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1、5、X射线分析：可以测定矿物晶体的晶胞大小、格子类型、空间群和原子排列形式等，主要用于矿物晶体结构研究和矿物鉴定。此外，还有激光光谱分析、拉曼光谱分析、红外光谱分析等。1.1.2 矿物的吸收性光波进入矿物其强度逐渐衰减的现象叫矿物的吸收性。如图1-1所示，上半部分表示光波进入矿物后振幅逐渐衰减的情况，下半部分表示光波进入矿物不同深度后的不同光强。当光波透入矿物的距离（X）为一个真空波长（0）时，光强 与刚进入矿物时（X为0）的光强 有如下关系： 式中e为自然对数的底，数值为2.71829，系圆周率3.1415，K是吸收系数，其物理含义为光波透入矿物的距离（X）为一个真空波长（0）时，光强降为原

2、值的，也就是说，矿物的K值越大，光波衰减得越快，光强降低得越多，矿物的吸收性越强，反之，矿物的K值越小，光波衰减的越慢，光强降低得越少，矿物的吸收性越弱。矿物的透明度与吸收性有着密切关系。根据矿物的吸收系数，可以把矿物分为不透明矿物、半透明矿物和透明矿物。不透明矿物 吸收系数K0.73；半透明矿物 吸收系数K0.73-0.025；透明矿物 吸收系数K0.025。不透明矿物和半透明矿物又统称为吸收性矿物。实际应用时，把矿物磨制成0.03毫米厚的薄片仍然不透光就称为不透明矿物，显然，它们不能象透明矿物那样制成薄片在透射光（偏光显微镜）下观察，而只能制成光片在反射光（反光显微镜）下研究了。1.1.3

3、 光片的制备光片是一面磨光的矿石块，大小可以略有不同，一般为23厘米左右见方，根据其制作方法及用途可以分为不同的类型。光片类型 1、光 面 : 一般为1010厘米左右见方的矿石块，主要用于研究矿石构造； 2、光 片 : 一般为23厘米左右见方的矿石块； 3、砂光片: 把天然重砂或人工重砂样品用电木粉或环氧树脂固结成型，经磨制后成为砂光片； 4、光薄片: 厚度与薄片相同或略厚，一面磨平后粘在载玻片上，另一面抛光的矿石片。 光片、砂光片、光薄片除了用于光学显微镜鉴定外，还可以作为电子探针、电子显微镜、激光拉曼光谱仪、红外光谱仪等仪器的测试样品。 光片制备步骤 一般实验室制备光片，主要有以下五个步骤

4、 ： 1、切割 根据要求，用切片机将矿石切割成大小不同的块状； 2、粗磨 用150号金刚砂在磨片机上将切好的矿石块一面粗磨成型； 3、细磨 用320号金刚砂在磨片机上将粗磨好的矿石一面继续磨平； 4、精磨 用1000号金刚砂在玻璃板上人工精磨，直到具有一定的反射光线能力为止； 5、抛光 用 （加少量的重铬酸铵效果更佳）抛光液在抛光机的绒布或丝绸磨盘上抛光至光亮如镜面为止。（如果遇到疏松多孔、易碎的矿石标本，磨制前需要用松香加松节油煮胶，目的是使其固结，便于磨制。） 优质光片的标准1、光亮如镜面；2、没有凹坑（麻点）、擦痕；3、不同硬度的矿物之间相对凹凸不大。 优质光片 劣质光片 表面较光滑，没

