四、实验步骤
将偏光显微镜按上述实验步骤调整校正好，并检查是否符合使用要求。 五、思考题
1．偏光显微镜在使用前为什么必须校正中心？在校正中心时，转动校正螺丝，为什么只能使小黑点移至偏心圆中心，而不能移至十字丝交点？
2．当上、下偏光镜振动方向平行时，偏光显微镜光路中有什么现象？当上下偏光镜振动方向正交时，偏光显微镜光路中有什么现象？
实验三 单偏光镜下的晶体光学性质检测
一、实验目的
1．掌握单偏光镜的使用特点。 2．观察晶体在单偏光镜下的光性特征。 3．掌握晶体在单偏镜下观察晶体的方法。 二、晶体在单偏光镜下的光性特征
1．晶体形态及显微结构
晶体的形状、大小及结晶完整程度不仅与晶体的组成、结构有关，而且与其形成条件、析晶顺序有密切关系。所以，研究晶体的形态既可帮助鉴定矿物，又可推测它们的形成条件。
在偏光显微镜下观察到的晶体，其形态上是晶体的某一切面。根据晶体的结晶习性，切片中的晶体常以某些固定的形状出现，如水泥熟料中的C3S晶体常以不等边的六角形或长方形出现，β-C2S晶体常以圆形出现，γ-C2S晶体常以长条形出现等。这些由于结晶习性所形成的固定形态常常是鉴定矿物的重要依据。
根据晶体边棱的规则程度，晶体形态可分为边棱规则完整的自形晶、部分边棱规则完整的半自形晶、无规则形状的他形晶及一些特殊形态的晶体。通常呈针状、柱状、条状、板状、粒状、纤维状、放射状、叶片状、树枝状、包裹状、花环状、气孔状等。这些不同形态的晶体聚合在一起，就组成了各种各样的显微结构，如等粒状结构、斑状结构、玻璃状结构及气孔状结构等。根据晶体的形态及所表现的各种显微结构，就可推知晶体的形成工艺和判断产品的质量，使显微结构分析服务于生产。
2．颜色和多色性
薄片中矿物的颜色，是矿物对白光中七色光波选择吸收的结果。如果矿物对白光中七色光同等程度的吸收，矿物呈无色透明。若矿物对七色光中某些色光吸收多，对另一些色光吸收少或不吸收，则光通过薄片后，未吸收掉的光相互混合形成矿物的颜色。
颜色随光波在晶体中的振动方向变化而变化，称多色性。薄片中晶体的颜色和多色性用光率体轴名表示。一轴晶矿物光率体有两个主轴，对应有两种主要颜色，用Ne 、No表示。这两种主要颜色可在平行于光轴的切面上观察。二轴晶矿物光率体有三个主轴，对应有三种主要颜色，用Ng、Nm、Np表示。观察这三种主要颜色至少要找两个切面，一个平行于光轴面的切面观察Ng、Np代表的主色，另一个垂直于光轴的切面观察Nm代表的主色。
3．轮廓、贝克线、糙面与突起
轮廓是矿物的边界。贝克线是矿物轮廓边缘附近出现的一条细亮线。升降镜筒时，贝克线会移动，其移动规律是：提升镜筒时，贝克线向折射率大的矿物移动；下降镜筒时，贝克线向折射率小的矿物移动。
糙面是由于薄片矿物表面具有一此显微状的凹凸不平，致使光波通过时集散不一，明暗不均而使矿物表面呈现粗糙感。
突起是由于物质的折射率与树胶的折射率不同而呈现的矿物高低不同。以树胶的折射率1.54为标准，突起分为六个等级，各个等级所表现的折射率变化范围是：
表5 突起等级划分表
突起等级 负突起 正中突起 折射率值 <1.48 1.60～1.66 突起等级 负低突起 正高突起 折射率值 1.48～1.54 1.66～1.78 突起等级 正低突起 正极高突起 折射率值 1.54～1.60 >1.78 利用贝克线的移动规律可以判断矿物突起的正负：提升镜筒贝克线向矿物移动时，为正突起矿物；提升镜筒贝克线向树胶移动时，为负突起矿物。
晶体的突起高低、轮廓、糙面、贝克线的明显程度，都反应了晶体折射率与树胶折射率的差值；差值愈大，突起越高，轮廓、糙面越明显，贝克线也愈清晰。
突起的高低随晶体方位不同而发生明显变化称为闪突起。双折射率大的矿物平行于光轴或平行于光轴面的切面上个有明显的闪突起，可作为矿物的鉴定特征。
