晶體光學(xué)與光性礦物學(xué)實習(xí)指導(dǎo).doc

晶體光學(xué)與光性礦物學(xué)實習(xí)指導(dǎo)一 偏光顯微鏡的使用及礦物顆粒大小、含量的測定（一）偏光顯微鏡的使用與調(diào)節(jié)1 熟悉偏光顯微鏡的構(gòu)造、裝置、使用和維護保養(yǎng)方法2 調(diào)節(jié)照明（對光）（1）裝上低倍或中倍物鏡，打開鎖光圈，輕輕推出上偏光鏡、勃氏鏡及聚光鏡（2）轉(zhuǎn)動反光鏡至視域最亮為止。如果總是對不亮，可以輕輕抽出目鏡或推入勃氏鏡，然后轉(zhuǎn)動反光鏡至視域內(nèi)看到光源為止。此時加上目鏡或推出勃氏鏡，視域必然最亮。3 調(diào)節(jié)焦距（準焦）（1）將一薄片置于載物臺上（注意必須使蓋玻璃朝上），用彈簧夾夾住。（2）從側(cè)旁看物鏡鏡頭，轉(zhuǎn)動粗動螺絲，使鏡筒下降，至物鏡到最低位置（注意切勿壓碎薄片）。（3）從目鏡中觀察，同時轉(zhuǎn)動粗動螺絲，使鏡筒上升，當視域中剛剛出現(xiàn)物象時，改用微動螺絲，使物象清晰為止。（4）換用高倍物鏡，用同法調(diào)節(jié)焦距。在調(diào)節(jié)焦距時，絕不能眼睛看著目鏡下降鏡筒，因為這樣很容易壓碎薄片并損壞物鏡。在調(diào)節(jié)高倍物鏡焦躁時，尤應(yīng)注意。因為高倍物鏡的焦躁很短，鏡頭幾乎與薄片接觸，若薄片蓋玻璃朝下時，不但無法準焦，而且常有壓碎薄片，割傷鏡頭的事故發(fā)生。4 校正中心在校正中心前，必須檢查接物鏡位置是否正確，如物鏡沒有安裝在正確位置上，中心不但不能校正，而且往往容易損壞物鏡和校正螺絲。校正中心時，如發(fā)現(xiàn)螺絲旋轉(zhuǎn)費力，或失效時，應(yīng)立即報告，請求指導(dǎo)，切勿強力扭動。校正中心的方法，參閱教材的有關(guān)部分。5 視域直徑測量（1）測量中、低倍物鏡的視域直徑將帶刻度的透明三角板置載物臺上，準焦后，觀察視域直徑為幾毫米，分別記錄數(shù)值，待日后查用。（2）高倍物鏡視域直徑的測量：此時應(yīng)借助物臺測微尺。物臺測微尺長1毫米，刻有100小格的顯微尺（嵌在玻璃片上），每小格相當于0.01毫米。測量時將物臺測微尺置載物臺上，準焦后，觀察視域直徑等于微尺的幾小格。若為20格，則直徑等于200.010.2毫米。記錄所測結(jié)果，備日后查用。（二）礦物顆粒大小及含量的測量1 確定目鏡微尺格值（每格代表的長度）a 將物臺微尺置物臺上，準焦；b 轉(zhuǎn)動物臺微尺與目鏡微尺平行，并移動物臺微尺與目鏡微尺零點對齊。C 找出二尺刻線重合處，數(shù)此段各自的刻度數(shù)。d 應(yīng)用物臺微尺格數(shù)/目鏡微尺格數(shù)0.01毫米（物臺微尺每一小格長度）即可求出目鏡每一小格所代表的長度。2 測量礦物顆粒大小a 將欲測礦物置視域中心，轉(zhuǎn)動物臺使長軸方向與目鏡微尺平行；b 數(shù)目鏡微尺格數(shù)；c 以格數(shù)乘目鏡微尺格值即為長度；d 欲測寬，轉(zhuǎn)物臺90度，仍以前法進行。3 用目測法測量礦物的含量參考教材中所列的一套“巖石薄片中礦物百分含量圖案”作比較。在比較時必須注意礦物顆粒大小不同，顆粒數(shù)目差別很大。礦物形狀不同，暗色礦物和淺色礦物的估計都有一定差異。二 顏色和多色性的觀察，解理及解理夾角的測量1 確定下偏光鏡的振動方向觀察許多光學(xué)現(xiàn)象，必須知道下偏光鏡的振動方向。為此，在進行單偏光鏡下的晶體光性研究之前，必須確定下偏光鏡振動方向，并使之固定，不要輕易改變。（1）在一薄片中選擇一個具清晰解理的黑云母，置視域中心。