实验五 锥光镜下晶体光性的测定
一、实验目的
1．掌握锥光镜观察实验装备的特点。 2．学会识别各种干涉图。 3．掌握矿物光性正负的测定方法。 二、矿物干涉图的特征
1．一轴晶矿物干涉图的特征 （1）垂直于光轴切面的干涉图
垂直于光轴的切面在单偏光镜下无多色性，在正交镜下全消光。在锥光镜下干涉图的特点：矿物双折射率高时，在视域中有一清楚的平行于十字丝的黑十字，周围有干涉色环，干涉色环越外越密，干涉色越外越高，转动物台，黑十字不分裂，如图所示。矿物双折射率低时，黑十字较粗，无色环，四个象限一级灰白，转动物台时，黑十字不分裂，如图9-4所示。
图9-4 一轴晶垂直于光轴切面干涉图
（2）斜交光轴切面的干涉图
斜交光轴切面的干涉图，当斜切面法线方向与光轴之间夹角较小时，视域内有一个偏心的黑十字，即黑十字不与十字丝重合，但视域内可见黑十字的中心，四个象限的干涉色视矿物双折射率的高低可有或无色环，转动物台黑十字作圆周运动，如图9-5所示。斜切面法线方向与光轴夹角大时，视域只可见一条黑臂，或有或无色环，转动物台，黑臂作平行移动，如图9-6所示。
图9-5 一轴晶斜交光轴切面干涉图（斜交角度较小）
图9-6 一轴晶斜交光轴切面干涉图（斜交角度较大）
（3）平行光轴切面的干涉图
平行光轴的切面在单偏光镜下多色性最显著，在正交镜下干涉色最高。在锥光镜下的干涉图如图所示，当光轴平行于上下偏光的振动方向时，一个粗大的黑十字几乎满布整个视域，但少许转动物台5°~12°，黑十字即迅速跑出视域之外。如图9-7所示。
图9-7 一轴晶平行光轴切面干涉图
2．二轴晶矿物干涉图的特征
（1）垂直与锐角等分线Bxa切面的干涉图
当光轴面与上、下偏光镜振动方向平行时，干涉图为一黑十字或加“∞”字形干涉色环组成，如图所示，两个黑臂粗细不一，沿光轴面方向黑带细些，光轴出露点在细臂上细颈OA处，粗黑臂方向为Nm方向即垂直于光轴面的方向。转动物台45°，黑臂分裂成一对双曲线，双曲线的顶点为光轴出露点OA，双曲线凸向Bxa区，Bxa区的光轴面方向为Bxo方向，如图9-8所示。
图9-8 二轴晶垂直Bxa切面干涉图
（2）垂直于一个光轴的切面的干涉图
二轴晶垂直于一个光轴的切面的干涉图相当于垂直Bxa切面的干涉图的一半，且光轴出露点位于视域中心。当光轴面平行于下偏光镜或上偏光镜的振动方向时或当光轴面位于45°或135°位置时，干涉图分别如图9-9所示。
图9-9 二轴晶垂直一个光轴切面干涉图
（3）斜交光轴切面的干涉图
二轴晶斜交光轴切面的干涉图较为复杂多见。一种为垂直于光轴面，斜交光轴的切面，其干涉图类似于二轴晶垂直于一个光轴的切面的干涉图，但光轴出露点不在视域中心。当光轴面与下偏光镜的振动方向平行时及光轴面与下偏光镜振动方向成45°位置时，若斜交光轴的角度较小，干涉图如下图上组图所示，若斜交角度较大，干涉图如图9-10所示。另一种为斜交光轴面及斜交光轴的切面的干涉图，当斜交角度较小时，光轴出露点在视域内，0°位置与45°位置的干涉图与上图类似，但偏心较大。
图9-10 二轴晶斜交光轴切面干涉图
（4）平行光轴面切面的干涉图
二轴晶平行光轴面切面的干涉图与一轴晶平行光轴的切面的干涉图相同，为瞬变干涉图。 三、实验步骤
1．一轴晶矿物光性正负的测定方法和步骤：
（1）将偏光显微镜装上高倍物镜。实验中常用40×的物镜。
（2）在单偏光镜和正交镜下寻找要测定光性的矿物的垂直于光轴的切面或斜交光轴的切面，将其置于视域中心。
（3）加入勃式镜和锥光镜，观察上述切面的干涉图，并判断它是属于何种切面。 （4）确定上述切面干涉图的光轴出露点。
垂直于光轴切面和斜交光轴角度较小的切面的干涉图的光轴出露点是不难确定的。当斜交角度较大时切面干涉图的光轴出露点的确定方法为：
① 一条黑臂若有粗有细，则细端指向光轴出露点。 ② 干涉图上若有色环，则色环凹向光轴出露点。
③ 若既无色环，又不能分清黑臂粗细，可顺时针转动物台，黑臂平行移动时顺端指向光轴出露点，如图9-6所示。
（5）插入适当的补色器，确定各象限的色序升降并判断矿物的光性正负。
① 若插入补色器后，一、三象限色序升高，二、四象限色序下降，则Ne=Ng，正光性。反之则为负光性。如图9-11中左图所示。
② 若干涉图有色环，插入石英楔，当缓慢推进石英楔时，一、三象限色环由外向中心移动，二、四象限色环由中心向外移动，则Ne=Ng，为正光性。反之为负光性。如图9-11中右图所示。
图9-11利用一轴晶垂直光轴切面干涉图测定光性正负
2．二轴晶矿物光性正负的测定方法和步骤：
（1）在锥光镜下找垂直于Bxa切面的干涉图或垂直于一个光轴切面的干涉图或垂直于光轴面切面的干涉图，旋转物台使其光轴面处于45°位置，这时锐角区光轴面方向代表Bxo方向，钝角区光轴面方向代表Bxa方向。
（2）插入适当的补色器，观察锐角区、钝角区色序的升降变化，确定光性正负。 ① 若锐角区色序升高，钝角区色序下降，则Bxa=Ng，Bxo=Np，属正光性。反之则为负光性。如下图左图所示。
② 若干涉图有“ ∞ ”形色环，则应插入石英楔，级慢插入石英楔时，锐角区色环由外向中心移动，钝角区色环由中心向外移动，Bxa=Ng，Bxo=Np，为正光性。反之为负光性。如图9-12右图所示。
图9-12 利用二轴晶垂直Bxa切面干涉图测定光性正负
四、实验结果与分析
将观察结果记录在表9-7中。
表9-7 锥光镜下晶体光学特性
干涉图 切 面 第二、四象限 色 序 色 环 锐角区 色 序 色 环 光性正负 矿物名称