名 稱 內(nèi)容 反射率 反射色 雙反射及反射多色性 均質(zhì)性及非均質(zhì)性 內(nèi)反射 顯微硬度 定義 礦物的反射光強(qiáng)與入射光強(qiáng)的比率叫做礦物的反射率,通常用百分?jǐn)?shù)表現(xiàn)。如以Ii表現(xiàn)入射光的強(qiáng)度,Ir表現(xiàn)反射光的強(qiáng)度,則反射率R為:
反射色:在反光顯微鏡垂直入射光的照射下,礦物顯示的顏色。它在慨念上與自然礦物塊在普通光線下以肉眼察看所看到的“礦物顏色”不同,而是人工磨制好的礦物光面在鏡下光線直射時(shí)顯示的顏色。它是礦物表面反射產(chǎn)生的,因此是表色。 1、雙反射:礦物的反射率(亮度)隨結(jié)晶方位的改變而變化的性質(zhì)。
2、反射多色性:礦物的反射色隨結(jié)晶方位的轉(zhuǎn)變而變化的性質(zhì)。
1、礦物的均質(zhì)性:正交偏光條件下,礦物出現(xiàn)黑暗,轉(zhuǎn)動(dòng)物臺(tái)一周黑暗狀況無變化。
2、礦物的非均質(zhì)性:正交偏光條件下,礦物的亮度和色彩隨結(jié)晶方位的轉(zhuǎn)變而變更的性質(zhì)。
內(nèi)反射:透射光從礦物內(nèi)部反射出來的現(xiàn)象。
內(nèi)反射色:內(nèi)反射顯示的顏色。
礦物的硬度:礦物抵御外來機(jī)械作用的才能即為"礦物的硬度"。外來機(jī)械作用的類型有三種:刻劃作用、研磨作用和壓入作用。
抵御這三種機(jī)械作用則相應(yīng)的發(fā)生三種硬度,即刻劃硬度、抗磨硬度和壓進(jìn)硬度。
形成機(jī)理 1、電子躍遷理論
金屬礦物受到光的照耀,金屬原子的核外電子得到能量,從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài),當(dāng)從激發(fā)態(tài)返回基態(tài)時(shí)以反射光的情勢(shì)開釋能量,就發(fā)生了反射率。
2、能帶理論
在晶體中,各原子軌道會(huì)產(chǎn)生重迭,因而形成能帶,能帶有滿帶、禁帶和空帶。金屬礦物兩個(gè)能帶間的禁帶較窄,可見光的能量足以使電子超出禁帶到其上的空帶上往,在放出可見光的同時(shí)就產(chǎn)生了反射率。
反射色是由于礦物對(duì)光波進(jìn)行選擇性反射(反射率色散)的結(jié)果。我們知道,白光是由七種不同色光組成的,而不同的礦物在化學(xué)成分、化學(xué)鍵型、晶格類型、晶體結(jié)構(gòu)等方面也是不同的,因此每種礦物對(duì)白光中的七種色光的反射率會(huì)有差異。當(dāng)?shù)V物對(duì)白光中的某種色光反射率Zui大時(shí),礦物的反射色就顯示那種色光的顏色,例如自然銅對(duì)紅光的反射Zui強(qiáng),反射率Zui大,因此它的反射色呈現(xiàn)淡紅色;當(dāng)?shù)V物對(duì)白光中的某幾種色光同時(shí)顯示較大反射率時(shí),礦物的反射色就顯示幾種色光的混雜色;當(dāng)?shù)V物對(duì)白光中的七種色光反射率相差不大時(shí),礦物的反射色出現(xiàn)無色,依據(jù)其反射率的大小,分辨顯示亮白色、白色、灰白色、灰色或暗灰色,例如方鉛礦:純白色;鉻鐵礦:灰色。 非等軸晶系的礦物有不同的結(jié)晶方位,一軸晶礦物有兩個(gè)結(jié)晶方位,二軸晶礦物有三個(gè)結(jié)晶方位,不同結(jié)晶方位有不同的反射率和反射色,改變礦物的結(jié)晶方位,礦物的反射率、反射色就會(huì)隨之改變,當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)物臺(tái)時(shí)(也就是改變礦物的結(jié)晶方位),就會(huì)呈現(xiàn)亮度和顏色的變化。 1、均質(zhì)性的形成機(jī)理
