第六章 光学显微分析
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第六章 光学显微分析
形貌、显微结构观察技术
1、光学显微镜 2、扫描电子显微镜(SEM) 3、透射电子显微镜(TEM) 4、扫描探针显微镜（SPM）
主要内容
偏光显微镜 单偏光镜下晶体的光学性质 正交偏光镜下晶体的光学性
质 锥光镜下晶体的光学性质
6.1 偏光显微镜
偏光显微镜是研究透明 矿物光学性质的重要仪器， 它比一般（生物）显微镜复 杂，其主要的区别在于偏光 显微镜装有两个偏光镜及聚 光镜和勃氏镜。
吸收性——由于通过晶体 的光波振动方向不同，使晶 体颜色浓度发生变化的现象。
6.2单偏光镜下晶体的光学性质
6.2.3矿物的颜色与多色性和吸收性
描述晶体的多色性与吸收性，常借助光率体主轴表示。 一轴晶矿物的多色性与吸收性公式：
以光率体轴表示，如电气石，取‖c轴切片，在单偏光 镜下观察，当Ne ‖PP时，晶体呈浅紫色，当No‖PP时， 晶体呈深蓝色。则
Ng （负光性）的颜色。 测二轴晶的多色性（三色）至少需要二个定向切片。 如角闪石，多色性公式：Ng=深绿色 、Nm=绿色、 Np=浅黄绿色； 吸收性公式： Ng ＞ Nm ＞ Np（正吸收）
6.2单偏光镜下晶体的光学性质
6.2.3矿物的颜色与多色性和吸收性
影响多色性的因素
①与矿物的本 性有关(有的矿 物有明显多色 性，有的不明 显或没有)；
6.2 单偏光镜下晶体的光学性质
研究对象:岩石薄片
6.2 单偏光镜下晶体的光学性质
可观察的内容： （1）矿物的外表特征，如形态、解理等； （2）与矿物对光波的吸收有关的光学性质，如颜色、 多色性、吸收性等； （3）与矿物的折射率有关的光学性质，如突起，糙面， 轮廓，贝克线等。
6.2 单偏光镜下晶体的光学性质
对于某一晶体，解理角是一 定值。只有当切片同时垂直 两组解理面时，才是两组解 理真正的夹角。
特征是：解理缝细，清晰， 升降镜筒时解理缝不向两边 移动。测定方法：如图所示。
6.2单偏光镜下晶体的光学性质
6.2.3矿物的颜色与多色性和吸收性
1、颜色 晶体对白光中七色光波选择性
吸收的结果。 对白光等量吸收，则为无色矿
6.2 单偏光镜下晶体的光学性质
6.2.1晶体形态
3.晶体自形程度:
（1）自形晶：晶形完整，一般为规则的多边形，边棱为直线。析 晶早，结晶能力强，环境条件适宜晶体生长. 如：C3S晶体；
（2）半自形晶：晶形较完整，比自形晶差，边棱部分为直线。这 种晶体析晶较晚或温度下降较快时析出（如：C2S晶体）；
6.2.1晶体形态
1.晶形：薄 片中观察到 的晶形，决 定于三个因 素：
晶体的对称 性；晶体形 成的物理化 学条件；切 片方向。
6.2 单偏光镜下晶体的光学性质
6.2.1晶体形态
2.常见晶体形态： ① 粒状（石英，橄榄石）； ② 针状（莫来石）； ③ 柱状（辉石，硅灰石）； ④ 板状（硅酸三钙）； ⑤ 纤维状（石膏，失透石）； ⑥ 片状（云母）； ⑦ 放射状（透辉石）。 ⑧ 球粒状（硅酸二钙） ⑨ 骨架状（磷石英，方石英）；
物；对白光不等量吸收，则为透过 光的颜色；
对顶二色互补原理：对顶二色 等量混合为白色；其一被吸收则呈 现其补色。如晶体吸收红色光，则 呈现绿色。
6.2单偏光镜下晶体的光学性质
6.2.3矿物的颜色与多色性和吸收性
2.多色性与吸收性
多色性——由于通过晶体 的光波振动方向不同， 使晶体颜色发生变化的现象。
（3）他形晶：晶形为不规则粒状。这种晶体析晶晚，结晶中心多 且析晶很快的产物（如C3A和C4AF等）； （4）畸形晶：由于析晶时粘度和杂质等因素的影响，晶体形成雪 花状、树枝状、骨架状等形态（如玻璃结石中的磷石英）。
在显微镜下还可观察到包裹体——即大晶体中包裹着一些小晶 体或其他物质。包裹物可以是气体、液体、其他晶体或同种晶体。 由包裹物的成分和形态可分析晶体生长时的物理化学环境。
偏光显微镜的类型较多， 但其基本构造相似。
6.1 偏光显微镜
west (left)
east (right)
south (front)
north (back)
