第四章偏光显微镜

材料岩相分析

第四章偏光显微镜下

晶体的光学性质

§4-1.偏光显微镜的构造和使用一.构造：偏光显微镜的式样繁多，目前我国最常用的有江南光学仪器厂制造的XPB-01型，XPT-7型630倍中级偏光显微镜（图4-1），上海光学仪器厂制造的XPG1000倍偏光显微镜及蔡司厂出产的文柯型偏光显微镜（图4-2）等。

它们的主要构造大同小异，现叙述如下：镜座：承受显微镜的全部重量；镜臂：呈弓形，下端与镜座相联，上部装有镜筒，为使用方便，可向后倾斜，但不宜过大，以防翻倒。

反光镜：是一个具有平、凹两面的小圆镜，可任意转动，以便对准光源，把光反射到显微镜中，一般在弱光源或锥光鉴定时，常使用凹面镜。下偏光镜：一般可以转动，以便调节其振动方向，通常用PP代表下偏光镜的振动方向。锁光圈（光阑）：在偏光镜之上，可以自由开合，用以控制进入视域的光量。

聚光镜：在锁光圈之上，由一组透镜组成。它可以把平行偏光聚敛成锥形偏光。不用时可以推开。在聚光镜上一般都刻有数值孔径(N·A)。载物台：是一个可以转动的圆形平台，边缘刻有刻度（360°），并有游标尺，可以读出旋转角度。在物台的外缘有固定螺丝，用以固定物台。物台中央有圆孔，是光线的通道。在物台上还有一对弹簧夹，用于夹持薄片。镜筒：为长的圆筒形，联结在镜臂上。转动镜臂上的粗动螺丝或微动螺丝可使镜筒上升和下降，用以调节焦距。微动螺丝上一般都带有刻度。镜筒上端插有目镜，下端装有物镜，中间有试板孔、上偏光镜和勃氏镜，有的还有锁光圈。自目镜上端至物镜处的长度称机械筒长（通常为160mm）。物镜：是决定显微镜成像性能的重要因素，其价值约占整个显微镜的1/5～1/2。是由1～5组复式透镜组成。每台显微镜上至少附有三个不同放大倍数的物镜，多的可达七个。每个物镜上刻有放大倍数、数值孔径（N•A）；有的还刻有机械筒长、盖玻璃厚度及前焦距等。一般显微镜有低倍（5x）、中倍（10x）及高倍（40x、63x）物镜，有的还有油浸物镜（100x）。

物镜的光孔角是指通过物镜前透镜最边缘的光线与前焦点间所组成的角度，如图4-3中的2θ。物镜的数值孔径等于nSinθ，可缩写为n•A或N•A。从设计上看，通常是放大倍数愈高的物镜，数值孔径愈大，同一放大倍数的物镜，其数值孔径愈大的物镜分辨率愈高。

所谓分辨率是指能分辨物体细小特征的本领，即用能分开两点（或两平行线）之间的最短距离来表示。物镜的分辨率就是显微镜的分辨率，目镜与显微镜的分辨率无关，它不过把物镜放大的物像进一步放大，使眼睛能看见而已。

物镜的分辨率决定于物镜的数值孔径和所用的波长两个因素，可用公式表示：或根据计算光学显微镜的最高分辨率为2000A，最高放大倍数一般为1800～2000X左右。目镜：一般有5x、10x两个目镜，目镜中往往还带有十字丝或分度尺，有的还有方格网。显微镜的总放大倍数为目镜放大倍数与物镜放大倍数的乘积。上偏光镜：其构造（偏光片）和作用与下偏光镜相同，唯其振动方向（以AA表示）常与下偏光镜（PP）垂直。上偏光镜可以自由推入或拉出，有些还可以转动90°或180°。勃氏镜：

位于目镜与上偏光镜之间，是一个小的凸透镜。可因需要而推入或拉出。有的勃氏镜可以上升、下降和前后、左右移动，并附有锁光圈。在观察细小矿物干涉图时，缩小光圈，可挡去干扰，而使干涉图更清晰。

二.偏光显微镜的使用

1.装卸镜头：

①装目镜：使其十字丝位于东西、南北方向上。②装物镜：弹簧夹型，螺丝扣型，转盘型。

2.调节照明（对光）：装上中倍物镜（10x）和目镜（5x），转动反光镜对准光源，直到视域最亮为止。如果总对不亮，则可去掉目镜，从镜筒内观察光源的像，直到照亮视域。注意不要把反光镜直接对准太阳光，这样对眼睛不利。

3.调节焦距：装上薄片，首先将镜筒下降到最低位置，从目镜中观察，并拧动粗动螺丝使镜筒上升，再转动微动螺丝使之清楚。切忌眼睛只看镜筒里面而下降镜筒，因为这样镜头很容易撞碎薄片而使镜头损坏。

准焦后，物镜与薄片平面之间的距离因放大倍数而不同，放大倍数低，二者距离长，反之间距短（图4-4）。

4.校正中心：显微镜中，镜筒中轴、目镜中轴都是固定的，只有校正物镜中轴。校正物镜中轴一般是借助于安装在物镜上的两个校正螺丝进行的。步骤如下：①将物镜装正，准焦后在薄片中选一质点a，移动薄片使a点位于视域中心（图4-5a）；②将薄片固定，旋转载物台360°，若中心不正，则质点a必绕另一圆心o作圆周运动（图4-5b），o点即为物镜转轴出露点。③旋转物台180°使质点a由十字丝焦点移至a’处（图4-5c）；④扭动校正螺丝，使质点a由a’移至偏心圆O点（图4-5d）；⑤移动薄片，使质点移至十字丝交点（图4-5e）。移动物台，若质点不动，则中心已校好。否则，须按上法重复校正。⑥若偏心很大，旋转物台时，质点a由十字丝交点移至视域之外。估计偏心圆中心o在视域外的位置及其半径，扭转校正螺丝，使质点由十字丝交点向o点相反的方向移动大约偏心圆半径的距离，再移动薄片使质点回到十字丝交点。旋转物台，可能质点在视域内移动，再按上述方法继续校正。否则，再重复校正。

5.偏光镜的校正：①将目镜十字丝放在东西、南北方向上。②推出上偏光镜，使薄片中黑云母的解理缝平行于某一十字丝，转动下偏光镜，使黑云母的颜色达最深（图4-6）。③推入上偏光镜，拿掉物台上的薄片，看视域是否全黑，如不全黑，可转动上偏光镜，使视域达全黑为止。三.薄片的制备

在偏光显微镜下研究矿物晶体、岩石及其它无机材料的光学性质及显微结构时，主要是将这些材料的试样制成薄片（0.03mm）或超薄片（0.01mm）,将这些薄片置于物台上，即可进行透射光的研究（图4-7）。

所谓单偏光镜下的研究，就是只用一个偏光镜（通常是下偏光镜）进行观察，测定晶体的光学性质。单偏光镜下观察的内容有：晶体的形态、解理及解理角、颜色及多色性、折射率的相对高低等。§4-2.单偏光镜下晶体的光学性质一.晶体的形态：