5、有麻点、擦痕。 表面很粗糙，矿物边界不清晰。 1.1.4 反光显微镜 随着科学技术的不断发展,无疑会有更多的新仪器、新方法用于矿石研究中，但是作为基本的工具，反光显微镜在矿石研究中有不可替代的重要作用，除了满足常规的矿石研究外，它还为其他的研究方法提供可靠的资料,是其他研究方法的基础。 基本结构简介 基本结构 一、反光显微镜与偏光显微镜的比较： 偏光显微镜 反光显微镜 机械系统 镜座、镜臂、镜筒 物台、升降螺旋 镜座、镜臂、镜筒 物台、升降螺旋 光学系统 目镜、物镜 目镜、物镜、垂直照明系统 光 源 一般光源 白炽灯、卤钨灯 从上表中可以看出，反光显微镜与偏光显微镜的基本结构类似，其中机械系统

6、是完全相同的，只是反光显微镜的光学系统多了一个垂直照明系统。下面主要介绍反光显微镜的垂直照明系统。 二、反光显微镜的垂直照明系统： 垂直照明系统由入射光管和反射器组成。 1、入射光管：是连接光源和反射器起通道作用的装置，并附有调节光线的部件。 入射光管一般由下列几部分组成：（1）光源聚光透镜：位于入射光管最前端靠近光源处，作用是把光源发出的光线聚焦于视域光圈上； （2）孔径光圈：控制入射光束直径； （3）前偏光镜：使入射的自然光变为平面偏光，其振动方向一般采用东西向； （4）视域光圈：用于调节视域大小； （5）准焦透镜：可使视域光圈焦距准确，成为清晰影像落入视域中。 入射光管内装备的完善程度及

7、装置方法，因反光显微镜的生产厂家及型号不同而有所差异。 2、反射器：改变入射光的传播方向，把水平入射光变为垂直入射光，到达矿石光面上起照明作用。最常用的有玻片式反射器和棱镜式反射器两种。 调节与维护1、校正物镜中心显微镜的物镜、镜筒、目镜和物台四者的中心线必须重合一致，视域中各点在物台上旋转时，才能以目镜十字丝交点为中心而旋转，四者不重合时，就会发生视域中某些部位转入转出视域的情况。一般小调，以调物镜为最简便。物镜的旋转盘上相对物镜的两侧都有校正孔，用校正螺丝即可调整。校正时，对准矿物光片准焦后，仔细观察视域旋转中心点的所在位置，最好以光片中的某矿物颗粒或污点（粒径越小越精确）为参照物，观察到

8、以后，即利用校正螺丝将中心点移到十字丝焦点处即可，此法称为“中心点法”。此外还有一种“连线法”，首先找一颗粒（越小越好）移到十字丝焦点处，旋转物台 360度，观察颗粒移动的位置，待颗粒移至与十字丝焦点处最大距离处时停下来，用校正螺丝调整，将颗粒移至十字丝中心与颗粒两点距离的一半处，然后移动光片，将颗粒再移至十字丝中心，旋转物台观察校正结果。如此反复几次即可。 2、调节光源光色 反光显微镜的光源为12V、100W的卤钨灯，在第一次安装灯泡时，首先要正确将灯丝对准入射光管，打开电源后，将光片放在物台上准焦，在目镜中观察光亮的分布情况，然后轻微移动灯座，使视域中光线最强且均匀为止，拧紧固定螺丝即可，

9、以后不再调整。反光显微镜的光色以矿物中方铅矿的颜色为基准，也就是教学中常提到的“纯白色光”，若带有蓝色、黄色、绿色等颜色光时，我们称之为“偏色”。最简单的调整是用显微镜附带的滤光片进行校正，常见的有蓝色滤光片校正，因为卤钨灯发出的光普遍带有黄色光，加入蓝色滤光片后可过滤掉黄色光而发出白色光。 3、调节反射器 反光显微镜的反射器正确位置是在垂直照明系统中和水平面成45倾角摆放，若大于或小于45角都会影响入射光对光片表面的垂直照射（表现为视域中光亮不均匀，或上部亮下部暗、或上部暗下部亮）。 调节的方法是：一面在显微镜中观察，一面缩小视域光圈，使小亮圈随着缩小，若反射器位置正确，则小亮圈位于十字丝中

