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学会砂岩薄片鉴定技术并不难（四）

2014-05-23 08:03阅读：

http://blog.sina.cn/dpool/blog/u/1778086794

正交偏光下的观察
所谓正交偏光镜（简称正交偏光）就是除了用下偏光镜外，再将上偏光镜插入镜筒，这样，上、下偏光镜的偏光震动面方向互相垂直正交，并分别与目镜十字丝的横丝及纵丝一致。
在正交偏光条件下，如果载物台不放置矿物薄片，视域是黑暗的。通常，我们通过这一特征来检测上、下偏光是否处于正交位置，因为很多偏光显微镜的上偏光旋钮正好位于手柄处，很易因固定螺丝松动使上偏光位置偏离正交。当上、下偏光不正交时，矿物的干涉色便会失真，这种问题在初学者中经常可能遇到。
在正交偏光镜下主要研究矿物的消光、双折射率和双折射率所产生的干涉色等光学现象，同时还涉及光率体椭圆半径轴名有关的一些内容，如光率体椭圆半径轴名的测定、消光角、延性符号和双晶等。
1、消光
矿物在正交偏光下变黑暗的现象，称为消光。
均质矿物、非晶质矿物和非均质矿物垂直光轴的切面，在正交镜下无论怎么转动物台总是消光的，称
为全消光。
均质体矿物全消光，是因为其光性是各向相同的；非晶体消光，是因为它没有光性；非均质体垂直光轴的切面全消光，是因为在该切面上光率体切面为圆形。常见的均质体矿物有萤石、石榴子石、方沸石等；常见的非晶质如蛋白石、火山玻璃等。如何区分均质体切片和非均质矿物垂直光轴切面呢？仅仅应用正交偏光是不行的，必须借助锥光条件（在锥光下均质体切片不出现干涉图，而非均质矿物垂直光轴切面则可出现干涉图）。
非均质矿物除垂直光轴外的其他切面，旋转物台一周，会有四次变暗，即有四次消光，这四个位置称为该矿物的消光位。 消光位是矿物的一个鉴定特征。当矿物处在消光位时，如果其解理缝、双晶缝、晶形或晶面与目镜十字丝之一平行，称为平行消光；如果二者斜交，则称为斜消光，其交角为消光角；如果目镜十字丝为两组解理或两个晶面夹角的平分线，称为对称消光。
一轴晶矿物，大多数切面为平行消光和对称消光；二轴晶矿物中，斜方晶系矿物大部分切面是平行消光和对称消光，少数可见斜消光，而且消光角一般都较小；单斜晶系矿物，各种消光类型都有，但以斜消光常见；三斜晶系矿物，绝大多数则是斜消光。矿物斜消光时，可以测其消光角，做为一个鉴定参考要素，一般选择干涉色最高的切面，此时切面平行于光轴面。如辉石最高干涉色的切面，如果是平行消光，则为斜方辉石，如果是斜消光，则为单斜辉石。单斜辉石和单斜角闪石，如果切面上只能见到一组解理，可以选择最大干涉色切面观察，角闪石消光角一般不超过30°，而辉石消光角一般在30°-45°，可以做为它们的一个鉴别特征。