在切片中所见晶体的形态并不是晶体的整个立体形态，而是晶体某一个方向切面的轮廓。同一晶体由于切面方位的不同，可以表观出各种不同的形态（图4-8），因此，在实际工作中必须综合许多切面，才能正确判断晶体的形态。

根据晶体的完好程度，可将它分为三种类型：

1.自形晶：晶面发育完整，面平、棱直，并且有完整的几何多面体外形（图4-9a）。在析晶早、结晶能力强、物理化学环境适宜于晶体生长的条件下，便形成自形晶。例如烧成良好的水泥熟料中的C3S晶体。

2.半自形晶：晶体只有部分晶面发育较好，部分为其它晶体所阻隔或抑制而成不规则形状（图4-9b）。半自形晶往往是析晶稍晚或降温较快时析出的晶体。例如水泥熟料中的C2S，黑云母等。

3.他形晶：晶体无一定晶形，形态不规则（图4-9c），他形晶是析晶晚或结晶中心多，且析晶很快的矿物。例如快冷熟料中的C3A、C4AF和石英等。

常见的晶体形态为粒状、针状、柱状、板状、片状等。集合体形态有颗粒状、纤维状、鳞片状、放射状、球粒状、树枝状、羽毛状等。二.解理及解理角

1.解理：晶体沿着一定方向裂开成较光滑平面的能力称为解理，裂开的面称为解理面。有解理的晶体，解理的组数、方位及解理角等亦不同，因此利用解理可以鉴别晶体。晶体的解理在薄片中是一些平行或交叉的细缝（解理面与切面的交线），故称为解理缝。⑴极完全解理：解理缝细、密、长、直贯晶体，解理面光滑（图4-10中1）。如云母类矿物。⑵完全解理：解理缝清晰但较粗，连贯性较差（图4-10中2）。如角闪石，辉石等。⑶不完全解理：解理缝粗，断断续续，有时仅见解理痕迹（图4-10中3）。如橄榄石。

晶体解理缝的清晰程度与晶体树胶间的折射率的差值有关，相差愈大，解理缝愈清楚，反之亦然。晶体解理缝的宽度与切面方向有关，切面垂直解理面时，解理缝最窄（图4-11），代表真实宽度。此时，稍微提升镜筒，解理缝不向左右移动。

解理缝的可见性、组数也与切面方向有关，因此，在镜下观察晶体解理时，必须多观察一些切面，综合判断。

2.解理角：

具有两组以上解理的晶体，解理缝间夹角的大小可作为鉴定晶体的特征。解理角的大小与切面方位有关。只有切面方向同时垂直两组解理面时，解理缝间的夹角才是真正的解理角（图4-12中2），否则就小于或大于真正的夹角。判断方法同上。三.颜色、多色性及吸收性

1.颜色：薄片中晶体的颜色是晶体对白光中各色光波选择吸收的结果，如晶体对白光中各色光波同等程度的吸收，透过晶体后的光仍为白光；如晶体对白光中各色光波吸收能力不同，除去吸收的色光，其余色光互相混合，即为该晶体的颜色。

薄片中矿物晶体颜色的深浅，称为颜色浓度，它取决于矿物本身的性质、薄片厚度等对各色光波吸收的总强度，吸收愈大，颜色愈深，反之颜色愈浅。

2.多色性及吸收性：

具有颜色的光性均质体晶体，其颜色及颜色浓度不会因晶体方向的改变而变化。但是对于具有颜色的光性非均质体晶体，其颜色及颜色浓度均随晶体方向的改变而变化，晶体颜色随方向变化的现象叫多色性，晶体颜色浓度随方向变化的现象叫吸收性。

因光率体集中反映了晶体各方向上的光学特性，故一般可借用光率体的主轴来表示与方向有关的多色性和吸收性。一轴晶晶体有两个主折射率Ne和No,具有颜色的一轴晶晶体相应于此二个方向有二个主要颜色，如电气石：No＝深蓝色，Ne＝浅紫色（图4-14）。

因N0的颜色比Ne深，表示光波沿N0方向振动时总的吸收强度大，故其吸收性是N0>Ne。

二轴晶晶体有三个主折射率Ng，Nm，Np，具有颜色的二轴晶晶体相应于此三个方向有三种主要颜色，称为三色性。普通角闪石的多色性：Ng=深绿色，Nm=绿色，Np=淡黄色。吸收性公式：Ng>Nm>Np为正吸收。如果与此相反，Np>Nm>Ng为反吸收。

非均质晶体中，不同晶体的多色性明显程度往往是不同的，有的晶体多色性极为明显，如黑云母，有的不明显，如紫苏辉石，有的则看不出多色性。多色性的明显程度还与切面方向有关，一般是平行光轴（一轴晶）或平行光轴面（二轴晶）切面的多色性最明显，垂直光轴切面不具多色性，其它方向切面多色性明显程度介于二者之间。

多色性明显程度还与薄片厚度有关，薄片愈厚，多色性愈明显。所以观察时，不能只凭个别颗粒下结论。四.贝克线、突起及糙面

1.贝克线：在两个折射率不同的介质接触处，可以看到比较黑暗的边缘，在边缘的附近还可以见到一条比较明亮的细线，又叫光带。此时稍微升降镜筒，亮线发生移动，由此来比较折射率的方法是1882年奥地利岩石学家贝克提出的，所以将此亮线叫作贝克线。

贝克线在界面上移动的规律：提升镜筒时，贝克线向折射率高的介质移动；下降镜筒时，贝克线向折射率低的介质移动。其产生原因可用图4-15a加以说明：

图a：光线由n射入N（N>n，下同），折射光线靠近界面法线，即偏向折射率大的介质这一边亮度增加（贝克线）。提升镜筒，焦平面由F1F1升至F2F2，折射光线与入射光线相交位置有所变动，看起来就像贝克线向折射率大的介质移动，反之亦然。

图b：光线由N射入n，折射光线远离界面法线，仍偏向折射率大的介质，提升镜筒，贝克线向N移动。图c：光线由N射入n，即使产生全反射仍偏向N介质。图d：N，n两介质近于垂直接触时，由于折射和全反射，光线向折射率大的介质集中，提升镜筒，贝克线仍移向N。

贝克线灵敏度很高，用白光照射，即使相邻两介质折射率相差0.001，亦可见贝克线，用单色光照明，灵敏度可提高到0.0005。故由此可很容易判断相邻两介质折射率大小。如石英，方解石，莹石等。

为了要得到清楚的贝克线，观察时应适当缩小光圈，把入射角较大的光线挡去；聚光镜适当下降或移去。无色透明矿物线清晰。

2.糙面：单偏光下有些晶体表面很光滑，有些则粗糙，这种给人以粗糙感的现象称为糙面。糙面的形成是由于制片过程中造成表面缺陷以及晶体与周围介质折射率的差异，从而在薄片中产生了不同的明暗区域。如辉石，莹石等。

