晶体光学及光性矿物学.docx

1、晶体光学及光性矿物学解释一下概念干涉图；波的干涉所形成的图样叫做干涉图样。光率体；表示在晶体中传播的光波振动方向与晶体对该光波的折射率（简称相应的折射率）之间关系的立体几何图形。多色性；非均质体矿物颜色色彩发生改变、呈现多种色彩的现象称为多色性；光轴；光束（光柱）的中心线，或光学系统的对称轴。（当光在晶体内沿某个特殊方向传播时不发生双折射，该方向称为晶体的光轴。）消光位；非均质体矿物的斜交OA切面，在正交偏光镜下处于消光时的位置，称为消光位；双折射；光束入射到各向异性的晶体，分解为两束光而沿不同方向折射的现象。消光；正交偏光镜下透明矿物矿片呈现黑暗的现象称为消光；吸收性；非均质体矿物颜色深浅发

2、生改变的现象称为吸收性；光轴角；两光轴之间的夹角。偏振光；自然光穿过某些介质，经过反射、折射、双折射、选择吸收等作用，可以改变其振动状态，变成在垂直光波传播方向的某一个固定方向上振动的光波，具有这种振动特征的光波称为平面偏振光，简称偏振光或偏光。光性非均质体；又简称非均质体，包括除等轴晶系以外的其余六个晶系的所有矿物。是各向异性的介质，其光学性质随方向不同而异。光性方位；指的是光率体在晶体中的定向，以光率体主轴与晶体结晶轴之间的相互关系表示。双折射率；双折射和偏光化后分解形成的这两种振动方向互相垂直且传播速度不等因而折射率也不同的偏光的折射率的差值，称为双折射率；消光角 ；是指矿片在消光位时，

3、目镜十字丝与结晶方向（晶轴、解理纹、晶面纹）之间的夹角，即切面光率体椭圆半径方向与结晶方向之间的夹角。平行消光；矿片在消光位时，矿物的解理纹、双晶纹、晶面纹等与目镜十字丝之一平行。斜消光；矿片在消光位时，矿物的解理纹、双晶纹、晶面纹等与目镜十字丝斜交（不垂直也不平行）。对称消光；矿片在消光位时，切面上的两组解理纹，或两组双晶纹，或两个方向的晶面纹的夹角等分线与十字丝方向一致。负延性 ；切面延长方向与短半径（Np或Np）平行或交角小于45。正延性；切面延长方向与长半径（Ng或Ng）平行或交角小于45。突起；是指矿物表面“高出”薄片平面，类似于“正地形”的现象。糙面；单偏光镜下观察薄片中矿物表面的

4、光滑程度，某些矿物表面像粗糙皮革一样呈麻点状，这种矿物表面粗糙不平的现象称糙面。边缘；指矿物的轮廓；贝克线；指紧靠边缘一条比较明亮的细线；一轴晶；只有一个光轴的非均质体，其光轴平行结晶轴c轴。二轴晶；具有两根光轴的非均质体。消色；两矿片产生的干涉色正好相互抵消而使矿片呈现黑暗的现象。全消光；旋转物台360，矿片始终保持黑暗的现象称为全消光；干涉色；当两单色光相干波发生干涉时，将产生一系列明暗条纹，称为干涉条纹。而白光发生干涉时，则产生由紫至红的一系列彩色条纹。这些由干涉作用形成的颜色，称为干涉色。高级白干涉色；当光程差达到相当五级以上的干涉色时，几乎接近于各色光半波长的奇数倍，同时又接近它们半

5、波长的偶数倍，各色光波都有不等量的出现，互相混杂的结果，形成一种与珍珠表面相似的亮白色，称为高级白干涉色。填空：1、单偏光下晶体光学性质的研究内容有矿物的形态 、 解理 、 突起 和 颜色 等四种。2、突起正否确定的依据是 提升镜筒或下降镜筒时，贝克线的移动方向 。3、正交偏光下晶体光学性质的研究内容有 消光 和 干涉现象 。4、斜长石按An值可分为 基性斜长石、中性斜长石和 酸性斜长石等三类。其中，具有卡钠联晶和聚片双晶的斜长石为基性斜长石 。5、 一轴晶垂直光轴的切面，是 圆 切面，其半径为 No ，在正交镜下具 全消光 的特点。6、要准确测定普通辉石的消光角（NgZ），必须选择 平行光轴

