矿相学2011第四章

2、矿物的非均质性及偏光色
非等轴晶系矿物，在正交偏光镜下 转物台使矿物方位改变时，矿物发生明 亮程度和颜色的变化，这种光学现象称 之为非均质效应（非均质性），具这种 光学性质的矿物为非均质性矿物。如辉 钼矿、磁黄铁矿。
矿物均质性非均质性视测分级：
强非均质性：在正交偏光下，旋转物台明暗变化显著， 偏光色从显著（如辉钼矿、铜蓝等）至明显（如磁黄铁 矿等）。
三、矿物非均质性形成机理 1、反射平面偏光振动面的旋转 性能：
PP—前偏光 CC—一轴晶矿物c轴 AA—矿物水平轴的方位，两者皆为矿物主反射率的方向。 矿物的c轴与PP的振动方向成45°，假定入射光的振幅为OI，入射光投射到矿物光片上后，将 分解成振幅相等的两组互相垂直的平面分振动，分别平行于CC（OI2）和AA（OI1）方向。由 于这两组平面偏光反射率的差异，因而反射时其OR1必不等于OR2，所以两组反射光按平行四
边形法则合成后的振动，为一振动方向靠近反射率较高晶体方向的直线振动，即以OP′代表 其振动方向和振幅。OP′与OI不重合，表示反射后使振动方向发生了旋转。这种合成反射平 面偏光的振动方向不同于入射光的振动方向，而存在一夹角Arβ的关系，称为非均质矿物反射 平面偏光振动面旋转的性能，简称非均质旋转。Arβ角为非均质旋转角。
6 270° 7
180° 5
4
Y
3 90°
8
2
1
0° (360°)
8 2
1
8 1 0° (360°)
2
7 Z
3
65 4
270° 7
6
X
5 180°
4
3 90°
2、两互相垂直的直线偏光（同频率不等振幅）， 相位差不是0°、180°或180°整数倍时，合成一
椭圆振动（椭圆偏光）。
6 270° 7
180° 5
2、非均质不透明矿物反 射平面偏光产生周相差 而造成椭圆偏光的性能
椭圆长轴a与起偏镜方向之间的夹角称为非均质视旋转角 Ar，Ar角也随周相差而变化
多数非均质不透明矿物的周相差均较小（Δ＜
10°），所以它们的Ar与Arβ近于相等。 Ar的标准
值（45°位时所测）是矿物的一个较重要的鉴定特征。
四、非均质矿物的偏光色
4
Y
3 90°
Z
7
8
2
1
0° (360°)
8
1
270° 7
5 6
4
3
Z
2
6 5 180°
8
X
4
1
0°
(360°)
2
3 90°
3、当两光波的振幅相等、同频率，其相差为90° 或90°的奇数倍时，两个互相垂直的直线振动合成
为一圆振动。
90°
3
2
1
2
3
1
180°
y
0 0°4
0
4
5
6
7
270°
5
7
6 270°
第四章
矿物在正交偏光镜下的 均质性、非均质性
第一节 概 述
一 光学性质复习
光是一种横波，光波的形成情况可用质点的圆周运动 来说明，质点作简谐振动，运动轨迹为正弦曲线。圆周的 半径为光波的振幅，圆周周长相当于一波长。
C
C
90° B
B
D 180° 0° A
D
(F) A
光线 F
270°
E
E
0
λ/4
λ/2
非均质不透明矿物在严格正交偏光下处于45°位置 时不仅最明亮，而且在白光中常显现出颜色，这种颜 色称为偏光色。
1、透明非均质矿物偏光振动 面的旋转色散
对不同波长的光波，反射率也随 着改变，因此合成偏光的振幅与非 均质旋转角也随波长而有所不同， 故透过上偏光镜的振幅和光强也有 P
差别。 OI为入射光的振幅 ，OR′ 代表红光的合成反射平面偏光的振 幅及方向，OG′代表蓝光、OB′代 表绿光。每一种光波在分析镜AA线 上的投影，即为该光波能透过分析 镜的分振幅，即为Oc、Ob、Oa三部 分。它们根据“相加”的原理合成一 种混合色，即为偏光色。
3
2
1
270°
x
4
90°
5
6
7
0°
二 矿物的均质性、非均质性
1 均质性
等轴晶系的矿物均无方向性，对垂直入射的 平面偏光仍按原来振动方向反射，因振动方向 （东西）不变，反射光线不能透过上偏光镜 （南北振动），矿物在视域中呈黑暗状态（消 光），转物台明暗程度不变。这类现象称均质 效应，矿物的这种性质叫均质性。如 方铅矿、 闪锌矿各方向颗粒均显均质性，称它们为均质 性矿物。
A
c
R′
b
G′
a
B′
O
I
P
A
2、非均质不透明矿物的椭圆色散
非均质不透明矿物二主向 的反射率不仅振幅不同，而
且周相差也随光波波长而改
变，因此使合成的非均质椭
圆偏光也发生色散，即各色
P
光的非均质椭圆不同。这种
色散也是构成非均质不透明
பைடு நூலகம்
矿物偏光色的基本原因。
A
b a
O
I
P
A
两个不同色光合成的椭圆振动，为同一矿物在不同波长光波中造成不同的非均质反 射椭圆，其中一个代表红光的椭圆振动，另一个代表绿光的椭圆振动，二椭圆各有一 部分光强透过分析镜。Oa代表绿光椭圆透过分析镜的振幅，Ob代表红光的振幅，根据 “相加’的原理合成一种混合色，即构成偏光色。
λ 3/4
λ
位相差为90°的两光波的传播
0° 360°
90°
270°
360° 0°
180° 90°
270°
360° 0°
180°
270°
自然光：在垂直于光传播方向的平面上，光矢量在各个可能方 向上的取向是均匀的，光矢量的大小、方向具有无规律性变化， 这种光称为自然光，也称为非偏振光。
矿物的观测大多在偏光中进行，偏光有三种形式：
平面偏光（直线偏光）： 光矢量端点的轨迹为直线，即光矢量 只沿着一个确定的方向振动，其大小、方向不变，称为线偏振 光。对着光线传播方向看去其振动轨迹为一直线。
椭圆偏光 圆偏振光
两同频率的平面偏光沿同一光路互相垂直振动，所产生的
合成光波有三种情况：
1、两互相垂直直线振动（频率相等，振幅不等），相位差 为0°、180°或 其整数倍时，重新合成一新的直线偏光（平面 偏光）。
第二节 正交偏光镜下均非性、偏光色、Ar角观测方法
一 Ar 角测法 正交偏光暗位法：
正交偏光镜下，选明暗变化最显著颗粒置于45°位置（此时最 亮），转动上偏光镜至矿物最黑暗，上偏光镜转角即Ar角。
弱非均质性：正交偏光下，旋转物台明暗变化可见至仅 隐约可见，有的显示弱的偏光色，在多方向性矿物颗粒 的集合体中才能清楚地看出其非均质效应。
均质性： 正交偏光下，即使用强入射光，旋转物台也不 出现明暗变化，即物台旋转一周呈全暗或全微亮。
硼镁铁矿显示非均质性 磁黄铁矿显示非均质性
赤铁矿非均质性 黄铜矿非均质性