等軸晶系的礦物和非等軸晶系礦物的圓切面,各個(gè)方向反射率相等,對(duì)垂直進(jìn)射平面偏光沒有方向性的影響,反射光仍堅(jiān)持原偏振方向不變,故通過上偏光鏡后顯示"消光",視域浮現(xiàn)黑暗。
2、非均質(zhì)性的形成機(jī)理(詳見教材)
①非均質(zhì)旋轉(zhuǎn):當(dāng)光線照耀到礦物的非圓切面后,被礦物分解為兩組互相垂直而又不相等的平面偏光,依照光學(xué)原理,合成的反射偏光必定傾向反射率高的一邊,發(fā)生非均質(zhì)旋轉(zhuǎn)。
?、跈E圓偏光:不透明礦物除產(chǎn)生非均質(zhì)旋轉(zhuǎn)外,還能使反射偏光產(chǎn)生不為0和π的周相差,導(dǎo)致合成反射偏光變?yōu)闄E圓偏光。
由于上述兩種原因,在正交偏光條件下,會(huì)有必定量的光線通過上偏光鏡,從而使礦物顯示必定水平的亮度。
進(jìn)射光從側(cè)面照耀到透明、半透明礦物表面時(shí),一部分光線被反射掉了,另一部分光線則透入礦物內(nèi)部,會(huì)碰到礦物內(nèi)部的解理、裂隙、空泛、晶粒界面、包裹物等不同介質(zhì)分界面。當(dāng)這些分界面的角度適合時(shí),光線會(huì)從礦物內(nèi)部被反射出來,這就是礦物的內(nèi)反射。若反射出來的光線沒有顯明的選擇性則仍為白色,若產(chǎn)生選擇性反射則顯示顏色,即為內(nèi)反射色 是由礦石內(nèi)含礦物本身分子即原子構(gòu)造排列方法及緊密水平以及其元素化學(xué)性質(zhì)決議的:
抗磨硬度的形成機(jī)理
由于礦石中各種礦物的硬度不同,因此在拋光進(jìn)程中軟礦物輕易凹下而硬礦物則比擬突出,在兩種礦物的接壤處形成偏向于軟礦物的斜面。當(dāng)垂直入射光照射到斜面上時(shí),反射光不能垂直向上反射,而是形成斜向反射,這樣在低硬度礦物一側(cè),光線迭加形成一條“亮線”。
鑒定意義 金屬礦物的Zui重要鑒定特征,它不僅能鑒定金屬礦物的礦物種,對(duì)于鑒定礦物的"變種"、"異種"以至"多型"都具有實(shí)際意義 反射色是一個(gè)很直觀的光學(xué)性質(zhì)。當(dāng)我們?cè)诜垂?a href="http://www.hkxccw.cn" title="顯微鏡價(jià)格" class="sitelink">顯微鏡下觀測(cè)光片時(shí),首先感到到的就是礦物的反射色。而人眼對(duì)顏色的判斷才能是很強(qiáng)的,如自然金、黃銅礦、黃鐵礦三礦物,固然都是黃色,但在鏡下金黃色、銅黃色、淺黃色一般不會(huì)混雜。因此,礦物的反射色在鑒定礦物方面是很有用的,特殊對(duì)那些具有鮮明顏色特征的礦物,更具有重要的鑒定意義。 無色類礦物雙反射較明顯,顯著顏色類礦物則更容易看出反射多色性。 不透明礦物因其接收性強(qiáng),入射光不能透入礦物內(nèi)部,故不能產(chǎn)生內(nèi)反射。因此,內(nèi)反射是半透明、透明礦物特有的性質(zhì),對(duì)某些內(nèi)反射顯著的礦物具有主要的鑒定意義。 硬度是礦物的重要鑒定特征,刻劃硬度可應(yīng)用簡略工具敏捷獲得礦物硬度的定性材料;抗磨硬度可以懂得相鄰兩礦物的相對(duì)硬度大??;抗壓硬度可供給礦物硬度的定量數(shù)據(jù),是礦物主要的成因標(biāo)型特征之一。 觀測(cè)條件 自然光(白光) 自然光(白光)。 單偏光 (一)嚴(yán)格正交偏光:上偏光鏡與前偏光鏡相交90°。