6、面 的切面，这种切面在正交镜下的特征是具有 最高干涉色 。7、某二轴晶矿物的Y晶轴与光率体主轴Ng一致，其最大双折率为0.009，薄片厚度为0.03mm，在平行（010）的切面上具有垂直Bxa切面的干涉图，此矿物应为正光性 光性，光轴面上的干涉色为 I级灰白色 。8、在正交偏光镜下，矿片处于45位加入石膏试板干涉色应当增加或减少 一个级序 ；如果加入云母试板时，干涉色应增加或减少 一个色序 。9、岩石薄片由 载玻璃 ， 矿片 和 盖玻璃 组成，连接它们的是 加拿大树胶 ，薄片的标准厚度为 0.03mm ，判别厚度的方法是 石英的干涉色 。10、二轴晶垂直光轴切面干涉图的用途有 确定轴性和切面方

7、向 ，测定光性符号 和 估计光轴角大小 。11、矿物在薄片中的突起高低取决于矿物折射率与加拿大树胶折射率的差值大小 ，差值 愈大，突起愈高 ，差值 愈小，突起愈低 。12、二轴晶光率体有垂直一根光轴 ， 平行光轴面 ， 垂直Bxa ， 垂直Bxo 和 斜交切面 等主要切面。13、非均质矿物垂直光轴的切面在正交镜间为 全消光 消光，而其他方向的切面则会出现 四次消光 消光。14、判别下图矿物的轴性，光性正负和切面方向。并在图上出其光率体椭园切面半径的名称。未加试板前干涉色为一级灰白。 一 轴晶 斜交光轴 方向的切面 负 光性 画出光率体位置 15、判别下图矿物的轴性，光性正负和切面方向。并在图上

8、填出其光率体椭园切面的半径名称。未加试板前干涉色为二级绿。 二 轴晶 垂直一根光轴 方向的切面 正 光性画出光率体位置16、要测定矿物的轴性及光性正负，最好选择在正交偏光镜间干涉色 最低 的切面。17、由于光波在非均质晶体中的振动方向不同，而使矿片颜色深浅发生改变的现象，称为 吸收性 。 18、在同一岩石薄片中，同种矿物不同方向的切面上，其干涉色 不同 。 19、对于一轴晶矿物来说，其延性总是和 光性 相一致。20、两光轴之间所夹的锐角称为 光轴角 ，以符号 2V 表示。21、两非均质体矿片在正交镜间的45位重迭，当异名半径平行时，因总光程差为零而使矿片变黑暗的现象，称为 消色 。 22、贝克

9、线的移动规律是提升镜筒 ，贝克线总是向折射率大的物质移动。23、对于二轴晶光率体，当 Bxa=Np 时，为负光性。24、矿物的多色性在 垂直光轴切面 的切面上最不明显。 25、光波入射非均质体矿片分解形成两种偏光，其振动方向是 相互垂直 。26、二轴晶光率体平行光轴面切片的干涉图特征是 闪图或瞬变干涉图闪图或瞬变干涉图 。27、沿Z轴延长的长条状矿物，当Ng与Z轴平行时，矿物的延性应为 正 。28、簿片中透明矿物的颜色是由于 是矿片对白光中各单色光波选择吸收 结果。29、二轴晶光率体的光轴面与三主轴面之一的 Ng-Np面 对应。30、观察方解石的闪突起，应选择 平行光轴面 切面才最明显。31、