图4-16a：晶体的N>介质的n，光线平行射入薄片时，晶体突出处犹如凸透镜，光线折射后集中，亮度加强。晶体凹下处犹如凹透镜，光线分散，亮度减弱。图b：晶体的N<介质的n，晶体突出处分散光线，亮度弱，凹下处会聚光线，亮度强。

图c：晶体的N等于或接近介质的n，晶体表面明暗均匀，给人以平滑光亮的感觉，如石英。显然，晶体与周围介质间折射率差值越大，表面磨光程度越差，其糙面越明显。

3.突起：在单偏光镜下观察岩石薄片时，各种不同晶体的表面，有的显得高些，有的显得低平些，这种在视觉上产生高低的感觉称为突起。这主要是由于晶体与其周围介质折射率不同引起的，N相差越大，突起越高。

图2-31说明突起产生的原因，N1和N3代表二种晶体的折射率，N2代表树胶的折射率,其关系N1>N2>N3，当光汇聚在N1底部，穿过晶体向空气透出时，由于晶体和空气的折射率相差较大，故光线产生较大的折射，于是原来在晶体底面的点好像位置变高，上升到Ⅰ-Ⅰ平面中。在树胶中，由于N2<N1，光线向空气折射时，折射角比第一种情况小些，因此底面点上升到Ⅱ-Ⅱ平面，比Ⅰ-Ⅰ面低些。同理，由于Ｎ３＜Ｎ２＜Ｎ１，Ｎ３底面点的位置好像上升到Ⅲ－Ⅲ平面。从图可以看出，Ⅱ－Ⅱ平面比Ⅰ-Ⅰ平面低，但比Ⅲ－Ⅲ平面高，因此产生了突起高低的感觉。

根据薄片中突起的高低，边缘和糙面的明显程度，一般把突起分为六个等级，如表4-1所示。

突起的比较以树胶为准，折射率大于树胶的为正突起，小于树胶的为负突起。加拿大树胶ｎ＝1.54。618环氧树脂n=1.55～1.61。

4．闪突起：

非均质体矿物的折射率随光波在晶体中的振动方向不同而有差异。双折射率很大的晶体在单偏光镜下，旋转物台，突起高低发生明显的变化，这种现象称为闪突起。例如方解石有明显的闪突起，可以作为鉴定晶体的一个重要特征。在同一晶体中，闪突起与切面方向有关。垂直光轴的切面上不显闪突起；平行光轴或平行光轴面的切面上闪突起最明显，斜交光轴的切面闪突起的明显程度介于二者之间。

所谓正交偏光镜，就是上下偏光镜一起使用，并使上下偏光镜的振动面处于互相垂直位置。一般以ＰＰ代表下镜振动方向，ＡＡ代表上镜振动方向。为了观察方便，还要使两偏光镜的振动方向严格与目镜十字丝一致。在正交偏光镜下通常不加入聚光镜，入射光线仍近于平行。

§4-3正交偏光镜下晶体的光学性质

正交偏光镜下可观察消光、干涉、双晶等现象，测定消光角、干涉色级序、双折射率、延性符号等。一.干涉现象

图4-19，自然光通过下偏光镜成为平行于PP方向单一振动的偏光，进入晶体分解为两偏光，因Ng>Np，故Vg<Vp

。这样在通过晶体时产生光程差R，两分偏光在空气中传播时速度相同，所以在它们到达上偏光镜前，光程差保持不变。

设光在空气中速度为V0，晶体薄片厚度D，快、慢光通过晶体所需时间为tp、tg，在晶体中速度为Vp，Vg，则当快光已透出晶体到空气中进行了一段路程后，慢光才刚刚透出薄片时，光程差R为：

可见，决定光程差的因素是薄片的厚度和晶体的双折射率值。图4-20进一步说明正交偏光镜下干涉作用的原理，因下偏光镜的振动方向与晶体薄片中光率体椭圆两半径间有一夹角α，因此透出下偏光镜的振幅（OB）按平行四边形的分解法则，在晶体中分解为两偏光OE=OB·Sinα，OD=OB·Cosα。

此两光波进入上偏光镜后，又变成振幅为：OG=OB·SinαCosα和OF=OB·CosαSinα，可见OG与OF振幅相等，方向相反，并具有以下特点：

1.OG、OF为同一偏光束经过两度分解（晶体和上偏光镜）而成，故其频率相等。

2.OG、OF两者之间有固定的光程差（由OE、

OD而来）。

3.两者在同一平面（AA面）面内振动。因此，两偏光具备了干涉的条件。根据同一平面内两平面偏光迭加的原理，可以求得正交偏光镜下两光波的合成振幅（A）：

可见，合成振幅（合成光波强度）的大小取决于和，λ为单色光波长。

1.当α＝0时，A2＝0，干涉光的强度为零，显微镜视域中呈现黑暗，这种现象称为消光。即光性非均质体切面上光率体两振动方向与上、下偏光镜的振动方向平行时就出现消光现象（图4-24a）。转动载物台360°，共出现四次消光，四次消光现象是光性非均质体斜交光轴切面的特征。

2.当，，此时只有R为零，即Ng–Np

=0为光性均质体的任何切面和光性非均质体垂直光轴的切面，这时，视域黑暗，转动载物台360°消光不变，为永久消光，它是光性均质体和光性非均质体晶体垂直光轴切面的特征。

3.当R=nλ，A2＝0，视域呈黑暗，因此时在上偏光镜中OG与OF振幅相等，方向相反（图4-20），干涉抵消。

4.当

时，A最大，OG与OF方向相同，干涉加强，视域呈明亮（图4-21）。

5.当α＝45°时，A最大，即光率体的椭圆半径与上、下偏光镜的振动方向成45°夹角时，晶体最明亮（图4-24b）。

二.干涉色及其色谱表

1.干涉色的形成

将石英沿光轴（c）方向，由薄至厚磨成楔形，称为石英楔，石英的最大双折射率Ne－N0＝0.009，为一固定常数。将此石英楔由薄端至厚端慢慢插入正交偏光镜间的试板孔内，其光程差将随着增大。若用单色光照射时，随着石英楔的推入，将依次出现明亮相间的干涉色带（图4-22）。从中也可看出，明亮和黑暗条带之间的距离，取决于所用单色光的波长，红光距离最大，紫光最短。

若用白光照射时，由于任何一个光程差（除零）都不可能使七色光同时消失，只可能相当或接近于白光中部分色光波长的整数倍而使之抵消或减弱，同时又相当或接近于另一部分色光半波长的奇数倍而使其不同程度的加强。综合干涉结果，相当于从白光中减去了某些色光而出现其补色，加强了某些色光仍呈现其颜色，因此，所有未被抵消的色光混合起来，便构成了与该光程差相应的混和色，称为干涉色。

如当R=1100nm时，R值刚好是紫光的2.5λ，红光的1.5λ，绿光的2λ，因此绿色消失，蓝色、黄色光很弱，只有紫色、红色很强，视域内出现紫红色。一定的光程差总是有一干涉色与之对应。而干涉色的亮度随着α角而变化，α＝45°时最亮，欲要准确观察晶体切面的干涉色，需将晶体置消光位再转45°的位置。α只影响干涉色的亮度，决定干涉色颜色的因素是晶体薄片的厚度和切面方位中的双折射率，即光程差的大小。