10、心，否则，便需转动反射器的横轴旋钮将小亮圈移至十字丝中心。如图所示 ：1、3点的小亮圈都是反射器摆放角度不正确时的现象，调节反射器旋钮，将小亮圈调至2点（十字丝中心）即可。 4、调节光圈 反光显微镜在垂直照明系统中设有孔径光圈和视域光圈。顺时针旋转缩小孔径光圈后往往见视域中物体的界限不清，光线变暗并带红、蓝等颜色，表明有球面像差和色差存在，调节孔径光圈直至物体界线清晰、亮度适中且无色散为止。调节视域光圈，首先将视域光圈缩至最小，然后逐渐调大，使光亮圈边界与视域同等大时为止，这样可减少反射光斑数值，提高成像清晰度。 5、校正偏光镜 反光显微镜的前偏光镜其振动方向为东西向。一般调整时，首先推入前偏

11、光镜（前偏光镜手柄推至“IN”的位置），放上石墨或辉钼矿，然后旋转物台进行观察，若这两种矿物的延长方向平行于东西向时其反射率最大、平行南北向时其反射率最低，都表明前偏光镜振动方向为东西向。再推入上偏光镜观察方铅矿，旋转上偏光镜至90度的位置（其振动方向为南北向，与前偏光镜振动方向垂直），此时视域中应为全黑（完全正交），若不完全正交视域中为暗灰色，则要调整偏光镜片直至完全正交。 6、简单维护 显微镜属精密贵重仪器，使用时必须严格遵守操作规程，养成轻拿轻动轻放、随手关灯的好习惯。 （1）显微镜最好不要经常搬动，以免振动或损坏光学部件； （2）保持室内清洁，防止灰尘落入显微镜中，影响机械系统的正常使

12、用，机械系统一定时间需卸下除油腻及污物； （3）保持室内温度和湿度，防止光学部件长霉和脱胶，影响显微镜的使用寿命； （4）使用过程中，显微镜灯泡开的时间不宜过长，在做其他工作时可将电压调至最低，以延长灯泡的使用寿命； （5）光学部件（目镜、物镜镜片）不要用手触摸，每年最好擦洗一到两次，擦洗时用脱脂棉沾混合液（无水乙醇+乙醚）轻轻擦洗，然后用干脱脂棉擦净； （6）若有大的故障，不要随意拆卸，请厂家或经销公司维修部门上门维修。1.2 显微镜实验（实验一） 实验目的与要求 1、了解反光显微镜的基本结构及性能，学会使用反光显微镜。 2、掌握自然光、单偏光、正交偏光、斜照光的获取条件和使用方法。 前面已

13、经详细地介绍了反光显微镜的基本结构，本次实验重点学会反光显微镜的基本操作方法（步骤）和正确掌握四种观察条件的使用。 实验内容 本次实验以 Olympus （AH-M-313-L型）反光显微镜（日本）作为使用工具加以重点介绍。 1、熟悉基本结构及性能（前面已经详细做过介绍） 机械系统：镜座、镜臂、镜筒、物台、升降螺旋（点击查看图片） 光学系统：目镜、物镜、上偏光镜、垂直照明系统（点击查看图片） 光源系统：卤钨灯（点击查看图片） 2、掌握四种观察条件的使用方法 自然光：推开前偏光镜（前偏光镜手柄放在镜筒右边），将上偏光镜盒子拉出。 单偏光；加上前偏光镜（前偏光镜手柄放在镜筒前方“IN”位置），将上

