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晶体光学与光性矿物学实习指导

作者:      来源:     发表时间:2006-05-18     浏览次数:      字号:    

晶体光学与光性矿物学实习指导

 

一 偏光显微镜的使用及矿物颗粒大小、含量的测定

 

(一)偏光显微镜的使用与调节

1 熟悉偏光显微镜的构造、装置、使用和维护保养方法

 

2 调节照明(对光)

1)装上低倍或中倍物镜,打开锁光圈,轻轻推出上偏光镜、勃氏镜及聚光镜

2)转动反光镜至视域最亮为止。如果总是对不亮,可以轻轻抽出目镜或推入勃氏镜,然后转动反光镜至视域内看到光源为止。此时加上目镜或推出勃氏镜,视域必然最亮。

 

3 调节焦距(准焦)

1)将一薄片置于载物台上(注意必须使盖玻璃朝上),用弹簧夹夹住。

2)从侧旁看物镜镜头,转动粗动螺丝,使镜筒下降,至物镜到最低位置(注意切勿压碎薄片)。

3)从目镜中观察,同时转动粗动螺丝,使镜筒上升,当视域中刚刚出现物象时,改用微动螺丝,使物象清晰为止。

4)换用高倍物镜,用同法调节焦距。

在调节焦距时,绝不能眼睛看着目镜下降镜筒,因为这样很容易压碎薄片并损坏物镜。在调节高倍物镜焦躁时,尤应注意。因为高倍物镜的焦躁很短,镜头几乎与薄片接触,若薄片盖玻璃朝下时,不但无法准焦,而且常有压碎薄片,割伤镜头的事故发生。

 

4 校正中心

在校正中心前,必须检查接物镜位置是否正确,如物镜没有安装在正确位置上,中心不但不能校正,而且往往容易损坏物镜和校正螺丝。校正中心时,如发现螺丝旋转费力,或失效时,应立即报告,请求指导,切勿强力扭动。校正中心的方法,参阅教材的有关部分。

 

5 视域直径测量

1)测量中、低倍物镜的视域直径

将带刻度的透明三角板置载物台上,准焦后,观察视域直径为几毫米,分别记录数值,待日后查用。

2)高倍物镜视域直径的测量:

此时应借助物台测微尺。物台测微尺长1毫米,刻有100小格的显微尺(嵌在玻璃片上),每小格相当于0.01毫米。

测量时将物台测微尺置载物台上,准焦后,观察视域直径等于微尺的几小格。若为20格,则直径等于20×0.01=0.2毫米。记录所测结果,备日后查用。

 

(二)矿物颗粒大小及含量的测量

1 确定目镜微尺格值(每格代表的长度)

a 将物台微尺置物台上,准焦;

b 转动物台微尺与目镜微尺平行,并移动物台微尺与目镜微尺零点对齐。

C 找出二尺刻线重合处,数此段各自的刻度数。

d 应用物台微尺格数/目镜微尺格数×0.01毫米(物台微尺每一小格长度)即可求出目镜每一小格所代表的长度。

 

2 测量矿物颗粒大小

a 将欲测矿物置视域中心,转动物台使长轴方向与目镜微尺平行;

b 数目镜微尺格数;

c 以格数乘目镜微尺格值即为长度;

d 欲测宽,转物台90度,仍以前法进行。

 

3 用目测法测量矿物的含量

参考教材中所列的一套“岩石薄片中矿物百分含量图案”作比较。在比较时必须注意矿物颗粒大小不同,颗粒数目差别很大。矿物形状不同,暗色矿物和浅色矿物的估计都有一定差异。

 

 

二 颜色和多色性的观察,解理及解理夹角的测量

 

1 确定下偏光镜的振动方向

观察许多光学现象,必须知道下偏光镜的振动方向。为此,在进行单偏光镜下的晶体光性研究之前,必须确定下偏光镜振动方向,并使之固定,不要轻易改变。

1)在一薄片中选择一个具清晰解理的黑云母,置视域中心。

2)旋转物台使黑云母解理缝与东西十字丝平行。此时如果云母颜色最深,则东西十字丝方向即为下偏光镜振动方向。否则,则需转动下偏光镜,至黑云母颜色最深为止。

 

