实验指导书晶体光学与光性矿物学10.docx
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实验指导书晶体光学与光性矿物学10
《晶体光学与光性矿物学》
实验指导书
地质工程学院
2011.9.
目录
显微镜实验室学生实验守则··················1
显微镜实验室实验操作规程··················2
实验一偏光显微镜（2学时）····················3
实验二解理、多色性、吸收性的测定（2学时）···········8
实验三突起及闪突起的观察（2学时）················10
实验四光率体椭圆半径名称及干涉色级序的测定（2学时）·······12
实验五消光类型、消光角及延性符号的测定（2学时）········16
实验六锥光镜下干涉图的观察与测定（2学时）············18
实验七 透明矿物（普通角闪石）的系统鉴定（2学时）········20
实验八常见深色造岩矿物鉴定（2学时）················22
实验九常见浅色造岩矿物鉴定（2学时）················24
实验十斜长石的认识和鉴定（2学时）··················26
实验十一碱性长石的鉴定（2学时）··················28
实验十二未知矿物鉴定（2学时）······················30
显微镜实验室学生实验守则
一、学生在实验课前应预习实验内容，明确实验目的要求及实验原理步骤。
二、学生进入实验室，应保持安静，严禁大声喧哗、随地吐痰、乱丢废物。
三、参加实验的学生固定座位，按学号对号入座，实验过程中未经教师允许不得随意调换座位或交换显微镜。
四、实验过程中要保持桌面简洁，与实验无关的物品应放置在实验桌下的隔板或抽屉内。
五、学生应爱护仪器设备，严格遵守操作规程，凡违章操作或个人不慎损坏设备和薄片者，应按规定赔偿。
六、不准在计算机内随意安装软件，使用移动存储设备时应及时杀毒，使用的临时文件要及时清除。
七、实验过程中要认真观察，做好实验记录，严禁编造和修改实验数据。
八、实验报告应使用学校统一的报告本，报告内容应准确客观，重点突出，书写应工整规范，并按规定时间上交实验报告，严禁抄袭他人实验报告。
九、实验完毕后要收好薄片及附件，关闭电源、盖好显微镜防尘罩，经指导教师检查后，方可离开。
十、因故不能按时上实验课的学生，应课前请假，并提出补做实验的申请，经指导教师同意后安排。
无故不参加实验者，实验成绩以零分计，累计缺课达三分之一者，不能参加考试。
地质学院实验中心
显微镜实验室实验操作规程
偏光显微镜属贵重精密光学仪器，为了保证实验设备和教学实验的正常运行特制定本规程，望广大师生自觉遵守。
1、灯光照明时，一般不要将照明亮度调至最强状态，否则会使灯泡在满载荷下工作，缩短灯泡寿命；也不要在实验过程中频繁开关照明电源。
2、转换物镜前应先下降物台，再转动物镜转盘并将物镜转动到位。
3、调焦时为避免薄片与物镜相碰，应侧视将载物台上升至薄片与物镜靠近，然后边观察边缓慢旋转粗动手轮下降物台，当物台下降至出现图像时，再用微调手轮缓慢调焦至物像清晰。
4、更换显微镜附件或薄片时，应轻拿轻放，防止附件或薄片跌落损坏。
5、实验过程中，暂时不用的薄片，应放置在薄片盒内，不允许放在其他任何地方，以防损坏薄片。
6、显微镜所有部件，未经实验管理人员允许不得随意拆卸。
7、显微镜应保持清洁，经常清除灰尘，使用时不得触摸镜头的光学玻璃部分。
清洁镜头时，应使用专用镜头纸。
8、实验结束后要将薄片和附件放回原位，关闭显微镜和计算机电源，套上显微镜防尘罩。
