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技术专栏
偏光显微镜下的晶体光学性质观测

 

()完成偏光显微镜的安装

装上5倍目镜及10倍物镜,校好物镜中心。推入上偏光镜型偏光显傲镜中,(上偏光镜的振动方向已固定在十字丝南北方向上),转动下偏光镜使视域全黑,此时,下偏光镜的振动方向平行十字丝东西向,上、下偏光镜的振动方向互相垂直,正交偏光镜装置即告完成。

()偏光显微镜观察试板

在正交偏光镜间,分别将石膏试板、云母试板及石英楔插入试板孔中,按表12所列内容进行观察并牢记它们的特点及适用范围。

表12补色器特点及适用范围

试板名称

干涉色

光程差(nm)

加入后矿物干涉色变化

加入后判断升降标准

试板适用范围

石膏试板

一级紫红

560

R=560+Ⅱ,(升)R=560一",(降)

以石膏试板的一级紫红为标准

二级黄以下干涉色

云母试板

一级灰

147(1/4λ)

升降一个色序(土147)

以矿片上干涉色为标准

1~3级

石英楔

1~4级连续干涉色

0~2240

徐徐插入,干涉色不断升高或不断降低

以矿片上干涉色为标准

1~4级

()观察和测定晶体在正交镜下的光学性质

1.观察消光现象和干涉现象

(1)观察全消光现象

将均质体矿物(萤石)或非均质体矿物垂直光轴的切面,置于物台中心,在单偏光镜下准焦,推入上偏光镜,在正交镜下,转动物台360°,矿物切面始终保持全黑,即为全消光现象。

(2)观察四次消光和四次干涉现象

将非均质体矿物(石英、辉石、角闪石等)薄片置于物台中心,在单偏光镜下准焦,推入上偏光镜,在正交镜下任选一矿物颗粒切面(除垂直光轴的切面外)置于视域中心,转动物台360°,切面上出现四次黑暗和四次明亮,四次黑暗即为四次消光,四次明亮即为四次干涉.当以白光(阳光、日光灯光)为光源时,四次明亮还伴有相应的干涉色.自消光位转45°时,视域最亮,干涉色最明显。

2:测定矿片上光率体椭圆半径的方向和名称(测轴名)

(1)复习补色法则:

当两矿片在正交镜间45°位置(平行试板孔)重叠时,光通过后,总光程差的增减决定于两矿片的相对位置,有下列三种情况:

①同名轴平行时,R=R1+R2,干涉色升高

②异名轴平行时,R=R1-R2,干涉色降低

⑧异名轴平行时,若R1=R2,则R=0,切面消色而变黑暗(即出现补偿黑带)

根据消色法则,我们若将已知光率体椭圆半径轴名的晶体切片(试板)与未知光率体椭圆半径轴名的晶体切片重叠,即可按切面上千涉色的升降,测出未知晶体切片上的轴名。

(2)测轴名步骤

①将欲测矿物颗粒(石英等)切面置于视域中心,旋转物台至消光位,此时矿片上光率体椭圆两半径分别与上、下偏光振动方向平行。

②旋转物台45°,此时矿片上光率体椭圆切面半径之一平行试板孔。

③按矿物切面之干涉色,选择合适的试板插入试板孔,观察切面上千涉色的变化(升高或降低),依据消色法则即可确定出切面上平行试板孔方向的光率体椭圆半径的名称,并可标出与之垂直的另一半径的轴名。

3.测定干涉色级序与确定双折射率值

(1)熟悉干涉色色谱表

①在正交镜间,徐徐插入石英楔,对照干涉色色谱表,逐级认识各级干涉色的特点、顺序(色谱表由左向右逐渐升高,反之降低),

②学会运用干涉色色谱表,即利用表中光程差、薄片厚度和双折射率值三者的关系,从已知两者中求出第三者。

(2)测定干涉色级序步骤

①在正交镜下从欲测矿片(辉石或白云母)中选一干涉色最高之切面,置于视域中心,

②旋转物台使切面至消光位

转动物台45°(必须精确)④从试板孔缓缓插入石英楔,观察切面上千涉色的变化,若切面干涉色逐渐降低,则继续插到矿物切面呈现补偿黑带(黑带通常呈灰黑或灰色带,有色矿物则还夹有本身颜色)时为止(此时Rl=R2,R=0),若切面干涉色逐渐升高,则需转动物台90°后,再插入石英楔,即可找到补偿黑带位置(切面干涉色升降亦可用云母试板判断),