2.干涉色的级序

当用白光照射时，在正交偏光镜间随着石英楔的慢慢推入，光程差逐渐增大，视域中的干涉色将由低到高出现有规律的变化，构成了干涉色级序。其特点如下：①R值连续增大的方向叫色序升高的方向，干涉色出现的规律为：黑－暗灰－灰白－淡黄－黄－橙－红－蓝－绿－黄－红－蓝－绿－黄－红－蓝－绿－黄－红……，变化顺序固定不变。②随着R由小到大，干涉色级别由低到高，一般分为四级，一级为暗灰、灰白、黄、红，二、三、四级都是蓝、绿、黄、红，相邻颜色间没有截然界线，而成过度状态。光程差范围是，一级：0~550；二级：550~1100；三级：1100~1650；四级：1650～2200，干涉色条带间界线更模糊不清。

四级以上的干涉色相互混合，呈现出稍带玫瑰色的白色，称为高级白。四级中每一级的结尾色又叫该级的顶部干涉色，相应地称蓝色为底部干涉色，黄、绿称为中部干涉色。③各种干涉色在色调上也有一定的差异，比较突出的是：一级暗灰和灰白完全过度，界线难分；一级黄可细分为淡黄，橙黄；一级红带紫色，色带较窄；二级蓝较深；二级绿较淡；二级黄带橙色，亮而艳；二级红呈鲜红；三、四级干涉色均较淡，界线不清楚，而只有三级绿颜色鲜艳，色带较宽；四级蓝淡而窄，几乎不易分辨。

对于各级干涉色的成因，仍可根据光的干涉原理和颜色的混合互补定律来解释。由上可知，干涉色级序的高低完全取决于光程差的大小，即取决于晶体薄片的厚度和双折射率。如薄片磨成标准厚0.03mm，因双折射率与晶体本身及切面方向有关，所以，同一晶体的不同方向切面，便显示出不同的干涉色，显然在鉴定晶体时，测定最高干涉色才有意义。

3.色谱表

干涉色色谱表是表示干涉色级序、光程差、双折射率以及薄片厚度之间关系的图标（图4-23）。由表，只要知道其中两项则可查出第三项，例如，已知薄片的D和晶体的R，则从表中以D的水平线与R值的垂直线交点与表中左下角O点连线的方向便可查出（Ng-

Np）的值。三.补色法则及补色器

1.补色法则：在正交偏光镜间，两个非均质任意方向的晶体薄片（除垂直光轴外），在45°位置重迭时，光通过这两个晶体薄片后总光程差的增减法则，称为补色法则。

当两晶体薄片的同名轴平行时（即Ng’//Ng’’，Np’//Np’’，见图4-24d），光透过两薄片后其总光程差R＝R1＋R2，所反映出的干涉色比原来两薄片各自的干涉色都要高。

当两晶体薄片的异名轴相平行时（图4-24c）,光透过两薄片后，总光程差R=R1－R2

或R=R2－R1，所反映的干涉色比原来两薄片都低，或比其中一薄片的干涉色低。

在两晶体薄片中，如果一个薄片的光率体椭圆半径名称及光程差为已知，则可根据补色法则，测定另一薄片的光率体椭圆半径名称及光程差。如补色器就是利用此原理。

2.补色器①石膏试板：石膏试板是采用天然石膏或石英片（沿石膏NgNp或石英平行光轴方向的切片），镶嵌在长条板状的金属圆孔中，上下用玻璃片夹住而成。石膏试板具有一定的厚度，在正交偏光镜间产生一级紫红干涉色，其光程差为550nm，能使晶体的干涉色整整升高或降低一个级序。这种试板比较适用于干涉色较低的晶体（二级黄以下）。

现假如有一个晶体的干涉色为一级灰（150nm），加入石膏试板后，同名轴平行时，R=550+150=700nm，晶体干涉色由一级灰变为二级蓝绿；异名轴平行时，R=550－150=400nm，由一级灰变为一级橙黄（相对一级紫红来说为下降）。②云母试板：沿平行解理面的方向取一定厚度的白云母片，镶嵌在长条状的金属板中，形状同石膏试板。在正交偏光镜间云母试板产生一级灰干涉色，其光程差为147nm，能使晶体薄片的干涉色大约升或降一个色序。如红变蓝是升高，由蓝变红是降低。云母试板适用于干涉色较高（二级以上）的晶体薄片。

③石英楔：沿石英平行光轴方向从薄至厚磨成一个楔形，用加拿大树胶粘在两玻璃片之间，即为石英楔，在正交偏光镜间由薄至厚可以依次产生一级至三级干涉色，其光程差为0～2240nm左右，能使晶体干涉色逐渐升高或降低。只有当晶体的干涉色较高，使用前两种补色器不起作用时，方用石英楔。四.干涉色级序的测定

1.边缘色带法：边缘色带法是利用晶体碎屑边缘的干涉色色圈判断干涉色级序的方法。薄片中的晶体颗粒厚度常常自边缘向中部逐渐增大，但因斜坡较陡而短，不均匀，所以虽象石英楔子，但又不能显示连续的干涉色色序，一般只能把最显眼的红色显示出来（图4-25）。

红色是每一段的顶部干涉色，因此观察颗粒边缘有无红带和有几条红带就可以确定干涉色的级序。例如边缘上出现一条红带时，晶体颗粒的干涉色为二级；三条红带，则为四级。

有时只要能找到一段很短的边缘色带，就足以确定干涉色的级序。此外，如果颗粒边缘出现类似蓝或深蓝色带（有时近于黑色）时，它仍然代表一级红带，因这种色带是一级紫红和二级深蓝的混合带。

2.石英楔子确定法：如果晶体薄片厚度均匀一致，无边缘色带，可用石英楔子确定干涉色级序。其方法是：将欲测颗粒从消光位转45°，将石英楔子从试板孔徐徐插入，观察晶体干涉色的变化。

如晶体颗粒干涉色为黄色，插入石英楔后干涉色逐渐升高，此时应将载物台旋转90°，重新插入石英楔，干涉色若依次按黄、绿、蓝、紫、红橙、白黑变化，则该矿物的干涉色是二级黄。

因此时异名轴平行，R=R1-R2，随着石英楔的徐徐插入，R2不断增加，直至R1＝R2时，晶体消色而变黑。此时晶体的干涉色与石英楔子的属于同级序。若撤除晶体薄片，视域也呈黄色，慢慢撤出石英楔子，观察红色出现的次数，在上述情况下，出现一次红色，则晶体干涉色为二级黄。若在其它情况下出现n次红色，则晶体干涉色为（n+1）级。五.双折射率的测定

应用石英楔子的测定：选择干涉色最高的切面，利用石英楔子测定其干涉色级序，然后在干涉色色谱表上求出相应的光程差。再利用已知双折射率的晶体，估计薄片的厚度。当知道了这些后，双折射率值便可求出。六.消光类型及消光角