（2）旋轉(zhuǎn)物臺使黑云母解理縫與東西十字絲平行。此時如果云母顏色最深，則東西十字絲方向即為下偏光鏡振動方向。否則，則需轉(zhuǎn)動下偏光鏡，至黑云母顏色最深為止。2 顏色、多色性及吸收性的觀察（1）使薄片中黑云母分別置視域中心，旋轉(zhuǎn)物臺使黑云母解理縫、電氣石延長方向平行下偏光鏡振動方向，觀察顏色并注意顏色濃度。（2）再旋轉(zhuǎn)物臺90度使解理縫或延長方向與下偏光鏡振動方向垂直，觀察顏色，并注意深淺變化。（3）使黑云母解理或電氣石延長方向與下偏光鏡振動方向斜交，觀察礦物顏色及其濃度，此時顏色及顏色濃度介于上述兩種情況之間。（4）將不具解理的黑云母，近于三角形的電氣石切面置視域中心，旋轉(zhuǎn)物臺，觀察顏色、濃度的變化。（5）使角閃石具一組解理，兩組解理的切片，分別置視域中心，旋轉(zhuǎn)物臺，觀察顏色濃度的變化。3 解理的觀察及解理夾角的測量（1）觀察薄片中云母、普通角閃石、斜長石、磷灰石的解理完善程度，并觀察角閃石、黑云母在不同方向切面中解理的可見性、組數(shù)。（2）測角閃石、透輝石的解理夾角。A 選擇合適的切片，即兩組解理縫細密而清晰，升降鏡筒時解理縫不左右移動。B 使一組解理與十字絲之一平行，記下載物臺刻度，記作A。C 旋轉(zhuǎn)物臺，使另一組解理與同一十字絲平行。再記下載物臺的刻度，如b。兩次讀數(shù)之差（a。b。）即為所測夾角。三 突起等級及折光率高低的比較1 礦物邊緣、糙面及突起等級的觀察A 觀察石英、云母、石榴石、透輝石、及螢石中礦物的邊緣輪廓特征、糙面，確定突起等級和突起正負。B 觀察白云石的閃突起。2 用貝克線、色散效應(yīng)法比較礦物折光率的高低A 用貝克線法確定透輝石、石英的突起正負、相對高低，并確定突起等級。B 確定螢石的突起正負。C 觀察石英、鉀長石的色散效應(yīng)，折光率相對高低和突起正負，并用貝克線法加以驗證。注意：（1）色散效應(yīng)只適用于無色透明礦物或介質(zhì)，且當兩者折光率相差很小的情況。（2）觀察色散效應(yīng)時，必須選擇二介質(zhì)接觸無雜質(zhì)處。（3）將所觀察兩礦物接觸部位置視域中心，并適當縮小光圈即可四 單偏光鏡下晶體光學(xué)性質(zhì)的系統(tǒng)觀察進一步熟悉掌握單偏光鏡下觀察的主要內(nèi)容：晶形、解理及解理夾角的測量、顏色及多色性、吸收性、突起、糙面邊緣、貝克線及色散效應(yīng)。逐個觀察橄欖石、輝石、黑云母、斜長石，系統(tǒng)記錄它們在單偏光鏡下的光性特征，并繪圖表示之。五 消光、干涉、干涉色的觀察及干涉色級序和干涉色升降判斷1 正交偏光鏡下觀察的準備(1) 檢查上、下偏光鏡振動方向是否垂直。A 裝上中倍或低倍物鏡，調(diào)節(jié)照明使視域最亮。B 推入上偏光鏡，觀察視域中黑暗程度如何。如果不夠黑暗，說明上、下偏光鏡振動方向不正交，需轉(zhuǎn)動上、下偏光鏡至視域最暗為止（注意下偏光鏡已調(diào)整至與東西十字絲平行，不宜再動。上偏光鏡偏光片可轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)，并使二者正交）。(2)檢查目鏡十字絲是否與上、下偏光鏡振動方向一致由于已使下偏光鏡振動方向與東西十字絲平行，并使上、下偏光鏡振動方向正交，南北十字絲應(yīng)與上偏光鏡振動方向平行，否則十字絲不正交，應(yīng)予維修。A 在薄片中找一個具有清晰解理的黑云母，置視域中心。旋轉(zhuǎn)物臺使解理縫與南北十字絲平行（黑云母解理縫平行東西十字絲時吸收性最強，不易觀察）此時最亮。B 推入上偏光鏡，如果黑云母變至最暗，說明上、下偏光鏡振動方向已正交。