【地质资料】第5章(续)-晶体矿物的光学性质.ppt
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1、第五章 晶体矿物的光学性质,第一节 单偏光镜下的晶体光学性质 第二节 正交偏光镜下的晶体光学性质 第三节 锥光镜下的晶体光学性质 第四节 透明矿物薄片的系统鉴定,第一节 单偏光系统下晶体的光学性质,单偏光系统: 在只使用下偏光镜(起偏镜)的情况下,观察和测定矿物的光学性质的系统.,单偏光镜下研究:就是在观察、测定矿片的光学性质时只使用下偏光镜,即称之为单偏光系统。 由光源发出的自然光波,通过下偏光镜后,变成振动方向平行下偏光振动方向PP的偏光。,1)当载物台放置均质体矿片时,偏光射入该晶体后不改变振动方向 2)当载物台放置非均质矿片时,若其光率体椭圆半径之一与PP方向平行时,由下偏光镜透出的振
2、动方向平行PP的偏光,进入矿片后沿该半径方向通过矿片不改变振动方向,此时,矿片的折射率等于光率体椭圆半径长短; 3)当矿片的光率体椭圆半径与PP斜交时,光波进入晶体后则发生双折射,分解形成振动方向分别平行光率体椭圆长短半径的两束偏光,其折射率分别等于椭圆的长短半径。,原 理,单偏光系统光波通过晶体的光路图,主要研究内容,1.矿物的外表特征: 形态,解理等. 2.与矿物吸收性有关的光学性质: (颜色,多色性,吸收性等) 3.与矿物折射率有关的光学性质: 突起, 闪突起, 糙面, 边缘, 贝克线, 色散线等,第一节 单偏光系统下晶体的光学性质,1.晶体形态的观察方法,综合不同切面特征,正确判断矿物
3、的单体形态.,同一单体不同切面形态示意图,2 薄片中矿物解理的研究,单偏光镜下观察解理内容,解理的发育程度(解理等级) 解理方位(与结晶轴关系、单形) 解理组数 解理夹角,矿物晶体在外力作用下严格沿一定结晶方向破裂,并能裂成光滑平面的性质称为解理。薄片中解理缝被粘薄片的树胶充填其中,由于矿物折射率与树胶的差别,光透过时发生折射、反射作用使解理显示出来。,A 解理发育程度: (1).极完全解理:细、密、长(云母) (2).完全解理:解理清晰可见、偶尔不连贯(角闪石,辉石) (3).不完全解理:稀疏,连续性差,有时欠平直(橄榄石),二. 解理及解理夹角,5 解理夹角的测定,1)切片方向的选择,选择
4、同时垂直两组解理面的切片. 特征是两组解理缝最细最清楚, 当解理缝平行目镜十字丝时, 微微升降镜筒, 两组解理缝不左右移动.,=60,60,60,不同方向解理夹角变化示意图,2). 解理夹角的测定步骤,(1)选择颗粒,置于视域心. (2)转动物台使一组解理缝平行目镜十字丝纵丝 (图A),读取此时载物台刻度盘上的度数a. (3)再转动物台,使另一组解理缝平行目镜十字 丝纵丝,读取此时载物台刻度盘上的度数b (图B), a与b之差即为所测解理夹角.,图A,图B,(一). 颜色: 指在单偏光镜下,白光透过晶体后所呈现出来的颜色.矿物的颜色是晶体矿物对不同色光选择性吸收的结果,是未被晶体吸收的部分色光
5、的混合色(服从互补色原则).,三. 薄片中矿物的颜色,多色性和吸收性,注意:薄片中的颜色与手标本颜色的区别,与矿物吸收性有关的光学性质,第一节 单偏光系统下晶体的光学性质,二 多色性和吸收性,多色性:在单偏光镜下,某些非均质体矿物的颜色随物台转动而发生变化,这种现象称为多色性. 吸收性:颜色深浅的变化成为吸收性. 多色性和吸收性同样是鉴定矿物的重要特征. 成因:非均质体矿物非垂直光轴切片,各方向的光学性质不同,对光波的选择性吸收及吸收总强度也随方向而变化. 大多数矿物不具多色性变化是由于这种变化不明显. 表达方式:(多色性公式 A 和吸收性公式 B ) A: Ne= 浅紫色 No=深蓝色; N
6、g=深绿色 Nm=浅绿色 Np=黄绿色 B: Ne No 或 Ng Nm Np 等. 若折射率大的方向吸收性强,颜色深则为正吸收,反之,为反吸收,影响因素:矿物本身性质,切片方向,薄片厚度。,非均质性矿物的多色性与吸收性,一般都与光率体的主轴密切相关。一轴晶矿物有两个主要的颜色,分别平行光率体Ne与No两个主轴方向。,一轴晶的多色性与吸收性,多色性和吸收性,例:一轴晶负光性电气石 当下偏光振动方向PP与Ne振动方向平行时,呈现淡紫色;此时No 振幅为零。当PP与No振动方向平行时,呈现深蓝色。当PP与矿片的Ne与No两个主轴斜交时,偏光进入矿片后,发生双折射,被分解为振动方向分别平行于Ne和N