学会砂岩薄片鉴定技术并不难（四）
1 石榴子石为均质体矿物，在单偏光下具高的正突起，糙面显著，部分无色，部分具不同的颜色

学会砂岩薄片鉴定技术并不难（四）
2 在正交偏光下，石榴子石全消光

学会砂岩薄片鉴定技术并不难（四）
3 照片中央两个石英颗粒处于消光位，将此切面石英置于锥光系统，可得到较完整的呈十字将交的干涉图，而均质体矿物在锥光下则不出现干涉图
学会砂岩薄片鉴定技术并不难（四）
4 岩石中的填隙物为非晶质---胶磷质
学会砂岩薄片鉴定技术并不难（四）
5 非晶质在正交偏光下呈全消光
学会砂岩薄片鉴定技术并不难（四）
6 砂岩中的填隙物以凝灰质为主
学会砂岩薄片鉴定技术并不难（四）
7 凝灰质为非晶质，在正交偏光下全消光
消光角的测定：消光角是晶体矿片处于消光位时，解理缝、双晶缝或晶棱与十字丝的夹角。实质上它是矿物的光率体椭圆半径与结晶轴或轴面间的夹角。
消光角的重要性对不同的晶系是各不相同的：
一轴晶及斜方晶系的矿物中斜消光切面不多，且消光角的大小主要与切面方向有关，不具有鉴定意义，因此中级晶族一轴晶的矿物和斜方晶系的矿物一般不测消光角。
单斜晶系和三斜晶系的矿物以具有斜消光的切面为主，且其消光角主要与矿物的化学组分和晶体结构有关，不同矿物消光角不同，因此消光角是这些矿物的重要鉴定标志之一。
同一矿物中，切片方位不同，消光角会有变化。因此，要选择具有鉴定意义的切面。单斜晶系的矿物一般选择平行（010）的切面，测定其最大消光角；三斜晶系矿物都是斜消光，一般选择矿物的特殊切面测定消光角。
下面以单斜晶系的角闪石类、辉石类矿物为例，介绍消光角的测定方法：
（1）选择适合的具有最大消光角的定向切面的矿物颗粒，其切片方位依矿物不同而异，对于角闪石类矿物应选择平行或近于平行光轴面的颗粒，该切面的标志是具有最高干涉色。
（2）将选好的切面移至视域中心，使解理缝或晶棱与显微镜目镜十字丝的竖丝平行，记下载物台刻度盘的读数a。转动载物台使矿物颗粒达到消光位，注意转动方向，最好使转动角小于45°，记下读数b。则二次读数之差a-b或b-a即为该矿物颗粒在该切面上的消光角。
（3）使矿片由消光位转45°到达干涉色最佳位，此时最明亮，选用合适的试板测定光率体椭圆切面的轴名。为准确起见将两个轴名同时测定以便互相校正，并记录之。
（4）按消光角的表示方法记录该矿物的消光角。如普通角闪石在（010）切面上的消光角为Ng∧C=25°。为保证测量准确，可选择两、三个颗粒分别测定，选其最大者作为矿物的消光角。

2 、干涉色
在正交偏光镜下，来自下偏光镜的平面偏光进入非均质矿物任意方向切面的矿片后发生双折射，形成具有光程差的震动面相互垂直的两列平面偏光，此两列平面偏光在上偏光镜会发生二次分解，在上偏光震动面内的两列偏光（分量）频率相等、又有光程差，便会发生干涉叠加，致使非均质矿物任意方向切面的薄片，在正交偏光镜下于非消光位时呈现明亮程度不同的色彩。这种非均质矿物任意方向的薄片在正交偏光镜下由光的干涉作用而呈现的色彩即为----干涉色。

光程差是形成干涉色的基本条件，光程差R又等于矿物薄片厚度d与该切面的双折射率的乘积。随着光程差的增加，干涉色按一定的次序周期性的出现，这种现象叫“干涉色级序”。每个级序中干涉色色调之间的明显的改变，称为一个色序，各色序之间是逐渐过渡的。 将石英楔插入正交偏光镜间的试板孔内，慢慢推入，干涉色会出现有规律的变化，可以据此将干涉色划分为四到五个级序。绝大多数矿物的干涉色都可以相应从中找到。熟悉干涉色的级序，对于鉴定矿物有重要意义。干涉色级序的高低，取决于矿物切面上的双折射率的大小。只有在平行光轴面时，矿物的双折射率才最大，此时呈现的干涉色级序最高，对于矿物才有鉴定意义。

学会砂岩薄片鉴定技术并不难（四）
某些矿物，在正常的厚度薄片中显示出与同旧绸缎般的白色干涉色，且插入石膏或云母试板无变化，其干涉色称为高级白。如方解石、白云石、榍石等。
有些矿物（双折射率低，干涉色接近一级灰）在某些切面的干涉色，在石英楔系列中找不到，称为异常干涉色。如绿泥石、黝帘石、黄长石和符山石的某些变种，呈现一种深蓝色（柏林蓝或超蓝色），或者锈褐色的异常干涉色。
如果薄片中矿物本身的颜色较显著，可以遮蔽具低一级干涉色或高级浅色的干涉色，需要仔细分辨清楚。精确测定薄片中矿物干涉色的级序，需要找出该矿物最高干涉色的颗粒，用石英楔或贝瑞克消色器来测试。随着经验的积累，一般的观察者都可以直接区分一、二、三级干涉色。

学会砂岩薄片鉴定技术并不难（四）
8 干涉色色谱表示意图
学会砂岩薄片鉴定技术并不难（四）
9 模仿干涉色真实颜色的干涉色色谱图

干涉色级序和色序的高低取决于光程差R的大小，而R=d(Ng-Np)，即决定于矿片厚度与双折射率的大小。在厚度一定的条件下（通常岩石薄片厚度约为0.03mm）薄片中矿物干涉色的高低可反映矿物双折射率的大小，高级白是双折射率高的表现。当然同种矿物切面方向不同其双折射率亦不相同，干涉色高低也不一样。因此文献资料中所称某矿物的干涉色均是指该矿物的最高干涉色，薄片研究时也应观测同种矿物的最高干涉色，因为只有最高干涉色才有鉴定意义。
备注：干涉色色谱表怎么看？

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