C 推入上偏光鏡后，如果黑云母未達到最暗，說明十字絲與上下偏光鏡振動方向不平行，此時應(yīng)旋轉(zhuǎn)物臺使黑云母最暗，然后再轉(zhuǎn)動目鏡使十字絲與黑云母解理平行。2 消光與干涉現(xiàn)象的觀察A 觀察螢石或石榴石的全消光現(xiàn)象。B 觀察非均質(zhì)礦物任意方向切片（除垂直光軸外）的四次消光、四次明亮現(xiàn)象。將非均質(zhì)礦物任意方向切片置視域中心，推入上偏光鏡，旋轉(zhuǎn)物臺360度，有四次黑暗，四次明亮現(xiàn)象。但每次黑暗并非驟然變暗，而是由亮逐漸變暗直到消光，此時即為消光位。由消光位轉(zhuǎn)45度時最亮，所見干涉色最鮮艷和最亮。3 準確消光位的確定非均質(zhì)礦物的任意方向的切片，消光時的位置是消光位。此時無光通過上偏光鏡而視線呈現(xiàn)黑暗。如何準確確定是否達到消光位至關(guān)重要，其方法如下：A 置礦物切片于視域中心。B 旋轉(zhuǎn)物臺使之消光，即達最暗位置。C 插入石膏板，如果礦片呈現(xiàn)石膏一級紅干涉色，即達消光位，否則要稍轉(zhuǎn)物臺，至礦片是一級紅方可。4 干涉色的觀察(1)分別觀察云母試板（R1/4）、石膏試板（R1）的干涉色。(2)觀察石英楔的干涉色級序。A 裝好正交偏光鏡。B 從試板孔緩緩插入石英楔（從薄到厚），從鏡中可以看到視域中一至三級干涉色連續(xù)出現(xiàn)。其次序與干涉色色譜表的相同，有的甚至可看到四級干涉色。觀察時注意多級干涉色的特征。(3)觀察白云石的高級白干涉色。高級白干涉色往往是混合的灰白色，并帶珍珠色彩，但要確定為高級白干涉色應(yīng)作如下操作。A 置白云石于視域中心，推入上偏光鏡。B 旋轉(zhuǎn)物臺使其消光，再轉(zhuǎn)物臺45度觀察干涉色特征。C 插入云母板或石膏板，干涉色無明顯變化，此即為高級白，否則為一級白。(4)觀察綠泥石，綠簾石的異常干涉色。5 判斷干涉色級序(1)直觀法和色圈法根據(jù)各級的特征，多次觀察對比，積累經(jīng)驗，可以直接觀察、判斷干涉色的級序。一級以上干涉色的礦片，其邊緣往往可見到細圈干涉色色圈，紅圈圈數(shù)加1，即為礦片本身的干涉色級序。用直觀法判斷石英和白云石的最高干涉色；用色圈法判斷橄欖石的最高干涉色。(2)借助試板判斷干涉色級序1)用石膏板和云母板判斷，其步驟如下：A 將該切片轉(zhuǎn)至消光位。B 由消光位轉(zhuǎn)物臺45度，至干涉色最亮。C 插入試板觀察干涉色變化。D 向相反方向轉(zhuǎn)物臺90度（即由消光位轉(zhuǎn)45度），觀察干涉色特征。如用石膏板時出現(xiàn)黃或灰，用云母板時出現(xiàn)橙紅或灰白，則該黃為一級黃。2)用石英楔判斷干涉色級序A 在薄片中選干涉色最高的切片置視域中心，旋轉(zhuǎn)物臺使之消光，再轉(zhuǎn)物臺45度，觀察切片的干涉色。B 從試板孔緩緩插入石英楔，如果干涉色逐漸降低，直到礦物切片呈現(xiàn)黑暗或出現(xiàn)黑帶為止（如果干涉色逐漸升高，旋轉(zhuǎn)物臺90度，再插入石英楔）。C 緩緩抽出石英楔，干涉色由低逐漸升高，注意有幾次紅色出現(xiàn)，紅色數(shù)加1即為該片干涉色級序。6 判斷干涉色級序升降干涉色的升高與降低，是以色譜表的順序為標準確定的，干涉色向色譜表右方移動是升高，向左方移動是降低。(1)借助石膏板判斷干涉色升降石膏板R575毫米，呈一級紅干涉色，通常用于判斷一級干涉色的升降，它升降一個級序。A 將石英切片置視域中心，旋轉(zhuǎn)物臺使之消光，再轉(zhuǎn)45度，呈一級灰白干涉色。B 插入石膏板，觀察干涉色的變化（注意此時判斷干涉色升降應(yīng)以石膏板的干涉色為準）。