2 颜色、多色性及吸收性的观察

1)使薄片中黑云母分别置视域中心,旋转物台使黑云母解理缝、电气石延长方向平行下偏光镜振动方向,观察颜色并注意颜色浓度。

2)再旋转物台90度使解理缝或延长方向与下偏光镜振动方向垂直,观察颜色,并注意深浅变化。

3)使黑云母解理或电气石延长方向与下偏光镜振动方向斜交,观察矿物颜色及其浓度,此时颜色及颜色浓度介于上述两种情况之间。

4)将不具解理的黑云母,近于三角形的电气石切面置视域中心,旋转物台,观察颜色、浓度的变化。

5)使角闪石具一组解理,两组解理的切片,分别置视域中心,旋转物台,观察颜色浓度的变化。

 

3 解理的观察及解理夹角的测量

1)观察薄片中云母、普通角闪石、斜长石、磷灰石的解理完善程度,并观察角闪石、黑云母在不同方向切面中解理的可见性、组数。

2)测角闪石、透辉石的解理夹角。

A 选择合适的切片,即两组解理缝细密而清晰,升降镜筒时解理缝不左右移动。

B 使一组解理与十字丝之一平行,记下载物台刻度,记作A。。

C 旋转物台,使另一组解理与同一十字丝平行。再记下载物台的刻度,如b。两次读数之差(a。-b。)即为所测夹角。

 

三 突起等级及折光率高低的比较

 

1 矿物边缘、糙面及突起等级的观察

A 观察石英、云母、石榴石、透辉石、及萤石中矿物的边缘轮廓特征、糙面,确定突起等级和突起正负。

B 观察白云石的闪突起。

 

2 用贝克线、色散效应法比较矿物折光率的高低

A 用贝克线法确定透辉石、石英的突起正负、相对高低,并确定突起等级。

B 确定萤石的突起正负。

C 观察石英、钾长石的色散效应,折光率相对高低和突起正负,并用贝克线法加以验证。

注意:(1)色散效应只适用于无色透明矿物或介质,且当两者折光率相差很小的情况。

 

2)观察色散效应时,必须选择二介质接触无杂质处。

3)将所观察两矿物接触部位置视域中心,并适当缩小光圈即可

 

四 单偏光镜下晶体光学性质的系统观察

 

进一步熟悉掌握单偏光镜下观察的主要内容:晶形、解理及解理夹角的测量、颜色及多色性、吸收性、突起、糙面边缘、贝克线及色散效应。逐个观察橄榄石、辉石、黑云母、斜长石,系统记录它们在单偏光镜下的光性特征,并绘图表示之。

 

五 消光、干涉、干涉色的观察及干涉色级序和干涉色升降判断

 

1 正交偏光镜下观察的准备

(1) 检查上、下偏光镜振动方向是否垂直。

A 装上中倍或低倍物镜,调节照明使视域最亮。

B 推入上偏光镜,观察视域中黑暗程度如何。如果不够黑暗,说明上、下偏光镜振动方向不正交,需转动上、下偏光镜至视域最暗为止(注意下偏光镜已调整至与东西十字丝平行,不宜再动。上偏光镜偏光片可转动调节,并使二者正交)。

 

(2)检查目镜十字丝是否与上、下偏光镜振动方向一致

由于已使下偏光镜振动方向与东西十字丝平行,并使上、下偏光镜振动方向正交,南北十字丝应与上偏光镜振动方向平行,否则十字丝不正交,应予维修。

A 在薄片中找一个具有清晰解理的黑云母,置视域中心。旋转物台使解理缝与南北十字丝平行(黑云母解理缝平行东西十字丝时吸收性最强,不易观察)此时最亮。

B 推入上偏光镜,如果黑云母变至最暗,说明上、下偏光镜振动方向已正交。

C 推入上偏光镜后,如果黑云母未达到最暗,说明十字丝与上下偏光镜振动方向不平行,此时应旋转物台使黑云母最暗,然后再转动目镜使十字丝与黑云母解理平行。

 

2 消光与干涉现象的观察

A 观察萤石或石榴石的全消光现象。

B 观察非均质矿物任意方向切片(除垂直光轴外)的四次消光、四次明亮现象。

将非均质矿物任意方向切片置视域中心,推入上偏光镜,旋转物台360度,有四次黑暗,四次明亮现象。但每次黑暗并非骤然变暗,而是由亮逐渐变暗直到消光,此时即为消光位。由消光位转45度时最亮,所见干涉色最鲜艳和最亮。