1.消光类型：由于晶体光率体的主轴与晶体的结晶轴之间有一定关系，而晶体薄片上的解理缝、双晶缝和晶棱等又与晶轴有一定的关系，所以可按消光时晶体的解理缝、双晶缝和晶棱等与上下偏光镜振动方向（目镜十字丝）的关系来划分晶体的消光类型。①平行消光（图4-26a）：晶体消光时，解理缝、双晶缝或晶棱与目镜十字丝平行。如黑云母。②对称消光（图4-26c）：晶体消光时，目镜十字丝平分两组解理缝或两个晶面迹线夹角。如角闪石垂直解理切面。③斜消光（图4-26b）：晶体消光时，解理缝、双晶缝或晶棱与目镜十字丝斜交。如普通辉石。

2.消光角：晶体在斜消光时，其光率体椭圆半径与解理缝、双晶缝或晶棱之间的夹角称为消光角，也就是晶体切片在消光时，其解理缝、双晶缝或晶棱与目镜十字丝的夹角。

消光角也是晶体的一个重要光学常数，需要测量。晶体的消光类型和消光角的大小与晶体的光性方位及切面方向有关。因此，某些晶系晶体平行主轴面的切面上，可通过测定消光角来确定晶体的光性方位。

七.延性符号柱状、针状、板柱状晶体，其长度方向往往大于宽度方向，这类晶体称为有延长方向或有延性的晶体。根据晶体延长方向与光率体主轴间的关系，延性可分为两类。

正延性：晶体延长方向与慢光（Ng）方向平行或夹角小于45°。负延性：晶体延长方向与快光（Np）方向平行或夹角小于45°。

晶体延性的正负叫延性符号。延性符号是某些长条状晶体的鉴定特征（图4-28、29）。延性只能以显微镜下所见到的晶体形态为根据。八.双晶的观察

双晶是指两个或两个以上的同种晶体，彼此间按一定对称关系相互结合而成的规则连生体。晶体的双晶在正交偏光镜下，表现为相邻两个单体不同时消光，呈现一明一暗的现象，这是由于构成双晶的两个单体中的光率体椭圆半径的方位不同（图4-30）。

双晶两个单体间的结合面称为双晶结合面，它与薄片平面的交线称为双晶缝。由于双晶结合面相当于两单体间的一个对称面，当结合面垂直于切面时，相邻两单体的光率体切面在双晶缝两侧是对称的，故当双晶缝与十字丝平行或呈45°角时，双晶缝两侧的单体明亮程度一致，此时看不见双晶（图4-31a）。

根据双晶单体的数目，可分为下列几种双晶类型：

1.简单双晶（图4-31a）：仅由两个双晶单体组成，在正交偏光镜间，表现为一明一暗，旋转物台，明暗互为更换。2.复式双晶：由两个以上的双晶单体组成，可分为：①聚片双晶：双晶结合面彼此平行，在正交偏光镜间呈聚片状（图4-31b），旋转物台，奇、偶数两组双晶单体轮换消光，呈明暗相同的细条带。②联合双晶：结合面彼此不平行，按单体数目可分为三连晶、四连晶和六连晶等。在正交偏光镜间，相邻两个单体轮流消光（图4-31c）

§4-4锥光镜下晶体的光学性质一.锥光镜的装置及特点

在正交偏光镜的基础上，于下偏光镜之上，载物台之下，加上一个聚光镜，其作用在于使透过下偏光镜的平行偏光束变成锥形偏光束（图4-32）。在锥形偏光中，除中央一条光线垂直射入薄片以外，其余各条光线都是倾斜射入薄片，而且愈向外倾斜角愈大，在薄片中所经历的距离愈外愈长。锥形偏光束中的偏光，无论如何倾斜，其振动面仍与下偏光镜的振动方向平行。非均质体晶体的光学性质随方向而异，垂直不同方向射入的光，其光率体椭圆切面不同。当许多不同方向入射的光同时经过晶体薄片后，到达上偏光镜所发生的消光与干涉效应也各不相同。由各个方向入射光线通过薄片后到达上偏光镜所发生的消光与干涉现象的总和，所构成的各种特殊图形，一般称为干涉图。

观察干涉图时，去掉目镜，可直接观察到物镜焦平面上的干涉图实像，其图形虽小，但很清楚。如果在镜筒中安上针孔光阑或针孔目镜，观察细小晶体干涉图时，其效果会更好。不去掉目镜，则必须加入勃氏镜才能看到干涉图，因勃氏镜与目镜联合组成一个望远镜式的放大系统，所看到的干涉图图形虽大，但较模糊。在观察细小晶体干涉图时，如果勃氏镜上附有锁光圈，缩小光圈，观察效果会更好。

观察干涉图时，换用高倍物镜的作用，在于能接纳较大范围的倾斜入射光线。

均质体晶体的光学性质各方向一致，不能形成干涉图。非均质体在锥光镜下能形成干涉图，分述如下：二.一轴晶干涉图

1.垂直光轴切面的干涉图：

首先用低倍物镜在正交偏光镜下挑选一个干涉色最低或近于全黑的晶体切面，然后完成锥光镜的装置便可看到垂直光轴切面的干涉图。①形象特点：垂直光轴切面的干涉图如图4-33所示。平行目镜十字丝出现一个黑十字（又叫消光影），把视域分割为四个象限，干涉色为一级灰白色。黑十字交点为光轴出露点，近光轴处黑臂较细，远离光轴处黑臂较粗（图4-33①）。

在双折射率较大或薄片较厚的晶体中，除呈现黑十字外，围绕光轴出露点有同心圆状干涉色色环出现（图4-33②）。双折射率相同的晶体切片，其厚度愈大，干涉色色环愈多，反之切片愈薄，干涉色色环愈少。自光轴出露点向外，等色环由疏变密，干涉色级序由低到高。旋转载物台时，黑十字与等色环的形态与位置不变。②成因：见图4-34。③光性正负的测定：只要设法测出Ne或N0的相对大小，就可以确定一轴晶晶体的光性正负。如图4-36，黑十字将视域分割为四个象限，常光与非常光在四个象限中的振动方向亦如图所示。因此，根据四个象限中干涉色的级序，选择适当的补色器（试板），插入后观察干涉色级序的变化，根据补色法则，即能判定Ne、N0谁大，从而迅速定出晶体的光性符号。如果晶体的干涉色比较低，例如为一级灰即可采用石膏及云母试板进行测定，见图4-37。

如果晶体的双折射率较大或切片较厚时，围绕光轴出露点有同心圆形等色环出现，此时采用云母试板或石英楔进行测定较为方便。用云母试板，见图4-38。在干涉色升高的两个象限内，显示出整个色环向内移动，在干涉色降低的两个象限内，显示出整个色环向外移动。若干涉色圈多而密，加入云母试板后，色环移动情况看不清楚，可使用石英楔，随着石英楔的逐渐插入，在干涉色升高或降低的两个象限内，色环连续向内或向外移动。