地质学院实验中心
实验一偏光显微镜（2学时）
实验项目编号01012001
一、实验目的：
1．了解偏光显微镜的构造、装置和用途；
2．学会偏光显微镜的调节和校正方法（调节焦距，中心校正及视域直径的测定）。
二、实验内容：
1．教师利用课件和实物介绍偏光显微镜的主要构造、使用和保养方法；
2．练习调节照明（对光）、转换镜头、调节焦距（准焦）；
3．校正显微镜视域中心：
4．检查、校正目镜十字丝和上、下偏光显微镜振动方向；
5．测定视域直径大小和目镜微尺格值。
三、实验指导：
（一）转换物镜：
物镜位于镜筒下端的物镜旋转盘上，使用时将需用的物镜转到镜筒正下方即可。
当物镜镜头旋转到位时，会被弹簧卡卡住，并有轻微响声。
转过头或未到位都会使物镜偏离目镜中轴而不能校正中心或视域不完整。
注意：
转动物镜前应先下降物台，转动时应手持物镜转盘，不得直接扳动物镜镜头。
（二）调节照明（对光）
打开电源开关，调节旋扭，使视域至适合的亮度，注意亮度不要开到最大。
（三）调节目镜
转动目镜，使目镜十字丝位于东西、南北方向上；调节两个目镜间的距离，使其与眼睛的瞳孔间距一致，左右目镜中的图像合并为一。
（四）调节焦距（准焦）
调节焦距是为了使薄片中的物像清晰，观察舒适，调节步骤如下：
1．下降物台，把要观察的矿片置于载物台中心，并用弹簧夹把矿片夹紧。
注意：
务必将薄片的盖玻璃朝上，否则不能准焦且容易损坏薄片。
2．侧视物台，缓慢转动粗动调焦螺旋，使载物台上升至物镜与薄片靠近为止。
使用高倍物镜时，要使物镜几乎与薄片接触。
3．在目镜中观察，转动粗动调焦螺旋，使载物台缓缓下降，至视域内物像基本清楚，然后转动微动调焦螺旋，直至视城内物像完全清晰为止。
注意：
放置薄片必须盖玻璃朝上；调节焦距时，必须眼睛看着物镜上升载物台，以免压碎薄片、损坏物镜；练习调焦时应按照先低倍物镜、再中倍物镜、最后高倍物镜的顺序进行。
（五）校正中心
在偏光显微镜的光学系统中，载物台的旋转轴，物镜中轴及目镜中轴应当严格在一条直线上。
此时，转动载物台，位于视域中心（即目镜十字丝交点）的物像不动，其余物像绕视域中心作圆周运动。
如果它们不在一条直线上，当转动载物台时，视域中心的物像将离开原来的位置，连同其它部分的物像绕另一中心旋转，这个中心（O点）代表载物台的旋转轴位置。
在这种情况下，不仅可能把视城内的某些物像转出视域之外，妨碍观察，而且影响某些光学数据的测定精度。
使用高倍物镜时，则根本无法观察。
因此，必须进行校正，使目镜中轴、物镜中轴与载物台旋转轴一致——这就是校正中心。
在尼康YS-2偏光显微镜的光学系统中，目镜中轴和物镜中轴是固定的，要通过校正显微镜载物台旋转轴校正中心。
校正载物台旋转轴是用安装在载物台上的两个定心螺丝进行。
在校正中心之前，必须首先检查物镜旋转到位，否则不仅无法校正好中心。
校正中心的具体步骤如下：
1．将物镜安装在正确位置上并准焦后，在薄片中选一质点a，移动薄片，使质点a位于视域中心的十字丝交点处。
2．旋转载物台，如果视域内的物像以质点a作圆周运动，则中心正确；如果质点a围绕另一中心（O点）作圆周运动，转动一周质点a仍在视域内，则中心偏离不大（图1-1A）；若转动一周质点a转出视域，圆心O点仍在视域内，则中心偏离较大；若转动一周O点也不在视域内，则中心偏离很大大（图1-1B）。
图1-1中心不正的两种情况
3．旋转载物台180°，使质点a由十字丝交点移至a′处（图1-2C）。
4．扭动载物台上的定心校正螺丝，使质点a移至偏心圆的圆心O点（图1-2D）；
5．移动薄片，使质点a由O点移至十字丝交点（图1-2E），旋转载物台，如果该质点不动（图1-2F），则中心已经校正好。