14、偏光 镜盒子拉出。 正交偏光：加上前偏光镜（前偏光镜手柄放在镜筒前方“IN”位置），推上上偏光镜（使偏光面处于0度位置，即“AN”处）。 斜照光：先在显微镜自然光下找到欲测矿物，再把显微镜光源电压调至为“0”， 然后用30W白炽灯由镜筒侧方照射矿物表面。注意：让白炽灯的聚光点对准矿物。 实验指导 一、注意事项： 1、复习教材中关于反光显微镜的章节，了解反光显微镜的基本结构及性能。 2、虽然反光显微镜的生产厂家较多，型号类型不同，但都必须具备最基本的三大系统 （机械系统、光学系统、光源系统），只是在内部结构上由于光学部件装备的完善程度、 精密程度、装置方法等会因显微镜型号不同而有所差异。因此，只

15、要熟悉了一种显微镜， 再使用其他类型的显微镜也就不困难了。 3、显微镜是精密光学仪器，使用时必须轻拿轻放各部件，并保持清洁。 4、白炽灯必须通过变压器才能使用，不用灯时必须随手关灯。OLYMPUS反光显微镜具有 可变光源，不用灯时可将其调弱。关灯时注意调弱光源后再关闭开关。 二、实验用具： 压平器-压平器是显微镜观测中必不可少的用具之一，主要用来压平矿物光片，使光片处于水平位置，便于产生垂直反射光。 工具盒-反光显微镜鉴定工作中最常用的工具之一，盒中装有：胶泥板 （用于压平光片）；钢、铜针（刻划矿物硬度）；金丝绒布（擦净矿物光片）。 白炽灯-白炽灯是反光显微镜鉴定矿物的辅助工具，主要用于产生斜

16、照光，观测矿物的内反射。 三、操作步骤： 1、擦净光片 在绒布擦板上摩擦光片，使光片明亮洁净，方能进行观测。 2、压平光片 把光片安装在粘有胶泥的玻璃片上，再用压平器压平。取方铅矿或黄铁矿擦净压平以待观测。 3、打开光源 将压平的光片放在物台上，打开光源，调节光源强度（一般用8V左右比较合适）。 4、调节光色和光强 旋转滤色镜和滤光镜，可以调节出不同的光色和光强。一般观测时用 LBD（白光）和光强“O”组合较为合适，有时也用IF550（绿色）和光强“O”的组合。 5、准焦成像 调节焦距（升降螺旋）使成像清晰。 6、观测矿物 认识并熟悉显微镜的光色和光强特征。 四、四种观测条件的使用方法 1、自

17、然光 推开前偏光镜（前偏光镜手柄放在镜筒右边），将上偏光镜盒子拉出。 2、单偏光 加上前偏光镜（前偏光镜手柄放在镜筒前方“IN”位置），将上偏光镜盒子拉出。 3、正交偏光 加上前偏光镜（前偏光镜手柄放在镜筒前方“IN”位置），推上上偏光镜（使偏光面处于0度位置，即“AN”处）。 4、斜照光 先在显微镜自然光下找到欲测矿物，再把显微镜光源电压调至为“0”，然后用30W白炽灯由镜筒侧方照射矿物表面。 实验作业1、填空： 反光显微镜与偏光显微镜的最大区别在于反光显微镜具有 _。 垂直照明系统 反射器 上偏光镜 下偏光镜 垂直照明系统是由入射光管和_组成。 上偏光镜 反射器 下偏光镜 滤光镜 使用反光

18、显微镜观测光片的六个操作步骤是：A、压平光片 B、擦净光片 C、观测矿物D、调节光色和光强 E、准焦成像 F、打开光源 ABCDEF BCDAEF CBAEFD BAFDEC 2、思考题： 与偏光显微镜相比，反光显微镜为什么不用下偏光镜而用前偏光镜？这两种偏光镜的作用一样吗？ 反射器的作用如何？比较棱镜式和玻片式两种反射器的性能。第二章 矿物的光学物理性质2.1.1 矿物的反射率 概 述 矿物的反射光强与入射光强的比率叫做矿物的反射率，通常用百分数表示。如以Ii表示入射光的强度，Ir表示反射光的强度，则反射率R为：由此可见，矿物反射率的大小与反射光的强度成正比。反射光强度大，反射率也大；反射光