2.斜交光轴切面干涉图：①形象特点：在斜交光轴的切面中，光轴的位置是倾斜的，光轴在晶体薄片平面上的出露点（黑十字交点）不在视域中心，所以出现不完整的黑十字和不完整的色环。

当光轴与薄片法线所成夹角不大时，黑十字交点虽不在视域中心，但仍在视域内，转动载物台，黑十字交点绕十字丝中心作圆周运动，黑臂相应地作平行或垂直十字丝的移动（见图4-39）。

当光轴与薄片法线夹角较大时，光轴出露点在视域外，视域中只见到一根黑臂，旋转物台，黑臂水平或垂直十字丝移动，并交替在视域内出现（图4-40）。斜交光轴切面干涉图的成因，同样可以利用垂直光轴干涉图的形成加以解释。②光性正负的测定：干涉图中光轴出露点在视域内时，测定光性的方法与垂直光轴切面干涉图测定方法完全相同。如果干涉图中光轴出露点在视域之外，首先要确定视域属于哪一象限，关键是确定光轴出露点：

a.黑十字的细端近光轴方向，粗端远离光轴

b.等色环凹向光轴方向

c.黑臂的移动情况（图4-41）只要确定了黑臂分割视域的象限名称，便可用前述同样的方法测定光性正负。

3.平行光轴切面的干涉图①形象特点：当光轴与上、下偏光镜振动方向平行时，干涉图为模糊粗大的黑十字，几乎占据整个视域（图4-42）。少许转动物台（约12~15°）黑十字分裂并沿光轴方向迅速退出视域（图4-42b）而使视域变亮，出现干涉色，因变化迅速故称之为瞬变干涉图或闪图。

当光轴与上、下偏光镜振动方向成45°夹角时，视域最亮，如果晶体的双折射率值较大，则在相对的象限内，出现对称的双曲线形干涉色色带（图4-42），在光轴所在的两个象限内，干涉色由中心向两边逐渐降低，而垂直光轴方向的两个象限，干涉色由中心向两边逐渐升高；如果晶体的双折射率较低，则只出现一级灰干涉色。②成因：在平行光轴切面的光率体椭圆半径分布图中（图4-43），当光轴与上、下偏光镜振动方向之一平行时，大部分的光率体椭圆半径都与上、下偏光镜的振动方向平行或近于平行，在正交偏光镜间应当消光或近于消光，故形成粗大模糊的黑十字，稍转动物台，则大部分光率体椭圆半径与上、下偏光镜的振动方向斜交，故黑十字迅速分裂退出视域，而使视域变亮，出现干涉色。

由图4-44可看出，在沿光轴的方向上，由中心向两边的各点上，其短半径N0不变，长半径Ne’逐渐变短；又因晶体较薄，视域又较小，不足以抵消双折射率减小所引起的光程差减小，所以在此方向上，由中心向两边干涉色逐渐变低。

在垂直光轴的方向上，由中心向两边各点上，其光率体椭圆半径相等（均为N0），但由于光波通过薄片的距离是愈外愈大，故光程差愈外愈大，因而干涉色由中心向两边逐渐升高。③干涉图的应用：当轴性已知时，可以确定切面方向。一般不用来测定光性符号，但当轴性已知时，亦可以用来测光性正负。测定时，转动物台，黑十字逸出的方向或色序较低的两象限的方向，即为光轴方向，使光轴与上、下偏光镜的振动方向成45°时，插入试板观察视域中心干涉色升降变化，测定光轴方向是Ng还是Np，即可确定其光性正负。知道了光轴的方位，移去聚光镜和勃氏镜，直接在正交偏光镜间测定也很方便。三.二轴晶干涉图1.垂直锐角等分线（⊥Bxa）切面的干涉图：①形象特点：当光轴面与上、下偏光镜振动方向之一平行时，干涉图由一个黑十字与∞字形的干涉色色环组成（图4-45a），黑十字的两个黑臂分别平行上、下偏光镜的振动方向，其粗细不等，沿光轴面方向的黑臂较细，在两个光轴出露点处更细，垂直光轴面方向（即Nm向）的黑臂较宽；黑十字交点为Bxa的出露点，位于视域中心。

干涉色色圈以两个光轴出露点为中心，向两边干涉色级序逐渐升高，在靠近光轴处，干涉色色圈呈卵形曲线，向外合并成∞形，更外则成凹形椭圆。干涉色色圈的多少，取决于晶体的双折射率及薄片厚度，与两者成正比。对于双折射率较低的晶体，干涉图中无干涉色色圈，在黑十字所分割的四个象限内仅出现一级干涉色（图4-46）。

转动物台，黑十字从中心分裂，形成两个弯曲的黑臂，当光轴面方向与上、下偏光镜振动方向成45°角时，两个黑臂顶点间的距离最远（图4-45b），二弯曲黑臂顶点为两个光轴的出露点，它们之间的距离与光轴角2V成正比，弯曲黑臂顶点凸向Bxa出露点。

继续转动物台，弯曲黑臂顶点逐渐向视域中心移动，至90°时，又合成黑十字，但粗细黑臂的位置已更换（图4-45c）。转动物台时，干涉色色圈随光轴出露点移动，其形状不变化。②成因：

根据拜－弗定律（光沿任意方向射入二轴晶晶体，垂直此入射光的光率体切面的椭圆半径必定是入射光与两个光轴所构成的二平面夹角的两个平分面与切片的交线；也就是说，在二轴晶切片上任一点的光率体轴，必定是此点与二光轴出露点连线夹角的分角线）（图4-47）：二轴晶垂直Bxa切面上光率体椭圆半径的分布如图4-48所示，从图中可以看出，光轴面与上、下偏光镜振动方向之一平行时，在光轴面及Nm方向上，其光率体椭圆半径与上、下偏光镜振动方向平行或近于平行，故应消光而成黑十字。

在Nm方向上，光率体椭圆半径的分布与AA、PP方向平行的范围较宽，因此黑臂粗；在光轴面方向上光率体体椭圆半径与AA、PP方向平行的范围窄，光轴出露点最窄，故黑臂细（图4-49a）。旋转物台，中心部分光率体椭圆半径方向首先与AA、PP斜交而变亮，黑十字从中心分裂，当光轴面与AA、PP成45°夹角时，只有弯曲范围的光率体椭圆半径与AA、PP平行，故此范围成弯曲黑臂（图4-49b）。

在其它部分的光率体椭圆半径均与AA、PP斜交，因此出现干涉色。在光轴出露点处的双折射率等于零，光程差为零，以两光轴出露点为中心，向四周光程差逐渐增大，但在光轴两边，光程差的增加速度是不相等的（图2-66），由光轴向Bxo方向倾斜的入射光线，其双折射率与光线通过薄片的距离都是逐渐增加，其光程差增加较快。