如果该质点仍离开十字丝交点绕较小偏心圆转动，则需按上述方法重复校正，直至完全校正好为止。
6．如果中心偏离大时，转动载物台，质点a（和偏心圆圆心O点）由十字丝交点移至视域之外。
应先根据质点移动情况，估计偏心圆圆心O点在视域外的位置及偏心圆半径长短。
然后将质点a转回十字丝交点，扭动物镜上的定心校正螺丝，使质点a由十字交点，向偏心圆圆心O点相反方向移动大约相当于偏心圆半径的距离。
再移动薄片，使质点回到十字丝交点处，转动载物台，观察视域中心偏离情况，上述方法重复校正，直至完全校正好为止。
7.如经过多次校正之后，中心仍然偏离较大，或者发现定心校正螺丝扭动困难或扭不动时（切勿强行扭动），应当分析原因或报告指导老师。
图1-2校正中心步骤示意图
（六）偏光镜的校正
在偏光显微镜的光学系统中，上、下偏光镜振动方向应当垂直，分别位于上下、左右方向（或称十字丝纵、横丝方向；南北、东西方向），并与目镜十字平行。
1.确定及校正下偏光镜的振动方向
转动目镜，使目镜十字丝位于东西、南北方向上。
在岩石薄片中找一个具极完全解理缝的黑云母置视域中心。
转动载物台，使黑云母的颜色变得最深。
此时，黑云母解理缝方向就代表下偏光镜振动方向（因为光波沿黑云母解理缝方向振动时，吸收最强，颜色最深）。
如果黑云母颜色最深时，解理缝方向与目镜十字丝的横丝方向平行，则下偏光镜振动方向与十字丝横丝平行，不需要校正。
如果不平行，应转动载物台，使黑云母解理缝方向与目镜十字丝的横丝平行，然后旋转下偏光镜，至黑云母的颜色变得最深为止。
此时下偏光镜振动方向与目镜十字丝的横丝平行，位于东西（左右）方向。
2.检查上、下偏光镜振动方向是否正交
取下薄片，调节照明使视域明亮，推入上偏光镜，如果视域黑暗，证明上、下偏光镜振动方向正交。
若视域不黑暗，说明上、下偏光镜振动方向不正交。
如果下偏光镜振动方向已经校正至东西方向，则需要校正上偏光镜振动方向。
转动上偏光镜至视域黑暗为止（相对黑暗）。
经过上述校正之后，上，下偏光镜振动方向应当严格与目镜十字丝一致。
但有些显微镜的目镜没有定位螺丝，使用过程中可能使目镜十字丝位置改变，因此，要注意随时校正目镜十字丝的位置。
（七）视域直径的测定
1．测量低倍或中倍物镜的视域直径，可以直接使用有刻度的透明尺测定。
测定时，将透明尺置载物台中心部位，对准焦点后，直接观察视域直径的长度值，记录该数值备以后查用；
2．测量高倍物镜的视域直径，应使用物台微尺测定。
物台微尺是嵌在玻璃片中心的、总长度1mm的微型尺，其中刻有100个小格，每小格等于0.01mm。
测量时将物台微尺置载物台中心，准焦后，观察视域直径相当于物台微尺的多少小格。
若为20格，则视域直径等于20×0.01=0.2mm。
图1-3物台微尺
（八）目镜微尺格值的测定
目镜微尺是固定在目镜中的小微尺，目镜微尺中每一小格的绝对长度在不同放大倍数的显微镜系统中是不同的。
因此，在使用前应事先标定不同放大倍数的目镜微尺格值，即使用某一放大倍数的系统时，目镜微尺中每一小格的绝对长度。
测定方法如下：
1.将物台微尺置于显微镜载物台中心并准焦，在视域内同时看到两个微尺。
2.使物台微尺与目镜微尺平行，并使二者的零点对齐。
仔细观察两个微尺的分格线再次重合的部位。
例如目镜微尺的50小格与物台微尺48格相当，则目镜微尺每一小格所代表的实际长度＝48/50×0.01毫米＝0.0096毫米。
其通式为:
目镜微尺格值=物台微尺格数/目镜微尺格数×0.01毫米
3.将不同放大倍数的目镜微尺格值记录下来，以备后用。
知道了目镜微尺每小格代表的绝对长度之后，就可以直接测量薄片中矿物颗粒的直径：
矿物颗粒直径＝目镜微尺格数×目镜微尺格值
四、实验报告要求：
1．详细说明确定下偏光振动方向的方法步骤。