10、角闪石的多色性公式为：Ng深缘，Nm绿，Np浅黄绿，其吸收性公式应为 NgNmNp 。32、二轴晶负光性光率体垂直Bxo的切面，其光率体椭园切面半径是 Nm、Np 。33、光波入射非均质体矿物，不发生双折射的入射方向是 光轴 。34、对于一轴晶矿物，当 NeNmNp 时，称正吸收；吸收公式为 NgNmNp 时，称反吸收。49、一、二级干涉色相比，二级干涉色的特点是有 蓝、绿色 色，而无 灰、黑色 色。50、二轴晶垂直Bxo的切面形态为一 椭圆 切面；若为负光性时其半径应分别为 Nm 和 Np 。51、光率体是表示光波在晶体中传播时，光波的 振动方向 与 相应折射率值 之间关系的一种光性指示体。

11、52、在单偏光镜下旋转非均质体的任意切面，当矿片上的椭圆半径之一与PP方向平行时，由下偏光镜透出的振动方向平行PP的偏光，进入矿片后，沿 沿该半径方向振动 通过矿片，此时矿片的折射率值 等于该半径的长短 。53、单偏镜下物台上放置黑电气石平行光轴的切片，当其平行Z轴方向振动的光率体椭园切面半径 Ne 与 下偏光 振动方向一致时，呈现浅紫色，垂直Z轴方向振动的椭园半径 No 与 下偏光 振动方向一致时呈现深兰色。因此，黑电气石的吸收性公式为 Ne No 。54、矿物在薄片中呈现的颜色除了对白光中各色光波的选择性吸收的结果之外，还与 含 色素离子 有关。55、测定两组解理夹角时，必须选择 同时垂直

12、两组解理 的切面，这种切面有 提升镜筒，解理缝不左右移动 的特点。56、干涉图是在 锥光镜 下观察的，应当是各个方向入射光通过矿片后所产生的 消光 和 干涉效应 的总和所构成的特殊图形。57、斜长石是由Ab与An组成，根据An和Ab的比例不同，斜长石可分为 钠长石 、更(奥)长石 、 中长石 、 拉长石 、 倍长石 、 钙长石 。58、在同一岩石薄片中，各矿物表面实际上是在同一水平面上，为什么会给人有高低不同的感觉呢？主要是由于矿物和树胶折射率不同，光波通过两者之间的界面时，产生了折射 、 全反射 作用所形成。59、影响矿物糙面显著程度的因素有 矿物折射率与加拿大树胶折射率差值大小 和 矿片表

13、面的磨光程度 。60、单斜晶系的光性方位是 Y晶轴 与 光率体三个主轴之一 重合，其余两个主轴 与 另两个结晶轴 斜交。判断并改错：1、要测定矿物的轴性和光性符号，应该选择在正交偏光下干涉色最高的切面。（） 应该在锥偏光镜下 2、在同一岩石薄片中，同种矿物不同方向的切面上，其干涉色不同。（） 3、对于一轴晶矿物来说，其延性和光性总是一致的。（）4、两非均质体矿片在正交镜间的45位重迭，当异名半径平行时，因总光程差为零而使矿片变黑暗的现象，称为消色。（）5、贝克线的移动规律是下降物台，贝克线总是向折射率大的物质移动。（） 6、二轴晶光率体，当NpNmNg时，为负光性。（） Ng=Bxo Np=B

14、xa时为负光性（或者Ng-NmNm-Np时为负光性） 7、矿物的多色性在垂直光轴的切面上最不明显。（） 8、一轴晶光率体的旋转轴永远是Ne轴。（）9、某矿物的最高干涉色为级紫红，因此该矿物的某些切面可能出现级紫红。（）10、一轴晶平行光轴切面的干涉图与二轴晶平行光轴面切面的干涉图特点完全一样，在轴性明确的情况下也不能用作光性正负的测定。（）应为能够11、两非均质矿片在正交镜间的45位置重叠，当异名半径平行时，总光程差等于两矿片光程差之差。（）12、在单偏光镜下，黑云母颜色最深时的解理缝方向可以代表下偏光的振动方向。（）13、同一岩石薄片中，同一种矿物的干涉色相同，不同种矿物的干涉色不同。（）