由光轴向Bxa方向倾斜的入射光线，虽然双折射率逐渐增加，但光线通过薄片的距离逐渐减少，其光程差增加较慢，而且到Bxa出露点达最大值。所以在光轴出露点周围，光程差相同的干涉色色圈，在向Bxa的方向上，离光轴出露点较远，在向Bxo方向上，离光轴出露点较近。③光性正负的测定：

测定二轴晶的光性正负，实际上就是测定Bxa是Ng还是Np。

由图4-50和图4-51可知，在光轴面与上、下偏光镜振动方向成45°夹角的干涉图中，与光轴面迹线一致的光率体椭圆半径的名称，在二光轴出露点内外恰恰相反，但无论光性正负，黑臂总是凸向锐角等分线区，凹向钝角等分线区，同时无论锐角区还是钝角区，垂直光轴面迹线的方向总是Nm。

加入适当的试板，根据锐角区或钝角区干涉色级序的变化便能确定光性正负。例如，加入石膏试板，弯曲黑臂变为红臂。如果锐角区干涉色由灰变蓝（图4-53a），干涉色升高，说明Nm方向与试板的慢光平行，垂直Nm振动的应为快光Np，则锐角等分线就是Ng，因此是二轴晶正光性。

如果锐角区干涉色由灰变黄（图4-53b），干涉色降低，说明Nm方向为快光，与之垂直振动的应为慢光Ng，则锐角等分线为Np，因此是负光性。钝角区与锐角区干涉色的升降情况正相反，分析钝角区干涉色的变化情况亦能得出与上述相同的结论。

图4-52表示干涉色色圈多的干涉图，加入云母或石英楔试板后，弯曲黑臂变为灰白色，若锐角区干涉色色圈向内移动（图4-52b），干涉色升高，同名轴平行，说明Nm为慢光，与之垂直的方向为快光Np

，所以Bxa=Ng。

同时，钝角区干涉色色圈向外移动，干涉色下降，异名轴平行，说明Nm为快光，与之垂直方向为慢光Ng，所以Bxo=Np

，为正光性晶体。同理，图4-52a，试板的方位未变，但干涉色升降变化与图4-52b相反，证明Bxa=Np

，Bxo=Ng，为负光性晶体。

2.垂直一个光轴（⊥OA）切面的干涉图①形象特点：二轴晶垂直一个光轴切面干涉图，在形象上相当于垂直Bxa切面干涉图的一半，其光轴出露点在视域中心，当光轴面与上、下偏光镜振动方向之一平行时，出现一个直的黑臂（图4-55a）及卵形干涉色色圈（双折射率大时）。

转动物台，黑臂弯曲，当光轴面与AA、PP成45°角时，黑臂弯曲度最大（图4-55b），弯曲黑臂凸向Bxa的出露点。继续转动物台，弯曲黑臂逐渐变直，至90°时又成为一个直的黑臂，但方向已改变（图4-55c）。再继续转动物台，黑臂再度弯曲，至135°时弯曲度最大，但凸出方向已改变（图4-55d）。②成因：

因为垂直一个光轴切面的干涉图是垂直Bxa干涉图的一部分，所以成因亦与垂直Bxa干涉图相同。③光性正负的测定：测定光性时，转动物台，使光轴面与AA、PP方向成45°角，根据弯曲黑臂顶点凸向Bxa，找出Bxa出露点及另一弯曲黑臂在视域外的位置，即可按照垂直Bxa切面测光性正负的方法进行测定（图4-56）。估计光轴角的大小使光轴面方向与上、下偏光镜振动方向成45°时，黑臂弯曲程度与光轴角大小成反比，见图4-57。当2V=90°时，黑臂成直带；当2V=0°时（相当于一轴晶的情况），黑臂弯曲成90°；2V介于0°与90°之间时，黑臂弯曲度介于90°与直带之间。用这种方法可估计光轴角的大小，但不太精确。

3.斜交光轴切面的干涉图二轴晶斜交光轴切面的干涉图是二轴晶晶体薄片中最常见一种干涉图。不垂直Bxa，也不垂直光轴的切面，若斜交角度不太大，其干涉图与前两者颇类似，仅在视域中稍有偏斜。

除这种形象外，斜交光轴切面的干涉图还可分为以下两种类型：一种是垂直光轴面斜交光轴切面的干涉图（图4-58），当光轴面迹线与AA、PP之一平行时，黑臂为一个直臂，通过视域中且平分视域为两半（图4-58a、c、e、g）。

转动物台，黑臂弯曲，当光轴面迹线与AA、PP成45°角时，弯曲黑臂顶点不在视域中心，如果入射光与光轴的倾角不大，弯曲黑臂顶点仍位于视域之内（图4-58b、d），如果与光轴的倾角较大，弯曲黑臂顶点就不在视域之内（图4-58f、h）。

另一种是与光轴面及光轴都斜交的切面（图4-59）。当光轴面迹线与AA、PP之一平行时，直的黑臂不通过视域中心，而是偏在视域的一边（图4-59a、c）。转动物台，黑臂弯曲，当光轴面与AA、PP成45°角时，黑臂顶点不在视域中心，如果与光轴的倾角不大，黑臂仍在视域内（图4-59b、d）。

无论何种斜交光轴的干涉图，当转动物台时，黑臂总要弯曲，而且总是凸向锐角区，凹向钝角区。所以转动物台，至黑臂弯曲到最大程度（相当于光轴面迹线处于45°位置）后，确定锐角区与钝角区的位置，选择适当的试板，根据锐角或钝角区干涉色升降的情况，用前述相同的原则加以分析，便可确定晶体的光性正负。4.垂直钝角平分线（⊥Bxo）切面的干涉图①形象特点：

当光轴面与上、下偏光镜振动方向AA、PP之一平行时，干涉图为一个较粗大模糊的黑十字（图2-78a），黑十字四个象限仅出现一级灰干涉色，如果双折射率很高时，可出现较稀疏的干涉色色圈。

如果把视域想像地扩大，则其干涉图形象与垂直Bxa切面干涉图相似，所不同的是两个光轴出露点之间的距离较远，我们在视域中所看到的只是干涉图的中央部分，所以黑十字显得粗大而模糊，干涉色色圈也不明显。

转动物台，黑十字迅速分裂成双曲黑臂，并沿光轴面方向逸出视域，一般为10°～35°。当光轴面与AA、PP成45°夹角时，弯曲黑臂的两个顶点之间的距离最远，并都位于视域之外。继续转动物台，弯曲黑臂逐渐靠近，至90°时，又出现一个粗大模糊的黑十字，再转动，又分裂。②成因：

其成因可用垂直Bxo切片上光率体椭圆半径分布图（图2-79）解释。当光轴面与AA、PP之一平行时，比较多的光率体椭圆半径与AA、PP平行或近于平行，故构成粗大的黑十字。稍转动物台，大多数光率体椭圆半径与AA、PP斜交，而且是中心部分首先斜交，故黑十字分裂。