⑤除去矿物薄片,此时视域中石英楔所呈现的干涉色必与矿物切面之于涉色相同(R1=R2)

⑧缓缓抽出石英楔,干涉色由低升高,记下抽出时红带出现的次数n,则n十1即为矿物该切面的干涉色级序。

(3)确定双折射率值

①按所测得的干涉色级序,从色谱表上查出相应的光程差(x),设薄片厚度为0.03mm,则可在色谱表上沿放射线方向查得双折射串值;

②也可以根据公式R=d(N1-N2)计算出双折射率值。

4.观察消光类型

(1)消光类型按矿片消光时,其解理缝(双晶缝或晶面边棱等)与目镜十字丝(即光率体椭圆半径)的位置关系分为下列三种类型:

① 平行消光,如黑云母

② 斜悄光,如角闪石

③ 对称消光,如方解石、角闪石.

(2)观察方法

找一解理缝(或其它结晶方向)较清晰之矿物切面置于视域中心,在正交镜下转动物台至消光位,观察其解理缝(或其它结晶方向)与目镜十字丝的位置关系(平行、斜交或平分解理夹角),即可确定其消光类型。

5.测定消光角

(1)复习消光角定义

当矿片是斜消光时,其光率体椭圆半径(即目镜十字丝)与解理缝(双晶缝或晶面边棱)之间的夹角,称消光角。

(2)消光角测定步骤(角闪石或斜长石)

①选一适当切面,如角闪石即选一具有一组完全解理缝的、平行c轴(即平行光轴面)的、干涉色最高的切面。

②将此切面置于视域中心,使解理缝(或其它结晶方向)平行目镜十字丝竖丝,记下物台读数a:

③旋转物台使切面至消光位(记住旋转方向,一般向较近的消光位方向转,测锐角),再记下物台读数b。则a、b之差值即为消光角值。

④自消光位转45º使平行竖丝的光率体椭圆半径平行试板孔)。

⑤插入适当的试板,根据切面上干涉色的升高或降低,即可确定出与解理缝(或其它结晶方向)交角的光率体椭圆半径的名称。

⑥记录格式:某矿物在某晶面上的消光角为某光率体主轴∧某结晶轴= (如,某矿物在(010)晶面上Ng∧C=20°等)。

6.测定延性符号

(1)复习延性定义及正负延性概念

延性:是某些长条状(针状、柱状、纤维状)矿物沿某一方向延长的特性。

正延性:延长方向与Ng平行或夹角小于45°。

负延性:延长方向与Ng平行或夹角小于45°。

(2)测定延性符号步骤

①将矿物切面(斜长石)置于视域中心,使晶体延长方向干行目镜十字丝之竖丝,

②在正交镜下,切面消光(若不消光则需转动物台至与延长方向夹角小于45°的消光位),此时光率体椭圆半径之一平行十字丝竖丝,即平行延长方向(或与延长方向夹角小于45°);

②自消光位逆时针转45°,插入适当试板,根据切面上干涉色的升高或降低,确定出与延长方向平行(或夹角小于45°)的光率体椭圆半径的名称,便可知矿物的延性符号。

7.观察双晶

(1)复习双晶定义

双晶是指两个或两个以上同种晶体,按一定规律相互结合而成的规则连生体。

(2)观察几种双晶类型

①简单双晶:由两个单体组成。在正交偏光镜间,一个单体消光呈黑暗,另一个单体不消光呈明亮。旋转物台时,两单体明暗交替。观察花岗岩片中斜长石的简单双晶。

②聚片双晶:由两个以上单体组成。在正交偏光镜下,双晶结合面相互平行,呈聚片状。旋转物台时,两组单体轮流消光。观察花岗岩片中斜长石的聚片双晶

⑧格子双晶:由两组聚片双晶相交(近于90˚)而成的复合双晶。在正交偏光镜下,旋转物台,几组单体交替消光。观察微斜长石的格子双晶。