?。ǘ┎煌暾黄猓荷掀忡R與前偏光鏡相交87°-85°,不構(gòu)成嚴(yán)格正交。
斜照光(法)
嚴(yán)格正交偏光(法)
自然光(白光) 觀測(cè)方式 視測(cè)對(duì)照法(試驗(yàn)應(yīng)用)
定性測(cè)定礦物反射率的方式。即拿未知礦物與已知反射率的標(biāo)準(zhǔn)礦物進(jìn)行比較,依據(jù)比較結(jié)果斷定未知礦物的反射率級(jí)別。
在純白色入射光下用中、低倍物鏡直接觀測(cè)反射色顏色 旋轉(zhuǎn)物臺(tái)(改變礦物的結(jié)晶方位),視察礦物有無亮度和顏色的變化 旋轉(zhuǎn)物臺(tái),觀測(cè)不同顆粒或同一顆粒的不同方向有無顏色或亮度變化。 1、斜照光(法):用30W白熾燈從顯微鏡側(cè)方照射礦物光面。
2、嚴(yán)厲正交偏光(法):選用高倍物鏡在嚴(yán)格正交偏光條件下察看礦物光面。
金屬針刻劃法 接觸亮線移動(dòng)法 儀器定量測(cè)定法 鏡下特征 表示為不同程度的亮度,亮度是斷定礦物反射率視測(cè)分級(jí)的主要根據(jù):
反射率高的礦物??反射光強(qiáng)度大,視域明亮、刺眼
反射率中等的礦物??反射光強(qiáng)度一般,視域柔和、不刺眼
反射率低的礦物??反射光強(qiáng)度小,視域暗淡。
顏色鮮艷程度 可見雙反射(反射多色性):在單偏光條件下,轉(zhuǎn)動(dòng)物臺(tái)(改變礦物的結(jié)晶方位),礦物顯示亮度 或顏色的變化。
未見雙反射:在上述條件下,未見礦物顯示亮度或顏色變化。
視測(cè)分級(jí) 嚴(yán)格正交偏光 不完整正交偏光 強(qiáng)非均質(zhì)性 明暗變化顯著
可見顏色變化 明暗和顏色變化都顯著 弱非均質(zhì)性 有明暗變化
顏色變化不明顯 明暗變化較明顯
可見顏色變化 均質(zhì)性 明暗顏色均無變化 具透明感 無色內(nèi)反射浮現(xiàn)云霧狀或毛玻璃狀
有色內(nèi)反射浮現(xiàn)鮮明顏色,柔和、不刺眼 不均勻 內(nèi)反射顯著的礦物,顏色深淺不均勻
內(nèi)反射不顯著的礦物散布不均勻,內(nèi)反射沿凹坑或裂隙散布,出現(xiàn)斑點(diǎn)狀或條帶狀 抗磨硬度的測(cè)定方式
在鏡下觀測(cè)軟、硬兩種礦物的接觸界限,依據(jù)亮線的移動(dòng)方向斷定相鄰兩礦物的相對(duì)硬度大小。
晉升物臺(tái)(B-B'物鏡焦點(diǎn)線),接觸亮線向高硬度礦物一側(cè)移動(dòng);
降落物臺(tái)(A-A'物鏡焦點(diǎn)線),接觸亮線向低硬度礦物一側(cè)移動(dòng)。
視測(cè)分級(jí) 與四個(gè)尺度礦物對(duì)照,可以把未知礦物的反射率分為五級(jí): Ⅰ級(jí) R>黃鐵礦 Ⅱ級(jí) 黃鐵礦>R>方鉛礦 Ⅲ級(jí) 方鉛礦>R>黝銅礦 Ⅳ級(jí) 黝銅礦>R>閃鋅礦 Ⅴ級(jí) 閃鋅礦>R 明顯色彩類:黃色、藍(lán)色、玫瑰色;
無色類:亮白色、白色、灰白色、灰色、暗灰色;
微弱色彩類:無色類帶有某種顏色的色調(diào),如磁鐵礦,灰白色帶棕色色調(diào)。 可見雙反射(反射多色性):在單偏光條件下,轉(zhuǎn)動(dòng)物臺(tái)(轉(zhuǎn)變礦物的結(jié)晶方位),礦物顯示亮度 或顏色的變更,屬于此級(jí)。
未見雙反射:在上述條件下,未見礦物顯示亮度或顏色變化者,屬于此級(jí)。
