨到消除所有擦痕，使光片表面光滑有发光感觉时，再用清水洗净。4.抛光将细磨好的光片在抛光机上磨光。磨光时可根据矿物软硬程度不同，选择不同的磨料和磨光布。一般较硬的矿石，如铁矿石、烧结矿和球团矿等用氧化铬粉在丝绒上进行磨光，效果很好。光片磨光后在清水中漂洗，再用干丝绒和鹿皮把光面轻轻擦干，切忌用手摸。5.编号光片磨成之后，必须随即编号，以免混错。编号时，可先在光片的侧面或底面涂上白漆，然后以绘图墨水或黑、红油漆写上编号。这些工作做完后，即可供矿相显微镜观察、鉴定和研究。人造富矿光片用完后，最好放在干燥器中保存，以免光片粉化。（二）、光薄片的磨制准确地鉴定天然矿石、人造富矿中的透明矿物和半透明矿物（如橄榄石、硅灰石及铁酸钙等）的组成和它们与不透明矿物之间的关系，需要制作样品厚度为0.03毫米的透明光薄片。制作方法是把矿石切成略大干2.5xl.5x0.5厘米的长方形或其它形状的矿块，先将其一面经粗磨、细磨直到在玻璃板上细磨后，在清水中洗净。用固体光学树胶，把细磨光面粘在载玻璃片上，再反过来经粗磨到细磨一直磨到厚度为0.03毫米，然后在抛光机上抛光，制成既能当薄片用(用以在偏光显微镜下鉴定透明矿物或半透明矿物)同时又能当光片用(用以在矿相显微镜下鉴定不透明矿物)的光薄片。这种光薄片可以在同一片子上研究不透明矿物和透明矿物或半透明矿物的相互关系。同时对研究人造富矿来说，制成光薄片易于保存，放在干燥器中长久保存不致粉碎。（三）、薄片的磨制薄片是用以在偏光显微镜下研究天然岩石、矿石及工艺岩石、矿石中的透明矿物的片子。样品准备和磨制过程基本上与光薄片同。只是样品磨到厚度为0.03毫米后，不必抛光，但是要用液体光学树胶把盖玻璃粘在矿片的表面上。薄片是由很薄的矿片、载玻璃及盖玻璃所组成。疏松样品在磨制薄片前，须浸在树胶中煮胶，然后再制成薄片。在磨制自熔性或高碱度烧结矿以及某些工艺岩石的薄片时，由于其中有些矿物易被水浸蚀，可考虑用媒油或无水乙醇等作为细磨时的研磨剂。总结：薄片：切—磨—粘载玻片上—磨另一面至0.03mm—盖上盖玻片。光片制备：切—磨—抛光光薄片制备：切—磨至0.03mm—抛光多媒体课照图讲解。[本讲课程的小结]主要讲授了偏光显微镜的构造及部件的功能，显微镜的使用和调节及样片制备技术简介。[本讲课程的作业]1.中心校对的步骤？2.如何检查上下偏光是否严格正交？3.反光镜、聚光镜、勃氏镜在偏光显微镜中的作用？

课程名称：《无机材料岩相基础》第12周第9讲摘要授课题目（章、节）§4-2单偏光显微镜下晶体的光学性质（1）本讲目的要求及重点难点：[目的要求]了解单偏光镜的装置及光学特点；熟悉单偏光镜各种光学性质观察、测定方法；掌握解理及其夹角的测定。[重点]解理及其夹角的测定。[难点]多色性及吸收性公式。内容[本讲课程的引入]所谓单偏光镜，就是只用一个偏光镜（通常用下偏光镜）观察、测定晶体的光学性质。晶体的某些特征，如形态、解理等，不用偏光显微镜也能观察，但用一个偏光镜也不影响其效果，所以通常仍在单偏光镜下进行观察。[本讲课程的内容]第二节单偏光镜下的晶体光学性质单偏光:只用一个偏光，通常用下偏光。单偏光镜下能够观察、测定的主要光学特征有以下三个方面:形态和解理；颜色和多色性；比较矿物折射率的相对高低等。一、晶体的形态矿物晶体的形态决定于它的化学成分，晶体结构和生成条件。每一种晶体都具有一定的形态。但在工艺岩石切片中所见的矿物晶形，并不是整个立体形态，而是晶体某一切面的轮廓。