2．在表格中记录不同放大倍数视域直径和目镜微尺格值的测定结果。
实验报告格式
组别
座号
姓名
同组实验者
独立实验
实验项目名称
偏光显微镜
实验日期
教师评语
实验成绩：
指导教师（签名）：
2011年月日
一、实验目的与要求：
1．了解偏光显微镜的构造、装置和用途；
2．学会偏光显微镜的调节和校正方法（调节焦距，中心校正及视域直径的测定）。
二、实验内容：
1．教师利用课件和实物介绍偏光显微镜的主要构造、使用和保养方法；
2．练习调节照明（对光）、转换镜头、调节焦距（准焦）；
3．校正显微镜视域中心：
4．检查、校正目镜十字丝和上、下偏光显微镜振动方向；
5．测定视域直径大小和目镜微尺格值。
三、实验报告要求：
1．详细说明确定下偏光振动方向的方法步骤。
2．在表格中记录不同放大倍数视域直径和目镜微尺格值的测定结果。
实验报告
一、根据实际操作步骤，描述确定下偏光振动方向的操作步骤。
薄片号：
-I-7
二、测量偏光显微镜视域直径与目镜微尺格值
序号
目镜倍数
物镜倍数
总放大倍数
视域直径（mm）
目镜微尺格值（mm）
1
10X
4X
2
10X
10X
3
10X
40X
实验二解理、多色性、吸收性的测定（2学时）
实验项目编号01012002
一、目的要求：
1．认识解理等级，了解同一矿物不同方向切面上解理缝的表现情况不同。
学会解理夹角的测定方法；
2．认识多色性现象及其明显程度,了解同一矿物，不同方向切面上多色性表现情况不同。
二、实验内容：
1．观察普通角闪石的完全解理和不同方向切面上解理缝的表现情况，测定其解理夹角;
2．观察普通角闪石明显的多色性现象和不同方向切面的多色性表现情况。
三、实验指导：
1．在岩石薄片中找一个同时垂直两组解理面的切面，观察解理等级，并测定两组解理的夹角。
观察多色性的明显程度及颜色变化情况；
2．找一个具有一组清晰解理缝的切面，观察解理等级，多色性明显程度及其颜色变化情况。
3．找一个不具解理缝的切面，观察多色性的明显程度。
注意：
1、实验前应熟悉普通角闪石的光性方位和角闪石不同切面上的光率体椭圆切面特点；2、观察普通角闪石颜色和多色性时应注意颜色的细微变化和多色性的反复比较；3、要仔细确定每个切面的颜色在最深和最浅时，矿片的解理或晶面迹线（即晶面与薄片平面的交线）与目镜十字丝之间的位置关系；4、测量解理夹角时选择的切面尽可能同时垂直两组解理面,同时显微镜中心应偏差不大。
四、实验报告要求：
1．用表格方式描述普通角闪石不同方向切面的形态特征、解理缝的表现情况、两组解理的夹角大小、颜色及多色性明显程度；
2．绘图说明各切面颜色最深时，解理缝与下偏光振动方向的关系；
3.详细说明测定普通角闪石解理夹角的方法步骤。
实验报告格式
组别
姓名
同组实验者
独立实验
实验项目名称
解理、多色性、吸收性的测定
实验日期
教师评语
实验成绩：
指导教师（签名）：
2011年月日
一、实验目的要求：
1．认识解理等级，了解同一矿物不同方向切面上解理缝的表现情况不同。
学会解理夹角的测定方法；
2．认识多色性现象及其明显程度,了解同一矿物，不同方向切面上多色性表现情况不同。
二、实验内容：
1．观察普通角闪石的完全解理和不同方向切面上解理缝的表现情况，测定其解理夹角;
2．观察普通角闪石明显的多色性现象和不同方向切面的多色性表现情况。
三、实验报告要求：
1．用表格方式描述普通角闪石不同方向切面的形态特征、解理缝的表现情况、两组解理的夹角大小、颜色及多色性明显程度；
2．绘图说明各切面颜色最深时，解理缝与下偏光振动方向的关系；
3.详细说明测定普通角闪石解理夹角的方法步骤。
普通角闪石的解理与多色性
薄片编号：
-52