4．解理及解理角
晶体在外力的机械作用下沿着一定方向裂开成一系列光滑平面的性质称为解理，在薄片矿物中表现为一些平行的（一组解理）或交叉的（二组解理）细缝。根据解理发育的完善程度，解理分为：
（1）极完全解理：解理缝呈细密而连续的直线。
（2）完全解理：解理缝粗疏，一条缝未完全贯穿整个晶体。 （3）不完全解理：解理缝稀少且断断续续，有时只见痕迹。
解理缝的粗细及清晰程度，除与矿物性质有关外，还与切片方位有关。当切面与解理面垂直时，表现的是矿物的真实解理状况。因此，垂直于解理面的切面的解理特征或同时垂直于两组解理面的切面的解理角是鉴定矿物的依据。
综上所述，单偏光镜下可以观察到晶体的形状、大小、颜色及多色性、糙面程度、突起高低、解理状况等。如在花岗岩薄片中，石英为粒状他形晶体，无色透明，低正突起，表面
光滑、无解理。长石为板片状、条柱或柱状晶体，无色透明；钠长石、钾长石为低负突起。钙长石为低正突起，一般表面光滑，但由于风化可使表面出现点点皱皱；{001}、{010}二组解理完全，还有其它方向的不完全解理。黑云母多为片状晶体，颜色可从深褐色变化到浅黄色或浅灰色；低正突起到中正突起；{001}极完全解理。角闪石多为深绿色变化到浅绿色或浅黄绿色的晶体，沿C轴长柱或短柱状、针状或纤维状；中正突起，解理纹较粗，{010}呈完全解理；在垂直于X轴的切面上可见两组解理夹角56°。 三、实验步骤
偏光显微镜调节好后，把上偏光镜、勃氏镜、锥光镜都推出光路，在载物台上放好矿物薄片，准焦后即可进行单偏光镜下的观察。
1．在薄片中找出有色矿物橄榄石、角闪石和无色矿物石英、长石，仔细观察和记录它们的晶体形态、轮廓和表面状况。
2．旋转载物台，仔细寻找角闪石多色性变化最显著的切面和无多色性变化的切面。多色性变化最显著的切面为平行于光轴面的切面，观察并记录该切面颜色最深和颜色最浅时的颜色，这两种颜色即代表Ng、Np主色；无多色性变化的切面为垂直于光轴的切面，它的颜色即代表Nm主色。
3．在矿物的边缘仔细寻找贝克线，并利用贝克线的移动规律确定上述四种矿物的突起正负。寻找贝克线时，应适当关小锁光圈使视域稍暗，并应在轮廓十分清楚的矿物的边缘上寻找一条亮细线。观察贝克线移动时，应注意采用微动螺旋提升镜筒，快速旋转微动螺旋并使旋动的幅度不超过微动螺旋的1/4圈，这样就可清楚判别贝克线的移动方向。
4．在视域内仔细寻找上述四种矿物解理最清楚的切面，确定它们的解理类型。找出正长石具有二组解理的切面，测定其解理角，并判断其是否为真解理角。
解理角的测定步骤如下： （1）校正好偏光显微镜的中心。
（2）把具有二级解理的切面移置视域中心，称微提升或下降镜筒，解理的位置不发生位移，表明解理面基本与矿物切片平面垂直。
（3）使解理角的顶点与十字丝中心重合，解理角的一边与十字丝之一平行，记下物台读数。
（4）旋转物台，使角的另一边与同一十字丝重合，再记下物台读数。两次读数之差即为解理角的大小。可多测几个同方向的角，取其平均值作为解理角。 五、实验结果与分析
将单偏光镜下观察的结果记录在下表中。
表6 单偏光镜下观察的结果
矿物名称 晶体形态 颜色 多色性 表面状况 提升镜筒贝克线移动方向 突起 解理状况 解理角
六、思考题
1．研究晶体形态具有哪些实际意义？为什么不能根据一个切面中的形态来判断晶体的实际形态？
2．薄片中矿物的解理缝是怎样产生的？为什么有解理的矿物有时在薄片中见不到解理？
3．已知正长石两组解理的夹角为90°，为什么在薄片中测出的解理夹角不一定是上述角度？
4．矿物的多色性在什么方向的切面上最明显？要确定一轴晶、二轴晶矿物的多色性公式，需要选择什么方向的切面？