19、强度小，反射率也小。反射率永远小于100%。自然界的矿物中以自然银的反射率为最高（95%），以萤石的反射率为最低（3%）。反射率是金属矿物的最重要鉴定特征，它不仅能鉴定金属矿物的矿物种，对于鉴定矿物的变种、异种以至多型都具有实际意义。 反射率的形成机理 1、电子跃迁理论 金属矿物受到光的照射，金属原子的核外电子得到能量，从基态跃迁到激发态，当从激发态返回基态时以反射光的形式释放能量，就产生了反射率。 2、能带理论 在晶体中，各原子轨道会发生重迭，因而形成能带，能带有满带、禁带和空带。金属矿物两个能带间的禁带较窄，可见光的能量足以使电子越过禁带到其上的空带上去，在放出可见光的同时就产生了反射率。

20、 影响反射率大小的因素 1、矿物的吸收系数K与折射率N：当矿物的吸收系数甚大时（如K2），矿物的反射率主要取决于吸收系数；当矿物的吸收系数甚小时（如K0.5），矿物的反射率主要取决于折射率；当矿物的吸收系数介于0.5到2.0之间时,矿物的折射率和吸收系数对于反射率差不多同等重要（参看教材）。 2、观测介质的折射率：在油浸镜头下矿物的反射率低于在空气中观测的反射率。 3、入射光波长：同一种矿物的反射率会因入射光的波长不同而变化。 4、晶体结构、微量元素含量等都会对反射率产生影响。 反射率的观测方法 1、光电法 定量测定矿物反射率的方法。光电法有多种，现今最先进的方法为光电倍增管显微光度计法，其原

21、理是利用光电效应。光电元件受到矿物反射光的照射会释放出光电子，这种微弱的电信号通过光电倍增管时可以放大几百万倍，从而被仪器检测出来，经计算机对数据加工处理后得出矿物的定量反射率数值。 2、视测对比法 定性测定矿物反射率的方法。即拿未知矿物与已知反射率的标准矿物进行对比，根据对比结果确定未知矿物的反射率级别。 标准矿物的选择 - 必须是常见的、均质的、化学性质比较稳定的、矿物反射率之间有一定间隔的矿物，如： 黄铁矿和方铅矿之间有10%的间隔。 根据以上原则，选定黄铁矿、方铅矿、黝铜矿、闪锌矿四个矿物为标准矿物。 黄铁矿（Pyrite） R=53% 方铅矿（Galena） R=43% 黝铜矿（Te

22、trahedrite） R=31% 闪锌矿（Sphalerite） R=17% 反射率的视测分级：与四个标准矿物对比，可以把未知矿物的反射率分为五级： 级 R黄铁矿 级 黄铁矿R方铅矿 级 方铅矿黝铜矿 级 黝铜矿闪锌矿 级 闪锌矿R 2.1.2 矿物的反射率实验（实验二） 实验目的要求 1.掌握矿物反射率的观测条件、观测方法及视测分级。 2.掌握本次实验所观测的矿物反射率的镜下特征。 反射率的观测条件、观测方法、视测分级 1、反射率的观测条件：自然光（白光）； 2、反射率的观测方法：本次实验使用视测对比法； 3、利用黄铁矿、方铅矿、黝铜矿、闪锌矿四种标准矿物确定其它未知矿物的反射率级别。 1

23、、反射率的镜下特征，表现为不同程度的亮度，因此，亮度是确定矿物反射率视测分级的重要依据: 反射率高的矿物反射光强度大，视域明亮、刺眼 反射率中等的矿物反射光强度一般，视域柔和、不刺眼 反射率低的矿物反射光强度小，视域暗淡。 2、光片必须擦净压平，应选择磨光较好且平滑而光亮的部位进行对比观测。 3、用中、低倍物镜观测为宜，并且观测时可左右（或前后）移动光片，这样做能扩大观测范围，便于正确对比和判断矿物的反射率差异。 4、可将两种矿物的光片紧密镶压在一起观测，以便在同一视域中同时能见到两种矿物，便于观测对比。如果两种矿物不能在同一个视域中观测时，可利用视觉暂留 法，效果较好。注意镜下与实物成倒像。