Black!! (“extinct”)
6.2 单偏光镜下晶体的光学性质
装置：只用一个偏光镜进行观察，测定。所观察到的现象与 普通显微镜基本相同，只是对晶体某些特有的性质（如多色 性、吸收性等）可显示出特殊显微现象。
6.2 单偏光镜下晶体的光学性质
6.2.1晶体形态
6.2单偏光镜下晶体的光学性质
6.2.2 解理及解理夹角
1.解理—晶体沿着一定方向裂开成光滑平面的性质。 许多矿物具有解理，但不同矿物的解理完善程度、解理方 向、解理组数等内容不同，可作为鉴定矿物的特征之一。
2.解理完善程度 （1）极完全解理：解理缝细、密，且直贯晶体。如云母 类矿物； （2）完全解理：解理缝清晰但较粗，连贯性差。如辉石、 角闪石； （3）不完全解理：解理缝粗，断断续续，有时仅见解理 痕迹，如橄榄石。
6.2单偏光镜下晶体的光学性质
6.2.2 解理及解理夹角
3.解理缝形成的原因及清晰度
原因：薄片中解理逢被树胶充 填，二者折射率不等，即可见 解理缝。
清晰度：
①与解理的完全程度有关；
②与晶体和树胶的折射率差值 有关；
③与切片方向有关。
6.2单偏光镜下晶体的光学性质
6.2.2 解理及解理夹角
4.解理角:当矿物具有两组以 上解理时，必然存在夹角— 解理角，该参数可帮助鉴定 矿物。
②与切片方向 有关（如 ⊥OA切面上 无多色性）；
③与切片厚度 有关（切片越 厚，多色性越 明显）。
6.2单偏光镜下晶体的光学性质
6.2.4矿物的轮廓、贝克线、糙面及突起
1、轮廓与贝克线 在薄片中二折射率不同的介质接触处，可看到较暗的边 缘——轮廓；在轮廓的附近可见到一条明亮的细线——贝 克线。升降镜筒，贝克线发生移动。
多色性公式为：No=深蓝色；Ne=浅紫色； 吸收性公式为：No＞Ne（表示No方向吸收性强）。
6.2单偏光镜下晶体的光学性质
6.2.3矿物的颜色与多色性和吸收性
二轴晶矿物的多色性与吸收性公式：百度文库有Ng 、Nm、Np三个主折射率，相应有三个主要颜
色。 ‖AP 切面，显示Ng 、Np的颜色，其多色性明显； ⊥OA切面，只显示Nm的颜色，无多色性； ⊥Bxa切面，显示Nm 、Np （正光性）或 Nm 、
形貌、显微结构观察技术
1、光学显微镜 2、扫描电子显微镜(SEM) 3、透射电子显微镜(TEM) 4、扫描探针显微镜（SPM）
主要内容
偏光显微镜 单偏光镜下晶体的光学性质 正交偏光镜下晶体的光学性
质 锥光镜下晶体的光学性质
6.1 偏光显微镜
偏光显微镜是研究透明 矿物光学性质的重要仪器， 它比一般（生物）显微镜复 杂，其主要的区别在于偏光 显微镜装有两个偏光镜及聚 光镜和勃氏镜。
吸收性——由于通过晶体 的光波振动方向不同，使晶 体颜色浓度发生变化的现象。
6.2单偏光镜下晶体的光学性质
6.2.3矿物的颜色与多色性和吸收性
描述晶体的多色性与吸收性，常借助光率体主轴表示。 一轴晶矿物的多色性与吸收性公式：
以光率体轴表示，如电气石，取‖c轴切片，在单偏光 镜下观察，当Ne ‖PP时，晶体呈浅紫色，当No‖PP时， 晶体呈深蓝色。则
Ng （负光性）的颜色。 测二轴晶的多色性（三色）至少需要二个定向切片。 如角闪石，多色性公式：Ng=深绿色 、Nm=绿色、 Np=浅黄绿色； 吸收性公式： Ng ＞ Nm ＞ Np（正吸收）
6.2单偏光镜下晶体的光学性质
6.2.3矿物的颜色与多色性和吸收性
影响多色性的因素
①与矿物的本 性有关(有的矿 物有明显多色 性，有的不明 显或没有)；
6.2 单偏光镜下晶体的光学性质
研究对象:岩石薄片
6.2 单偏光镜下晶体的光学性质
可观察的内容： （1）矿物的外表特征，如形态、解理等； （2）与矿物对光波的吸收有关的光学性质，如颜色、 多色性、吸收性等； （3）与矿物的折射率有关的光学性质，如突起，糙面， 轮廓，贝克线等。
6.2 单偏光镜下晶体的光学性质
对于某一晶体，解理角是一 定值。只有当切片同时垂直 两组解理面时，才是两组解 理真正的夹角。
特征是：解理缝细，清晰， 升降镜筒时解理缝不向两边 移动。测定方法：如图所示。
6.2单偏光镜下晶体的光学性质
6.2.3矿物的颜色与多色性和吸收性