观察切面
特征
切面1
切面2
切面3
垂直两组解理的
切面
只有一组解理的
切面
不具解理的切面
（可见晶面迹线）
矿片切面形态
解理特征
解理等级
解理夹角
最深时颜色
最浅时颜色
指出颜色最深时，解理缝、两组解理的锐（钝）角等分线或晶面迹线方向与下偏光振动方向的位置关系
（平行还是斜交，若斜交测夹角）
并附图
三切面多色性明显程度比较
多色性公式
吸收性公式
实验三突起及闪突起的观察（2学时）
实验项目编号01012003
一、目的要求：
1．认识贝克线，学会利用贝克线移动规律确定两相邻物质折射率的相对大小和突起的相对高低；
2．观察突起等级，认识不同突起等级的特征；
3．认识闪突起的特征
二、实验内容：
1．比较石榴子石、辉石、角闪石、石英、长石的边缘、糙面特征及突起高低，确定它们的突起等级及突起正负；
2．观察方解石及白云母的闪突起现象。
三、实验指导：
1．观察矿物的突起、糙面时，一定要用中～低倍镜，把要观察的矿片置于视域中心，比较矿片与相邻物质突起相对高低时应将其接触线置于视域中心。
2．观察贝克线时可适当缩小光圈。
3．确定突起的高低，主要依据矿片的边缘、解理的粗细、糙面的显著程度等特征；判断矿片的突起等级，最好与树胶比较（尤其是确定低突起矿片的突起正负）；如欲测定的矿片周围无明显的树胶，也可与相邻的已知突起等级的矿物比较。
4．观察闪突起时，应转动载物台一周，仔细观察矿片边缘黑线粗细和糙面变化的明显程度。
找一个具清晰解理缝的白云母，观察并描述白云母的解理缝与下偏光振动方向PP平行时和垂直时，边缘和解理缝的粗细、糙面的明显程度以及突起等级的变化，确定白云母的突起类型。
四、实验报告要求：
1．记录所观察矿物的边缘、糙面特征及突起高低；
2．根据贝克线移动方向，判断矿物突起正负和等级；
2．描述白云母的闪突起现象。
实验报告格式
组别
座号
姓名
同组实验者
独立实验
实验项目名称
突起及闪突起的观察
实验日期
2011.9.30
教师评语
实验成绩：
指导教师（签名）：
2011年月日
一、实验目的要求：
1．认识贝克线，学会利用贝克线移动规律确定两相邻物质折射率的相对大小和突起的相对高低；
2．观察突起等级，认识不同突起等级的特征；
3．认识闪突起的特征
二、实验内容：
1．比较石榴子石、辉石、角闪石、石英、长石的边缘、糙面特征及突起高低，确定它们的突起等级及突起正负；
2．观察方解石及白云母的闪突起现象。
三、实验报告要求：
1．记录所观察矿物的边缘、糙面特征及突起高低；
2．根据贝克线移动方向，判断矿物突起正负和等级；
2．描述白云母的闪突起现象。
一、突起等级的观察
薄片号
矿物名称
边缘
特征
糙面
特征
突起
高低
与相邻物质比较折射率
突起
等级
相邻
物质
下降物台时
贝克线移动方向
44
石榴石
3
普通辉石
52
普通
角闪石
44
石英
19
正长石
注：
相邻物质可以是树胶，也可以是已知矿物。
二、白云母闪突起的观察描述
在-M-44号薄片中，选择一个具清晰解理缝的白云母矿片，置于视域中心，转动物台，当白云母的解理缝与下偏光振动方向平行时矿片的边缘和解理缝，糙面，突起，突起等级为；当白云母的解理缝与下偏光振动方向垂直时，矿片的边缘和解理缝变,糙面变，突起变,突起等级为。
结论：
。
实验四光率体椭圆半径名称及干涉色级序的测定（2学时）
实验项目编号01012004
一、目的要求：
1．认识1～3级干涉色及高级白干涉色的特征，学会区分一级灰白与高级白干涉色；
2．学会使用用石膏试板、云母试板测定矿片上光率体椭圆半径方向和名称的方法；
3．学会使用石英楔测定矿片干涉色级序的方法；
4．学会利用所测干涉色级序，测定矿片双折率的方法；