当晶体2V很大时，两个光轴间的钝角与锐角大小相近，这时垂直Bxo切面的干涉图与垂直Bxa切面的干涉图往往不易区别。当晶体的2V很小时，两个光轴间的钝角很大，在垂直Bxo切面的干涉图上两个光轴出露点之间的距离很大，转动物台，黑十字分裂退出视域的速度更快，此时，垂直Bxo切面干涉图又与平行光轴切面的干涉图相似。③光性正负的测定：

转动物台，根据黑臂退出视域的规律判别出光轴面方位，当光轴面与AA、PP成45°夹角时，视域最明亮，视域中心为Bxo出露点，垂直光轴面迹线的方向为Nm（图2-78c）。插入适当试板，根据干涉色升降变化情况，确定Bxo是Ng或Np，定光性符号。5.平行光轴面切面的干涉图①形象特点：

干涉图与一轴晶平行光轴切面的干涉图相似（图4-60a），当Bxa，Bxo方向分别与AA、PP平行时，为粗大模糊的黑十字，几乎占据整个视域。转动物台，黑十字分裂并迅速沿锐角等分线的方向退出视域（一般在10°以内），故亦称瞬变干涉图或闪图。

当Bxa，Bxo方向与AA、PP成45°角时，视域最亮；如果晶体的双折射率较大时，可出现干涉色色带，在Bxa方向的两个象限中，干涉色较低，在Bxo方向的两个象限中，干涉色稍高（图4-60b）。

②成因：二轴晶平行光轴切面干涉图的成因可用平行光轴面切面上光率体椭圆半径分布图（2-81）解释。当Bxa、Bxo分别与AA、PP平行时，几乎所有的光率体椭圆半径都与AA、PP平行或近于平行，故消光或近于消光而形成粗大的黑十字。

稍转动物台，几乎所有的光率体椭圆半径都与AA、PP斜交，且中央首先斜交，故黑十字从中心分裂并迅速退出视域，整个视域明亮。③干涉图的应用：

这种切面的干涉图，只能确定切面方向，一般不用以测定光性符号，但当轴性已知，亦可测定光性符号。当视域最亮时，根据干涉色级序较低二象限连线方向为Bxa方向，找出Bxa方位后，插入试板，根据干涉色升降变化情况，确定Bxa是Ng还是Np之后，即确定了光性符号。四.光轴角的测定光轴角是二轴晶晶体一个重要参数，也是鉴定或区分某些晶体的重要特征。有以下两种确定方法。

1.实测法：

实测法是利用垂直锐角等分线干涉图。当光轴面与AA、PP成45°夹角时，二弯曲黑臂顶点间的距离与光轴角大小成正比（见图4-54）。光轴出露点间距2D（可量出）与晶体视光轴角2E之间的关系为D=K•SinE，式中，K为一常数，其值与显微镜透镜系统有关。

又根据折射定律，沿光轴入射的光，视光轴角2E与真光轴角2V的关系为：或因此

如果在薄片与物镜之间，用浸油（折射率为N）代替空气，则当所用浸油的N接近晶体的Nm，所测得的E接近V。

文石的Nm=1.682，2V=18°，白云母Nm=1.582，2V=32°，由此可求出显微镜一定透镜系统下的K值。

2.目估法：目估法是利用垂直一个光轴的干涉图，使光轴面方向与AA、PP成45°角时，黑臂的弯曲程度与光轴角大小成反比（图4-57）。此法简便，但不很准确，因忽略了介质的N和晶体的Nm之影响。§4-5折射率的测定－－油浸法

一.油浸法原理

油浸法是将矿物碎屑浸没在已知折射率的介质中，比较二者的折射率值，通过不断更换不同折射率介质，以测定矿物的折射率值。常用的浸没介质为液体，称为浸油。对于少数折射率特别高的矿物，液体浸油达不到要求，需用固体介质，测定时将固体介质熔融而与矿物碎屑粘合后，比较二者的折射率值。

油浸法常用的有两种：

1.直照法：

此方法是通过观察透明矿物与浸油交界处贝克线的移动规律来判断透明矿物的折射率值。提升镜筒，若贝克线向矿物移动，说明矿物的折射率大于浸油，反之，浸油的折射率大于矿物。

如果用单色光观察，当矿物的边缘与贝克线消失时，说明矿物的折射率与浸油的折射率相等或近于相等。如果用白光观察，当矿物与浸油的折射率接近相等时，在矿物碎屑边缘看到色散现象。其特点是在矿物边缘镶有两条颜色条带，靠近矿物一侧为橙黄色，靠近浸油一侧呈淡蓝色。

稍微提升镜筒，橙黄色条带移向矿物，淡蓝色条带移向浸油，它们移动的速度取决于矿物与浸油折射率的大小，快者折射率大，慢者折射率小；两者移速相等时，则矿物与浸油的折射率相等。

2.斜照法：

斜照法是采用一块挡板将射入视域中的光挡去一半，然后比较矿物与浸油的折射率。当矿物折射率大于浸油时，矿物使透过的光线集中，反之则使透过的光线分散（图4-65），挡板（可借用试板）推入后，挡去部分光线，结果使矿物颗粒一边暗，一边亮。

由于显微镜中看到的是倒象，使亮边和暗边的位置与实际位置相反。从图4-65中可看出，若发现视域暗边与挡板处于同侧，说明矿物的折射率大于浸油，若暗边与挡板处于异侧，说明浸油折射率大于矿物。二.折射率测定的具体步骤

在进行矿物折射率的测定以前，先要制备油浸薄片，其方法是用镊子取直径为0.05mm矿物碎屑少许均匀撒在载玻片上，沿盖片边缘滴入已知折射率的浸油充满二玻片之间即成油浸薄片。

用浸油与矿物折射率进行比较时，首先要确定矿物是均质体还是非均质体，一轴晶还是二轴晶，光性是正还是负，在这些光学性质确定后才能更好地选择测定方法。

1.均质体矿物折射率的测定方法

均质体矿物仅有一个折射率，在单偏光镜下，根据矿物在浸油中的突起、贝克线及色散效应情况比较矿物与浸油折射率的相对大小，通过不断更换浸油，直到浸油与矿物折射率相等，或矿物折射率介于成套浸油相邻两瓶浸油之间为止。

如果第一种浸油折射率1.572（小于矿物），第二种浸油折射率1.576（大于矿物），则所测矿物的折射率为：如果相邻浸油折射率间隔为0.003，则其误差可能在0.0015以内。

2.一轴晶矿物主折射率的测定

在油浸薄片中选择干涉色最高的颗粒，在锥光镜下为瞬变干涉图。在光性已知的情况下，则可在正交偏光镜下确定Ne和N0的方向。分别是Ne、N0平行PP，推出上偏光镜，用与上面类似的方法测Ne、N0值的大小。

3.二轴晶矿物主折射率的测定

一般只测Nm，有必要时也可测Ng、Np。垂直一个光轴切面的任何方向上都可测得Nm。如果找不到垂直光轴的粉末颗粒，可以用垂直光轴面斜交光轴切面代替。在垂直Bxa或垂直Bxo的切面上亦可测定Nm值。

测定时，必须先确定Nm的方向，并使Nm平行PP，再在单偏光镜下用上述方法测定。测