15、14、某矿物的干涉色为二级绿，在45位加云母试板，如同名半径平行，干涉色升高为二级蓝，如异名半径平行，干涉色降低为二级黄。（）云母试板改变一个色序，应为：同名半径平行，干涉色升高为二级黄，如异名半径平行，干涉色降低为二级蓝15、角闪石的多色性只有在垂直Bxa的切面上观察才最明显。（）16、当非均质体矿片上的光率体椭圆半径与上、下偏光的振动方向平行时，矿片就会变黑而消色。（）应为异名半径平行时出现消色，但同名半径平行时不会出现消色17、在岩石薄片中透明矿物所呈现的颜色是矿片对白光中各单色光波折射和散射的结果。（）18、矿片干涉色的高低取决于矿物性质和矿片厚度，在标准厚度下则受切面双折射率的影响。

16、（）19、二轴晶垂直光轴切面的干涉图用途有：确定轴性、光性、切面方向和估计折射率的大小。（）20、矿片糙面的明显程度是受矿物软硬和矿片表面光滑程度的影响。（）21、在一轴晶平行光轴切面的干涉图中，从中心到边缘干涉色逐渐升高的方向就是Ne的方向。（）22、根据Ng、 Nm和Np的相对大小可以确定二轴晶矿物的光性正负，当NgNm NmNp为负光性。（）23、中级晶族的光性方位是一轴晶光率体的旋转轴与晶体的三个结晶轴之一重合。（）24、在岩石薄片中，矿物突起愈低，其折射率就愈小。（）25、矿物折射率与光波传播的速度紧密相关，因此光波在矿物中传播速度愈快，矿物折射率就愈大。（）问答：1、 光波在均质体

17、和非均质体中的传播特点有何不同?为什么? 答：由于均质体的光学性质各个方向相同，而非均质体的光学性质随方向的不同而不同。因此，光波在均质体和非均质体中的传播特点是明显不同的，主要表现在以下几点：1)光波在均质体中传播时，无论在任何方向振动，传播速度与折射率值不变。而光波在非均质体中传播时，传播速度和折射率值随振动方向的不同而发生改变；2)光波入射均质体发生单折射现象，不发生双折射也不改变入射光的振动性质。入射光为自然光，折射光仍为自然光。入射光为偏光，折射光仍为偏光。因此，均质体只有一个折射率值。而光波入射非均质体，除特殊方向以外，会改变其振动特点，分解成为振动方向互相垂直、传播速度不同、折射

18、率不等的两条偏振光，也就是说要发生双折射。因此，非均质体具有多个折射率值。2、 观察二轴晶矿物多色性的明显程度应选择哪种切面?为什么?应如何测定Ng和Np的颜色?答：1)观察二轴晶矿物多色性的明显程度应选择平行光轴面的切面。这种切面的光率体主轴分别为Ng和Np，因而具有最大的双折射率值，也就可以看到最明显的多色性变化；2）要测定这种切面上Ng和Np的颜色，可按以下步骤进行：a)将待测的矿物颗粒置于视域中心，转动物台使其颜色最深(或最浅)，b)加上上偏光镜(此时矿物颗粒应为消光)，并逆时针转动物台45o而使其处于45o位，此时代表最深(或最浅)颜色的光率体主轴分布在一、三象限，c)观察加上石膏试

19、板或云母试板后，矿物干涉色级序的升降变化。如果干涉色级序升高，则表明代表最深(或最浅)颜色的光率体主轴为Ng，反之则为Np。这样就可以确定Ng和Np的颜色。3、 什么是闪突起？在你实习过的透明矿物中那些矿物具有闪突起现象？ 答：1）在单偏光镜下，转动载物台，非均质体矿物颗粒的边缘、糙面及突起高低发生明显改变的现象就是闪突起；2）在实习过的透明矿物中具有闪突起的矿物有方解石和白云母；3）它们闪突起变化规律分别为：对于方解石，当其两组解理的锐角等分线平行下偏光镜的振动方向时为正中突起，而当其两组解理的钝角等分线平行下偏光镜的振动方向时则为负低突起；对于白云母，当其一组极完全解理的解理缝平行下偏光镜