同一晶体由于切面方向不同，可以表现出各种不同形状，如一个立方体因切面方向不同，切面的形状可以是正方形、三角形、六边形以及其它不规则的形状。在实际工作中必须综合许多方向的切面，才能正确判断晶体的形态。但在柱状、针状或板状晶体的切片中，近于纵切面和横切面的形状比较常见。自形晶：一般呈规则的多边形；半自形晶：部分晶棱为直线，部分为不规则曲线；他形晶：晶棱均为他形曲线。二、解理及解理角的测定l.解理的观察许多矿物都具有解理，但解理的方向、组数及完全程度并非全同，所以解理是鉴定矿物的一个重要依据。同时，解理面还往往与晶面、晶轴有一定的关系。所以解理还可以作为测定矿物某些光学常数的辅助条件或根据。矿物的解理面在薄片中是一些平行的细线，称为解理缝。根据解理的完善程度，一般分为以下三级:(1)极完全解理：细密而连续的直线；云母(2)完全解理：较粗，一条缝未完全贯穿；角闪石(3)不完全解理：断断续续，勉强能看出大致方向。橄榄石在磨制薄片时，由于机械张力影响，沿解理方向发生裂纹，常有树胶填充其中。由于矿物折射率与树胶折射率不同，光波透过时发生折射、反射作用而显示出解理缝来。所以，矿物解理缝的清楚程度，除与解理的完善程度有关外，还受矿物与树胶折射率的差值影响。矿物与树胶折射率相差愈大，解理缝愈清楚。解理缝的宽度除与解理性质有关外，还与切片方向密切相联系。当切片平面与解理面垂直时，解理缝最窄，代表真实的宽度。解理缝与切面是否垂直可借升降镜筒时解理缝是否向两边移动来鉴定。当切片法线与解理面成α交角时（图5-3）则解理缝必大于应有的宽度。此时升降镜筒，解理缝要向两边移动，a角逐浙加宽。当α角增大至一定角度时，解理缝就看不见了。达个角度称为矿物解理缝的可见临界角，或称为解理倾斜临界角。解理倾斜临界角的大小与矿物和树胶折射率的差值有关，差值愈大，临界角也越大。所以某些矿物虽有解理，但由于与树胶折射率相近，在薄片中常常不易看见解理缝，如长石等。同一矿物不同方向切面，解理缝的可见性、解理缝的宽窄以及解理缝的可见组数都会不相同。镜下研究，切勿以个别颗粒的片面观察就断定解理的有无及组数的多少，最好多看一些不同方向的切片，再作判断，以求正确。2.解理夹角的测定：两组解理的夹角及晶面的夹角都是鉴定矿物的重要依据。解理夹角在晶体上是固定的，但在矿物切面上所见的夹角大小，由于切片方向不同而有差异。只有在同时垂直于两组解理面的切片上解理缝的夹角才代表真正的解理夹角（图5-4）。这种方位的切面才能用来测量解理夹角，其镜下特征是:两组解理缝都是细而清楚；升降镜筒时，解理缝不向左右移动。解理夹角的测量步骤：①选择垂直两组解理的切面（两组解理缝细而清楚，升降镜筒时解理缝不向两边移动）。②使一组解理缝平行目镜十字丝的竖丝，记下载物台上读数为a。③旋转载物台，使另一组解理缝平行竖丝，读数为b，两次读数之差(b-a)即为所得。三、颜色和多色性光线通过矿物时，不论矿物如何透明，总要吸收一部分光线。如果矿物对白光中七色光波是同等程度的吸收，则光线通过矿物后仍为白光，矿物不具颜色，此种矿物称为无色矿物。如果矿物对白光中各种色光吸收能力不同，对某些色光吸收多，对另一些色光吸收少或不吸收，光通过薄片后，除去吸收的色光，其余色光相互混合，即成该矿物的颜色。如萤石之所以显紫色，正是由于矿物对白光选择吸收的结果。至于矿物颜色的浓度，除与该矿物的吸收能力有关外，还与薄片的厚度有关，薄片愈厚吸收愈多，颜色愈深。