5．学会应用楔形边法判断矿片干涉色级序的方法。
二、实验内容：
1．利用石英楔，观察l～3级干涉色级序及各级的特征；
2．使用云母试板，测定具清晰解理缝的白云母矿片上光率体椭圆半径的方向和名称；
3．在具一级灰干涉色的石英或钾长石矿片（45°和135°位置）上，加入石膏试板，观察矿片干涉色的升降变化；
4．薄片中找一个干涉色最高的石英颗粒，根据石英的干涉色及双折率为0.009，在干涉色色谱表上求出矿片厚度；并在同一薄片中找一个干涉色最高的白云母颗粒，应用石英楔测定白云母矿片的干涉色级序，利用所测定的白云母干涉色（最高干涉色）及求得的矿片厚度，在干涉色色谱表上查出（也可用公式计算）白云母的双折率。
5．观察方解石的高级白干涉色，并利用石膏试板、云母试板，区分一级灰白与高级白干涉色；
6．应用楔形边法判断橄榄石矿片的干涉色级序。
三、实验指导：
在观察测定正交偏光镜间矿片的光学性质之前，必须检查上，下偏光镜振动方向是否正交，目镜十字丝是否与上、下偏光镜振动方向一致。
（一）l～3级干涉色的色序和级序的观察
在正交偏光镜间，从试板孔缓缓插入石英楔，仔细观察l～3级干涉色的色序和级序变化特点。
（二）非均质体矿片上光率体椭圆半径方向及名称的测定
偏光显微镜下研究矿物的光学性质，大多要在正交偏光镜间测定矿片上光率体椭球半径的方向和名称。
其测定方法如下：
1．将欲测矿片置于视域中心，转动载物台使矿片消光（消光位），此时矿片的光率体椭圆长短半径方向必定平行上，下偏光镜振动方向AA、PP（即目镜十字丝方向）；
2．转动载物台45°，矿片干涉色最亮，此时矿片上光率体椭圆半径与目镜十字丝成45°夹角；
3．从试板孔（45°位置）插入试板，观察干涉色级序的升降变化。
如果干涉色级序降低，说明试板与矿片光率体椭圆切面异名半径平行；如果干涉色级序升高，表明试板与矿片光率体椭圆切面同名半径平行。
试板上光率体椭圆半径的名称是已知的，据此，即可确定矿片上光率体椭圆半径名称。
测定光率体椭圆半径方向及名称时应注意以下几点：
1.要根据矿片的干涉色高低选择适当的试板；
2.如果难以对干涉色的升降做出准确判断时，可以用两种方法加以验证，一是旋转物台90°，观察另一个45°位的干涉色变化情况，两者应升降相反；一是换用其它试板，不同的试板在同一位置应升降一致。
3.当一个矿片上干涉色分布不均匀时，应注意插入试板前后观察的部位一致。
4.要注意干涉色色调的细微变化和两种色调间的过渡色调。
5.该方法测出的是该切面光率体椭圆两个半径的相对长短，是不是光率体主轴，取决于切面方向。
如果矿片平行主轴面则测出的光率体椭圆长短半径为Ne和No（一轴晶）或Ng、Nm、Np中任意二主轴（二轴晶）。
如果矿片不平行主轴面，则光率体椭圆半径为Ne′和No（一轴晶），或Ng′和Np′（二轴晶）。
（三）干涉色级序的观察与测定
根据光程差R=d（N1－N2），在正常厚度（0.03mm）的岩石薄片中，同一矿物，不同方向切面的双折率值大小不同，共干涉色级序的高低亦不同。
观察测定矿物的干涉色级序时，必须选择干涉色最高的切面（平行光轴成平行光轴面的切面）。
一般鉴定时，采用统计方法，多测定几个颗粒，取其中的最高干涉色。
精确测定时，必须选择平行光轴或平行光轴面的切面，这种切面需在锥光镜下检查确定。
1、干涉色级序的测定方法有
1）利用石英楔测定干涉色级序
①将选定的矿片置视域中心，转动载物台，使矿片消光（消光位）；
②再转载物台45°，使矿片至45°位置，此时矿片干涉色最亮；
③从试板孔由薄至厚端插入石英楔，观察矿、片干涉色级序的变化：
当随着石英楔的慢慢
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