20、的振动方向时为正中突起，而当其一组极完全解理的解理缝垂直下偏光镜的振动方向时则为正低突起。4、 简述矿物系统鉴定的步骤、切面选择及主要的观察内容。答：1）矿物的系统鉴定首先应该区分是均质体矿物还是非均质体矿物。对于均质体，其各个方向切面为全消光，且无干涉图。对于非均质体，仅垂直光轴切面全消光，其它则为四次消光，且有干涉图。然后再分别对均质体和非均质体加以鉴定。对于均质体矿物只需在单偏光镜下观察矿物的晶形、解理、突起等级和颜色等特征；对于非均质体矿物需要在以下四个方面进一步鉴定：a)在单偏光下观察晶形、解理、突起等级、闪突起、颜色、多色性、测定解理夹角等。b)在正交偏光镜下观察消光类型、双晶、延

21、性符号及干涉色级序等。c)选择一个垂直光轴的切面，在锥光镜下确定轴性测定光性符号。如为有色矿物，在单偏光镜下观察No或Nm的颜色。d)选择一个平行光轴或平行光轴面的切面，在正交偏光镜下测定最高干涉色级序、最大双折率和消光角的大小。如为有色矿物，观察No、Ne或Ng、Np等颜色。写出多色性和吸收性公式。系统测定光学性质后，查阅有关资料，定出矿物名称。2）矿物的不同晶体光学性质的需要在不同定向切面上进行测定，对于多色性公式、吸收性公式、双折射率及消光角等特征，需要在平行光轴或光轴面的切面上测定、对于光性正负的确定需要在除平行光轴或光轴面的切面外的各种切面上进行、对于2V大小的测定则需要在垂直光轴的

22、切面上进行。垂直光轴切面特征：a)有色矿物不显多色性、b)全消光、c)锥光下显示一轴晶或二轴晶垂直光轴切面干涉图；平行光轴或平行光轴面切面特征：a)多色性最明显、b)干涉级序最高、c)锥光下显示平行光轴或光轴面切面干涉图；其它方向的切面特征介于上述两种切面之间。3）主要的观察内容有：单偏光镜下包括矿物的晶态、解理、颜色及多色性、突起及闪突起等、正交偏光镜下包括干涉色级序、双晶类型、延性符号、双折射率大小、消光类型及消光角等、锥光镜下包括切面方向、轴性、光性及2V大小等。5、 根据下表所列内容对比均质体光率体、一轴晶光率体和二轴晶光率体的特征。类别特征均质体光率体一轴晶光率体二轴晶光率体形态特征

23、圆球体旋转椭球体三轴不等椭球体主要切面类型圆三个类型、五个切面五个类型、九个切面最大双折率0Ne-No或No-NeNg-Np主折射率NNe、NoNg、Nm、Np光性判别无光性NeNo正光性；NeNm-Np正光性；Bxa=Np或NgNmNm-Np负光性；光轴数目无数根一根二根与晶系关系等轴晶系三方、四方、六方晶系三斜、单斜、斜方晶系6、 矿物的突起等级可分为哪几种？如何确定未知矿物的突起等级？答案：1）突起是薄片中矿物颗粒看起来凸出或凹入的现象。它是由于矿物折射率与加拿大树胶折射率不同，光波通过两者之间界面而发生折射、全发射作用的结果；2）根据矿物折射率的高低，可将矿物的突起等级分为负高突起(折

24、射率小于1.48)、负低突起(折射率为1.481.54)、正低突起(折射率为1.541.60)、正中突起(折射率为1.601.66)、正高突起(折射率为1.661.78)和正高突起(折射率大于1.78)等6种；3）要确定未知矿物的突起等级，首先可以根据提升镜筒时，贝克线的移动方向来确定所鉴定矿物的突起正负，然后再根据其边缘及糙面特征来确定其突起高低，最后是综合上述两方面的特征确定矿物的突起等级。当然也可以先确定突起等级，再确定突起正负。在提升镜筒时，如果贝克线由树胶移向矿物，矿物为正突起，反之，则为负突起；如果矿物颗粒的表面越光滑，边缘越不清楚，其突起就越低，反之，如果矿物颗粒的糙面越显著，边