7、o的两列偏光,因此呈现的颜色是Ne颜色与No颜色的混合色。 黑电气石多色性特征表示方式: Ne=淡紫色,No=深蓝色。,一轴晶的多色性与吸收性,一轴晶矿物黑电气石的多色性记录方式: 多色性公式:No=深蓝色,Ne=浅紫色 吸收性公式:NoNe 思考:一轴晶垂直光轴的切面多色性如何?一轴晶有色矿物其多色性最明显的是哪个切面?,一轴晶的多色性与吸收性,普通角闪石平行光轴面(A,B)和垂直光轴面的(C)切面上多色性,例:普通角闪石多色性表述: Ng=暗绿色,Np=浅黄绿色,Nm= 绿色 Ng Nm Np 正吸收,四. 与矿物折射率有关的光学性质,边缘,贝克线,糙面,突起,闪突起,表现形式: 在薄片中
8、观察矿物时,不同矿物的表面有高低不平 的感觉,这种现象称为突起. 产生原因: 不同矿物的折射率与树胶的折射率的差值不同, 像点的位置就会高低不一样. 突起等级分类: 矿物的折射率大于树胶的折射率时,称为正突起;矿物的折射率小于树胶的折射率时,称为正突起. 六个等级:负高负低正低正中正高正极高,(一)突起,突起等级分类及简要特征,钙铝榴石的正高突起,铬尖晶石的正高突起,紫苏辉石正高突起,(二).闪突起,在单偏光镜下, 旋转物台, 双折射率很大的矿片, 突起高低会发生明显的变化.这种现象称闪突起. 例如: 观察方解石时,转动物台,方解石颗粒的边缘时粗时细,矿物的突起时高时低,旋转物台一周变化四次,
9、这种现象就是方解石的“闪突起”。 原理: 菱形的方解石颗粒,菱形长对角线方向平行下偏光振动方向时,方解石的折射率大于树胶;菱形短对角线方向平行下偏光振动方向时,方解石的折射率小于树胶。 非均质矿物都有些闪突起现象,双折射现象愈强的矿物,闪突起愈显著。白云石,方解石,白云母。,(三).贝克线和边缘,折射率不同的矿物接触时,由于光的折射和反射作用,使其接触处的光线聚散不一.光线集中的一侧产生一条亮线,称贝克线(光带);光线缺少的一侧产生一条黑暗的轮廓,称边缘. 应用:判断相邻两个矿物的折射率大小 (突起高低)(图示说明),贝克线的移动规律,贝克线移动的规律 提升镜筒,贝克线向介质折射率大的一侧移动
10、; 下降镜筒,贝克线向介质折射率小的一侧移动。 用途: 据贝克线和移动方向可以判断相邻二介质折射率的相对大小. 注意观察贝克线需要缩小光圈。,(四).糙面,糙面: 薄片中,某些矿物表面比较光滑,某些矿物表面比较粗糙,像皮革表面一般,称之为糙面。 形成原因:矿物表面实际上一些显微状的凹凸不平,矿物与树胶的折射率不相同,当光线经过两者之间的界面将发生折射,形成光线的发散和聚敛,使矿物表面因亮度不同,呈明暗相间的斑点。 糙面的明显程度取决于矿物折射率与树胶折射率相差值的大小及矿片表面的磨光程度。二者差值愈大,矿物的糙面愈明显。,薄片中矿物折射率、突起和糙面的关系,第二节. 正交偏光系统下 晶体的光学
11、性质,1.正交偏光系统的构成及光学特点 2.正交偏光镜间矿片的消光现象及消光位 3.正交偏光镜间矿片的干涉现象及干涉色 4.补色法则和补色器 5.正交偏光间主要光学性质的观测和测定,一.正交偏光系统的构成及光学特点,正交偏光系统光路图,构成: 同时使用上、下两个偏光镜且其振动方向互相垂直。,系统的光学特点: 不放任何矿片时,通过下偏光镜的光波其振动方向与上偏光镜的振动方向互相垂直,光波不能通过,视域黑暗。,二.正交偏光镜间矿片的消光现象及消光位,消光现象: 矿片在正交偏光镜间呈现黑暗的现象.,(一).全消光: 旋转物台一周, 均质体或非均质体垂直光轴切片的消光现象不改变(永久消光).,A,A,
12、上偏光镜,P,P,下偏光镜,晶体切片,(二). 四次消光,二.正交偏光镜间矿片的消光现象及消光位,旋转物台一周,非均质体晶体非垂直光轴切片的光率体椭圆半径有四次与下偏光镜平行的机会,故出现四次消光现象. 消光位:非均质体非垂直光轴切片在正交偏光镜间处于消光现象时的位置. 注意:矿片处于消光位时的意义,P,P,下偏光镜,晶体切片,A,A,上偏光镜,三. 正交偏光镜间矿片的干涉现象,非均质体晶体非垂直光轴的矿片,其光率体椭圆半径与上下偏光镜振动方向斜交时(即矿片不在消光位时),透过晶体分解的两束光波将发生干涉作用.,(1)两束光波的频率相等. (2)两束光波具有固定的光程差. (3)两束光波在同一
13、平面内振动.,1. 光波发生干涉作用的条件,如果两束光波具备上述条件将发生干涉作用,光率体椭圆半径与PP/AA斜交时的光路图(A)和矢量分解图(B),A,B,正交偏光镜间偏光矢量分解平面示意图(入射光波垂直屏幕),2.正交偏光镜间光波的干涉作用及控制因素,光源为单色光,2. 正交偏光镜间光波的干涉作用及控制因素,如果光源为单色光,则当光程差等于单色光半波长的偶数倍时(R=2n /2),干涉的结果是互相抵消而变黑暗; 光程差等于单色光半波长的奇数倍(R=(2n+1)/2)时, 干涉的结果是互相迭加,使亮度增强. 如果光程差介于二者之间,干涉的结果介于黑暗与最亮之间. 显然,光程差对干涉作用的结果
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