24、 5、观测矿物反射率时只比亮度，不比颜色。若两种矿物反射色差别较大，可使用绿色滤光片，以减少反射色的干扰。 6、有些矿物的反射率接近标准矿物，我们把这些矿物称为边界矿物。观测时由于仪器、光片质量、人眼的视测差异等原因，可能反射率会大于或小于标准矿物， 判断它们的反射率级别应以实际观测结果为准。1、利用视测对比法观测四种标准矿物的反射率特征（要求：除单独观测每个标准矿物外，相邻的标准矿物要作对比）黄铁矿（Pyrite） 黄铁矿与方铅矿反射率的比较（RPyRGal） 方铅矿（Galena） 方铅矿与黝铜矿反射率的比较（RGalRTet） 黝铜矿（Tetrahedrite） 方铅矿、黝铜矿、闪锌矿反

25、射率的比较（RGalRTetRSph） 闪锌矿（sphalerite） 2、利用四种标准矿物，用视测对比法判断下列矿物的反射率特征，并确定其反射率级别。红砷镍矿（Niccolite）（点击查看）与标准矿物黄铁矿比较（R方铅矿）， 分级：红砷镍矿的反射率：级 黄铁矿R方铅矿赤铁矿（Hematite）（点击查看）与标准矿物黝铜矿比较（R闪锌矿） 赤铁矿的反射率：级 黝铜矿R闪锌矿铬铁矿（Chromite）（点击查看）与标准矿物闪锌矿比较（R 分级：铬铁矿的反射率：级 R闪锌矿 思考题1 反射率的观测方法有几种？2 光片和薄片各有什么特点？不透明矿物和透明矿物在反光显微镜下反射率特征有什么不同？为什

26、么？2.2.1 矿物的反射色 概述反射色：在反光显微镜垂直入射光的照射下，矿物显示的颜色。它在慨念上与天然矿物块在普通光线下以肉眼观察所看到的“矿物颜色”不同，而是人工磨制好的矿物光面在镜下光线直射时显示的颜色。它是矿物表面反射产生的，因此是表色。反射色是一个很直观的光学性质。当我们在反光显微镜下观测光片时，首先感觉到的就是矿物的反射色。而人眼对颜色的判断能力是很强的，如自然金、黄铜矿、黄铁矿三矿物，虽然都是黄色，但在镜下金黄色、铜黄色、浅黄色一般不会混淆。因此，矿物的反射色在鉴定矿物方面是很有用的，特别对那些具有鲜明颜色特征的矿物，更具有重要的鉴定意义。反射色的形成机理反射色是由于矿物对光波

27、进行选择性反射（反射率色散）的结果。我们知道，白光是由七种不同色光组成的，而不同的矿物在化学成分、化学键型、晶格类型、晶体构造等方面也是不同的，因此每种矿物对白光中的七种色光的反射率会有差别。当矿物对白光中的某种色光反射率最大时，矿物的反射色就显示那种色光的颜色，例如自然铜对红光的反射最强，反射率最大，因此它的反射色呈现淡红色；当矿物对白光中的某几种色光同时显示较大反射率时，矿物的反射色就显示几种色光的混合色；当矿物对白光中的七种色光反射率相差不大时，矿物的反射色呈现无色，根据其反射率的大小，分别显示亮白色、白色、灰白色、灰色或暗灰色，例如方铅矿：纯白色；铬铁矿：灰色。 反射色的视测分级（定性观测） 显著颜色类：带有鲜明颜色的矿物，如黄色、蓝色、玫瑰色等。 无色类：没有显出鲜