 

3 准确消光位的确定

非均质矿物的任意方向的切片,消光时的位置是消光位。此时无光通过上偏光镜而视线呈现黑暗。如何准确确定是否达到消光位至关重要,其方法如下:

A 置矿物切片于视域中心。

B 旋转物台使之消光,即达最暗位置。

C 插入石膏板,如果矿片呈现石膏一级红干涉色,即达消光位,否则要稍转物台,至矿片是一级红方可。

 

4 干涉色的观察

(1)分别观察云母试板(R1/4λ)、石膏试板(R)的干涉色。

 

(2)观察石英楔的干涉色级序。

A 装好正交偏光镜。

B 从试板孔缓缓插入石英楔(从薄到厚),从镜中可以看到视域中一至三级干涉色连续出现。其次序与干涉色色谱表的相同,有的甚至可看到四级干涉色。观察时注意多级干涉色的特征。

 

(3)观察白云石的高级白干涉色。

高级白干涉色往往是混合的灰白色,并带珍珠色彩,但要确定为高级白干涉色应作如下操作。

A 置白云石于视域中心,推入上偏光镜。

B 旋转物台使其消光,再转物台45度观察干涉色特征。

C 插入云母板或石膏板,干涉色无明显变化,此即为高级白,否则为一级白。

 

(4)观察绿泥石,绿帘石的异常干涉色。

 

5 判断干涉色级序

(1)直观法和色圈法

根据各级的特征,多次观察对比,积累经验,可以直接观察、判断干涉色的级序。一级以上干涉色的矿片,其边缘往往可见到细圈干涉色色圈,红圈圈数加1,即为矿片本身的干涉色级序。

用直观法判断石英和白云石的最高干涉色;用色圈法判断橄榄石的最高干涉色。

 

(2)借助试板判断干涉色级序

1)用石膏板和云母板判断,其步骤如下:

A 将该切片转至消光位。

B 由消光位转物台45度,至干涉色最亮。

C 插入试板观察干涉色变化。

D 向相反方向转物台90度(即由消光位转45度),观察干涉色特征。如用石膏板时出现黄或灰,用云母板时出现橙红或灰白,则该黄为一级黄。

 

2)用石英楔判断干涉色级序

A 在薄片中选干涉色最高的切片置视域中心,旋转物台使之消光,再转物台45度,观察切片的干涉色。

B 从试板孔缓缓插入石英楔,如果干涉色逐渐降低,直到矿物切片呈现黑暗或出现黑带为止(如果干涉色逐渐升高,旋转物台90度,再插入石英楔)。

C 缓缓抽出石英楔,干涉色由低逐渐升高,注意有几次红色出现,红色数加1即为该片干涉色级序。

 

6 判断干涉色级序升降

干涉色的升高与降低,是以色谱表的顺序为标准确定的,干涉色向色谱表右方移动是升高,向左方移动是降低。

 

(1)借助石膏板判断干涉色升降

石膏板R575毫米,呈一级红干涉色,通常用于判断一级干涉色的升降,它升降一个级序。

A 将石英切片置视域中心,旋转物台使之消光,再转45度,呈一级灰白干涉色。

B 插入石膏板,观察干涉色的变化(注意此时判断干涉色升降应以石膏板的干涉色为准)。若由一级红变为二级兰,则干涉色升高;若由一级红变为一级灰白或一级黄(对矿物来说升高了),则干涉色降低。

 

(2)借助云母板判断透辉石干涉色的升降。

云母板R147毫微米,呈一级灰白干涉色,使用它可使干涉色升降一个色序,其使用方法与石膏板相同,通常用于一级以上干涉色升降的判断。

 

(3)借助石英楔判断透辉石干涉色的升降。

A 将具较高干涉色的透辉石切片(有干涉色圈者)置视域中心。旋转物台使之消光,再转45度观察干涉色。

B 向试板孔缓缓插入石英楔,观察干涉色的连续变化。

C 按色谱表顺序确定干涉色升降。

D 一般应根据干涉色圈的移动情况来判断,当插入石英楔时,色圈向外移动是升高,向内移动是降低。

 