1、颜色 晶体对白光中七色光波选择性
吸收的结果。 对白光等量吸收，则为无色矿
6.2 单偏光镜下晶体的光学性质
6.2.1晶体形态
3.晶体自形程度:
（1）自形晶：晶形完整，一般为规则的多边形，边棱为直线。析 晶早，结晶能力强，环境条件适宜晶体生长. 如：C3S晶体；
（2）半自形晶：晶形较完整，比自形晶差，边棱部分为直线。这 种晶体析晶较晚或温度下降较快时析出（如：C2S晶体）；
6.2.1晶体形态
1.晶形：薄 片中观察到 的晶形，决 定于三个因 素：
晶体的对称 性；晶体形 成的物理化 学条件；切 片方向。
6.2 单偏光镜下晶体的光学性质
6.2.1晶体形态
2.常见晶体形态： ① 粒状（石英，橄榄石）； ② 针状（莫来石）； ③ 柱状（辉石，硅灰石）； ④ 板状（硅酸三钙）； ⑤ 纤维状（石膏，失透石）； ⑥ 片状（云母）； ⑦ 放射状（透辉石）。 ⑧ 球粒状（硅酸二钙） ⑨ 骨架状（磷石英，方石英）；
物；对白光不等量吸收，则为透过 光的颜色；
对顶二色互补原理：对顶二色 等量混合为白色；其一被吸收则呈 现其补色。如晶体吸收红色光，则 呈现绿色。
6.2单偏光镜下晶体的光学性质
6.2.3矿物的颜色与多色性和吸收性
2.多色性与吸收性
多色性——由于通过晶体 的光波振动方向不同， 使晶体颜色发生变化的现象。
（3）他形晶：晶形为不规则粒状。这种晶体析晶晚，结晶中心多 且析晶很快的产物（如C3A和C4AF等）； （4）畸形晶：由于析晶时粘度和杂质等因素的影响，晶体形成雪 花状、树枝状、骨架状等形态（如玻璃结石中的磷石英）。
在显微镜下还可观察到包裹体——即大晶体中包裹着一些小晶 体或其他物质。包裹物可以是气体、液体、其他晶体或同种晶体。 由包裹物的成分和形态可分析晶体生长时的物理化学环境。
偏光显微镜的类型较多， 但其基本构造相似。
6.1 偏光显微镜
west (left)
east (right)
south (front)
north (back)
Black!! (“extinct”)
6.2 单偏光镜下晶体的光学性质
装置：只用一个偏光镜进行观察，测定。所观察到的现象与 普通显微镜基本相同，只是对晶体某些特有的性质（如多色 性、吸收性等）可显示出特殊显微现象。
6.2 单偏光镜下晶体的光学性质
6.2.1晶体形态
6.2单偏光镜下晶体的光学性质
6.2.2 解理及解理夹角
1.解理—晶体沿着一定方向裂开成光滑平面的性质。 许多矿物具有解理，但不同矿物的解理完善程度、解理方 向、解理组数等内容不同，可作为鉴定矿物的特征之一。
2.解理完善程度 （1）极完全解理：解理缝细、密，且直贯晶体。如云母 类矿物； （2）完全解理：解理缝清晰但较粗，连贯性差。如辉石、 角闪石； （3）不完全解理：解理缝粗，断断续续，有时仅见解理 痕迹，如橄榄石。
6.2单偏光镜下晶体的光学性质
6.2.2 解理及解理夹角
3.解理缝形成的原因及清晰度
原因：薄片中解理逢被树胶充 填，二者折射率不等，即可见 解理缝。
清晰度：
①与解理的完全程度有关；
②与晶体和树胶的折射率差值 有关；
③与切片方向有关。
6.2单偏光镜下晶体的光学性质
6.2.2 解理及解理夹角
4.解理角:当矿物具有两组以 上解理时，必然存在夹角— 解理角，该参数可帮助鉴定 矿物。
②与切片方向 有关（如 ⊥OA切面上 无多色性）；
③与切片厚度 有关（切片越 厚，多色性越 明显）。
6.2单偏光镜下晶体的光学性质
6.2.4矿物的轮廓、贝克线、糙面及突起
1、轮廓与贝克线 在薄片中二折射率不同的介质接触处，可看到较暗的边 缘——轮廓；在轮廓的附近可见到一条明亮的细线——贝 克线。升降镜筒，贝克线发生移动。
多色性公式为：No=深蓝色；Ne=浅紫色； 吸收性公式为：No＞Ne（表示No方向吸收性强）。
6.2单偏光镜下晶体的光学性质
6.2.3矿物的颜色与多色性和吸收性
二轴晶矿物的多色性与吸收性公式：百度文库有Ng 、Nm、Np三个主折射率，相应有三个主要颜
色。 ‖AP 切面，显示Ng 、Np的颜色，其多色性明显； ⊥OA切面，只显示Nm的颜色，无多色性； ⊥Bxa切面，显示Nm 、Np （正光性）或 Nm 、