均质体矿物的光学性质各方向一致，对不同振动方向的光波选择吸收及吸收的总强度相同，所以均质体矿物薄片的颜色及颜色深浅，不因光波在晶体中的振动方向不同而发生改变。但非均质体矿物的颜色及其深浅则非如此。1.颜色：是矿物对白光中七色光波选择吸收结果。光通过薄片后，除去吸收的色光，其余色光互相混合，即为该矿物的颜色。薄片中矿物颜色的深浅，称之为颜色的浓度。薄片愈厚，颜色越深。2.多色性：非均质体矿物的颜色和浓度是随方向而改变的。在单偏光镜下旋转物台时，矿物颜色发生改变的现象称为多色性；颜色深浅发生改变的现象称为吸收性。一轴晶矿物：有两个主要的颜色，分别与Ne、No相当。如：电气石为负光性（No>Ne），将∥Z轴的切片置于单偏光镜下。二轴晶矿物：三个主要颜色，与Ng、Nm、Np相当。平行光轴面的切面：Ng、Np的颜色，多色性明显；垂直光轴的切面：Nm的颜色，不具多色性；垂直Bxa的切面：Nm、Np(正光性)或Nm、Ng(负光性）的颜色，其多色性明显程度介于二者之间。薄片愈厚，多色性愈显著。☆测定多色性公式必须在定向切片上进行。在非均质矿物中，多色性的明显程度除与矿物的本性有关外，还与切片方向有关。一般是平行光轴(一轴晶)或平行光轴面(二轴晶)切片的多色性最明显，垂直光轴切片不具多色性，其它方向切片的多色性明显程度介于二者之间。此外，多色性明显程度还与薄片厚度有关，薄片愈厚，多色性愈明显，所以观察矿物的多色性时，不能只凭个别颗粒下结论。测定多色性公式必须在定向切片上进行。[本讲课程的小结]主要讲授了单偏光镜的装置及光学特点；单偏光镜各种光学性质观察、测定方法；解理及其夹角的测定；糙面、突、的概念。[本讲课程的作业]1.矿物的多色性在什么方向切面上最明显？为什么？2.测定一轴晶、二轴晶矿物的多色性公式，需选择什么方向的切面？

课程名称：《无机材料岩相分析》第13周第10讲摘要授课题目（章、节）§4-2单偏光显微镜下晶体的光学性质（1）本讲目的要求及重点难点：[目的要求]掌握糙面、突起、贝克线、闪突起的概念。[重点]贝克线移动规律；闪突起的概念。[难点]贝克线及其移动规律。内容[本讲课程的引入]所谓单偏光镜，就是只用一个偏光镜（通常用下偏光镜）观察、测定晶体的光学性质。晶体的某些特征，如形态、解理等，不用偏光显微镜也能观察，但用一个偏光镜也不影响其效果，所以通常仍在单偏光镜下进行观察。[本讲课程的内容]第二节单偏光镜下的晶体光学性质四、贝克线、糙面、突起及闪突起1.矿物的轮廓与贝克线★轮廓：在两个折射率不同的物质接触处，可看到较黑暗的边缘。★贝克线：在轮廓附近可看到一条比较明亮的细线，当升降镜筒时，亮线发生移动，这条较亮的细线称为。边缘与贝克线产生的原因主要是由于相邻两矿物折射率不等，光线通过接触界面时，发生折射、反射作用所引起的（图示）。根据两种矿物的接触情况不同，可以分为下列几种清况:两矿物相邻界面倾斜接触时，如果折射率大的矿物盖于折射率小的矿物之上（图a），无论接触界面的倾斜程度如何，光线在接触处均向折射率高的一方折射；如果折射率小的矿物盖于折射率大的矿物之上，当接触面倾斜较缓时（图b），光线在接触处仍向析射率高的一方折射；当接触面倾斜较陡时（图7c），部分入射光的入射角大于全反射临界角，在接触界面处发生全反射；当两种矿物相邻界面垂直接触时（图d），垂直入射光不发生折射，但略为倾斜的入射光发生折射与全反射，仍然是光线在折射率大的一方集中。