六 双折率的测量和光率体轴名的测定

 

1 双折射率的测量

1)测薄片厚度

由公式R=d(N1-N2)知双折射率(N1-N2)=R∕d,可见由薄片厚度(d)和光程差(R)即可求出双折射率。

岩石薄片应磨制0.027mm厚,但一般达不到要求。为精确测量双折射率应首先测量薄片厚度,方法是:

A 在薄片中找已知矿物具最高干涉色的切片,得N1-N2

B 确定干涉色级序,得光程差;

C 由公式N1-N2=R∕d,得d。

已知石英的最大双折射差Ne-No=0.009,根据薄片中石英的最高干涉色求出薄片的厚度。

 

2)测双折射率

双折射率是非均质矿物的重要光学常数。但只有最大双折射率才具鉴定意义。所以测矿物双折率必须在平行光轴(一轴晶)和平行光轴面(二轴晶)切面上进行。定向切面应通过锥光观察寻找,一般只需找具最高干涉色切面即可。

A 用石英楔测橄榄石的双折射率。

B 找最高干涉色切面,确定其干涉色级序;

C 假定薄片厚度为0.027mm;

D 查干涉色色谱表,得双折射率。

 

2 光率体轴位置和名称的确定

用试板确定透辉石不同方向切面(具一组解理的切片和具两组解理的切片)光率体轴位置和名称。

(1)将选定切片置视域中心,转物台使之消光,此时十字丝方向即为光率体轴的位置。

(2)由消光位转45度(顺时针、逆时针方向均可)。

(3)插入试板,观察干涉色升降。由光程差迭加原理,判断光率体轴名称。

 

七 消光类型、消光角及延长符号的测定

 

1 观察磷灰石、角闪石、电气石、白云母不同方向切面的消光类型。

 

2 测量磷灰石、电气石、白云母的延长符号。

A 将欲测矿物切片置视域中央,转动物台使之消光。

B 由消光位转物台45度,呈最亮干涉色。

C 插入试板,根据干涉色升降确定光率体轴名称。即得延长符号。

 

3 测普通角闪石、透辉石的消光角,确定其延长符号。

A 选最高干涉色切面,置视域中心。

B 转物台使解理平行南北十字丝,记下物台读数。

C 转物台使之消光,并达准确消光位,记下物台读数。

D 两次读数之差即为夹角。

E 由消光位转物台45度,至最亮干涉色;然后插入试板,根据干涉色升降确定光率体轴名称。

F 写出消光角(注意表示消光角必须有三要素,一是矿物结晶学方向,如结晶轴,双晶面,解理缝等;二是光率体轴名称;三是二者之间夹角)。

 

八 一轴晶干涉图及光性测定

 

1 锥光镜下观察的操作程序:

A 用中倍或低倍物镜在薄片中找好欲研究的矿物切片,移到视域中心(如为单矿物定向切片可省略此步)

B 把聚光镜升到最高位置。

C 换用高倍物镜,并小心准焦(注意:要特别小心,切勿压碎薄片,割伤镜头!)。

D 认真地校正中心。

E 推入上偏光镜及勃氏镜,即可看到干涉图。

 

注意:

A 射入反光镜的光线,如中途有障碍物,则在视域中有黑影出现,影响干涉图的观察,必须转动反光镜,把障碍物排除。

B 锥光镜下观察时,视域中只能有一个颗粒。颗粒因互相影响而混淆了欲研究的干涉图,此时可缩小镜筒内锁光圏(有的偏光镜无此装置)。若中心未校好也可将欲研究矿物颗粒转出视域,达不到研究的目的,故应认真校正中心。

 

2 观察金云母的干涉图特征,并测定光性正负。

 

3 在薄片中找白云石垂直光轴干涉图,观察干涉图特征,测定光性正负。

 

4 观察绿柱石平行光轴干涉图。

 

九 二轴晶干涉图及光性测定

 

1 观察白云母垂直锐角等分线干涉图特征并测定光性正负

2 找透辉石或硬石膏垂直光轴,垂直锐角等分线切片,鉴定光性正负,并测2V角大小

3 观察石膏平行光轴面的干涉图

4 观察光轴角色散

 
 
 
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