若由一級紅變?yōu)槎壧m，則干涉色升高；若由一級紅變?yōu)橐患壔野谆蛞患夵S（對礦物來說升高了），則干涉色降低。(2)借助云母板判斷透輝石干涉色的升降。云母板R147毫微米，呈一級灰白干涉色，使用它可使干涉色升降一個色序，其使用方法與石膏板相同，通常用于一級以上干涉色升降的判斷。(3)借助石英楔判斷透輝石干涉色的升降。A 將具較高干涉色的透輝石切片（有干涉色圈者）置視域中心。旋轉(zhuǎn)物臺使之消光，再轉(zhuǎn)45度觀察干涉色。B 向試板孔緩緩插入石英楔，觀察干涉色的連續(xù)變化。C 按色譜表順序確定干涉色升降。D 一般應(yīng)根據(jù)干涉色圈的移動情況來判斷，當插入石英楔時，色圈向外移動是升高，向內(nèi)移動是降低。六 雙折率的測量和光率體軸名的測定1 雙折射率的測量1)測薄片厚度由公式Rd（N1N2）知雙折射率（N1N2）Rd，可見由薄片厚度（d）和光程差（R）即可求出雙折射率。巖石薄片應(yīng)磨制0.027mm厚，但一般達不到要求。為精確測量雙折射率應(yīng)首先測量薄片厚度，方法是：A 在薄片中找已知礦物具最高干涉色的切片，得N1N2；B 確定干涉色級序，得光程差；C 由公式N1N2Rd，得d。已知石英的最大雙折射差NeNo0.009，根據(jù)薄片中石英的最高干涉色求出薄片的厚度。2)測雙折射率雙折射率是非均質(zhì)礦物的重要光學(xué)常數(shù)。但只有最大雙折射率才具鑒定意義。所以測礦物雙折率必須在平行光軸（一軸晶）和平行光軸面（二軸晶）切面上進行。定向切面應(yīng)通過錐光觀察尋找，一般只需找具最高干涉色切面即可。A 用石英楔測橄欖石的雙折射率。B 找最高干涉色切面，確定其干涉色級序；C 假定薄片厚度為0.027mm；D 查干涉色色譜表，得雙折射率。2 光率體軸位置和名稱的確定用試板確定透輝石不同方向切面（具一組解理的切片和具兩組解理的切片）光率體軸位置和名稱。(1)將選定切片置視域中心，轉(zhuǎn)物臺使之消光，此時十字絲方向即為光率體軸的位置。(2)由消光位轉(zhuǎn)45度（順時針、逆時針方向均可）。(3)插入試板，觀察干涉色升降。由光程差迭加原理，判斷光率體軸名稱。七 消光類型、消光角及延長符號的測定1 觀察磷灰石、角閃石、電氣石、白云母不同方向切面的消光類型。2 測量磷灰石、電氣石、白云母的延長符號。A 將欲測礦物切片置視域中央，轉(zhuǎn)動物臺使之消光。B 由消光位轉(zhuǎn)物臺45度，呈最亮干涉色。C 插入試板，根據(jù)干涉色升降確定光率體軸名稱。即得延長符號。3 測普通角閃石、透輝石的消光角，確定其延長符號。A 選最高干涉色切面，置視域中心。B 轉(zhuǎn)物臺使解理平行南北十字絲，記下物臺讀數(shù)。C 轉(zhuǎn)物臺使之消光，并達準確消光位，記下物臺讀數(shù)。D 兩次讀數(shù)之差即為夾角。E 由消光位轉(zhuǎn)物臺45度，至最亮干涉色；然后插入試板，根據(jù)干涉色升降確定光率體軸名稱。F 寫出消光角（注意表示消光角必須有三要素，一是礦物結(jié)晶學(xué)方向，如結(jié)晶軸，雙晶面，解理縫等；二是光率體軸名稱；三是二者之間夾角）。八 一軸晶干涉圖及光性測定1 錐光鏡下觀察的操作程序：A 用中倍或低倍物鏡在薄片中找好欲研究的礦物切片，移到視域中心（如為單礦物定向切片可省略此步）B 把聚光鏡升到最高位置。C 換用高倍物鏡，并小心準焦（注意：要特別小心，切勿壓碎薄片，割傷鏡頭?。?。D 認真地校正中心。E 推入上偏光鏡及勃氏鏡，即可看到干涉圖。注意：A 射入反光鏡的光線，如中途有障礙物，則在視域中有黑影出現(xiàn)，影響干涉圖的觀察，必須轉(zhuǎn)動反光