25、缘越宽，其突起就越高。7、 如何利用石英楔、云母试板和石膏试板，区分高级白与一级灰白干涉色？写出加入试板后的变化。答：加入石膏试板，若干涉色无变化为高级白干涉色，若升高为蓝或降低为橙，则为级灰白干涉色 ； 加入云母试板，若干涉色无变化为高级白干涉色， 若升高为灰白或降低为 暗灰，则为级灰白干涉色 ； 加入石英楔，8、正交镜下某矿物切面呈现黄橙干涉色，从二四象限方向插入云母试板后变为三级绿，1 指出原干涉色的级序。2 画出插入试板时的矿物光率体切面示意图。答：（1）级黄橙（2）10、某矿物切面为长方形，你怎样确定它的延性？ 答：（1）将长方形切面置于视域中心，使长边方向与目镜十字丝纵丝方向一致。

26、（2）观察消光类型。若为平行消光，按第（3）步骤操作；若为斜消光，转物台小于45使矿物消光。 （3）从消光位转物台45，插入试板，根据干涉色升降确定光率体椭圆半径名称。若延长方向与长半径平行或交角小于45，延性符号为正；若延长方向与短半径平行或交角小于45，延性符号为负。12、在锥光镜下，某矿物切面出现如下干涉图，从左到右两相邻干涉图逆时针方向相差45位置， 该矿物是几轴晶？是什么方向的切面？答：（1）一轴晶。是斜交OA的切面。 选择一个位置的干涉图，说明如何判别它的光性正负（画出试板和干涉图变化）。.13、画出二轴正晶光率体平行光轴面的切面，并标出所有光率体要素。（也可参考P113图5-31

27、）9、画出二轴负晶光率体平行光轴面的切面，并标出所有光率体要素。答： （对比13题可得出图形）14、正交镜下某矿物切面呈现黄干涉色，从二四象限方向插入云母试板后变为二级绿，3 指出原干涉色的级序。4 画出插入试板时的矿物光率体切面长短轴示意图。答：（3）原干涉色为三级黄（4）15、什么是消光类型？某单斜晶系矿物不同切面上可见一组解理或两组近正交解理，画图表示该矿物三种消光类型的示意图。答：消光类型是指矿物斜交OA切面消光时，目镜十字丝与矿物解理纹、双晶纹、晶面纹（晶面与切面的交线）等之间关系的类型。16、在锥光镜下，某矿物切面出现如下干涉图，从左到右两相邻干涉图是顺时针方向旋转的结果， 该矿物

28、是几轴晶？是什么方向的切面？ 答：二轴晶。是垂直OA的切面。 选择一个位置的干涉图，说明如何判别它的光性正负（画出试板和干涉图变化示意图、用椭圆切面及轴名等注明判别依据）。18.未加试板前干涉色为一级灰白，插入石膏试板干涉图变化图示。 十字丝交点为什么出露点 OA出露点 切面方向： 垂直OA 轴性： 二轴晶 光性符号： （-） 画图示意其光率体椭圆切面的半径方位和名称19. 消光与消色有什么区别？答：消光是由于矿片光率体椭圆半径与PP一致，没有光透出上偏光镜而使矿片呈现黑暗；而消色是由于两矿片产生的干涉色正好抵消而使矿片呈现黑暗。20. 以普通角闪石为例，试述消光角的测定步骤及消光角公式的表示。答：选择符合要求的切面，将切面移至视域中心，在单偏光镜下使已知结晶方向平行纵丝(或横丝)记录物台读数x1旋转物台使矿片消光，则切面光率体椭圆半径与十字丝方向一致，记录物台读数x2，算出