分為三級(jí),即強(qiáng)非均質(zhì)性、弱非均質(zhì)性、均質(zhì)性 內(nèi)反射的視測(cè)分級(jí):分為兩級(jí),即
顯內(nèi)反射(內(nèi)反射色)
不顯內(nèi)反射
視測(cè)分級(jí): 高硬度? 鋼針刻不動(dòng) 中硬度? 鋼針刻得動(dòng),銅針刻不動(dòng) 低硬度? 銅針刻得動(dòng) 注意事項(xiàng) 1、光片必需擦凈壓平,應(yīng)選擇磨光較好且平滑而光明的部位進(jìn)行對(duì)照觀測(cè)。
2、用中、低倍物鏡觀測(cè)為宜,并且觀測(cè)時(shí)可左右(或前后)移動(dòng)光片,這樣做能擴(kuò)展觀測(cè)范疇,便于正確對(duì)比和判定礦物的反射率差異。
3、可將兩種礦物的光片緊密鑲壓在一起觀測(cè),以便在同一視域中同時(shí)能見到兩種礦物,便于觀測(cè)比較。假如兩種礦物不能在同一個(gè)視域中觀測(cè)時(shí),可應(yīng)用"視覺暫留" 法,后果較好。注意鏡下與實(shí)物成倒像。
4、觀測(cè)礦物反射率時(shí)只比亮度,不比顏色。若兩種礦物反射色差異較大,可應(yīng)用綠色濾光片,以減少反射色的干擾。
5、有些礦物的反射率接近尺度礦物,我們把這些礦物稱為"邊界礦物"。觀測(cè)時(shí)由于儀器、光片質(zhì)量、人眼的視測(cè)差別等原因,可能反射率會(huì)大于或小于尺度礦物,斷定它們的反射率級(jí)別應(yīng)以實(shí)際觀測(cè)成果為準(zhǔn)。
1、光片必須擦凈壓平,切記有錆色和贓物。
2、用中、低倍物鏡觀測(cè)為宜,請(qǐng)求在純白色入射光下觀測(cè),以便能正確反應(yīng)反射色的原來特征。
3、當(dāng)反射色不同的礦物呈現(xiàn)在同一視域時(shí),觀測(cè)時(shí)由于"視覺色變"的影響,會(huì)使某些礦物的反射色產(chǎn)生細(xì)微變化,如黃鐵礦若與方鉛礦連生,其淺黃色反射色很顯著,若與黃銅礦連生,淺黃色反射色就被黃銅礦的黃色反射色掩飾而顯出黃白色。因此,觀測(cè)反射色時(shí)應(yīng)注意四周連生礦物引起的視覺色變。假如觀測(cè)某礦物反射色時(shí)受到視覺色變的干擾,拿該礦物與方鉛礦(純白色)進(jìn)行對(duì)比,就輕易打消視覺色變的影響,得出正確結(jié)論。
4、微弱顏色類礦物,其反射色所帶色調(diào)不易辨認(rèn),應(yīng)選擇與方鉛礦(純白色)連生的部位或與方鉛礦鑲壓在一起觀測(cè),反射色的差別就輕易浮現(xiàn)出來。如輝銀礦的灰綠色色調(diào)不顯明,若與方鉛礦連生在一起就比擬明白,易辨認(rèn)。
5、礦物的反射色多種多樣,其分類是人為劃分的。有些礦物易于劃回級(jí)別,有些礦物則常處于兩種過渡的級(jí)別之間(如磁黃鐵礦)難以確實(shí)劃分。故描寫時(shí)應(yīng)以實(shí)際觀測(cè)的特征為準(zhǔn)。
1、光片必須擦凈壓平,保證視域亮度均勻,防止觀測(cè)誤差。
2、不同方位的顆粒聚集體,比單獨(dú)顆粒易于觀測(cè)雙反射及反射多色性,故選擇顆粒集合體和具雙晶的顆粒,注意觀測(cè)其顆粒界線,對(duì)辨認(rèn)雙反射及反射多色性的鏡下特點(diǎn)后果較好。如沒有集合體或礦物顆粒較大,可多看幾個(gè)視域,以便得出準(zhǔn)確結(jié)論。
3、選用中、低倍物鏡觀測(cè),可以擴(kuò)展觀測(cè)范疇,增添斷定的準(zhǔn)確性。
4、可見雙反射的礦物中,有的礦物雙反射及反射多色性很顯著而有的礦物則不顯明。雙反射及反射多色性顯著的礦物,現(xiàn)象易于觀測(cè),轉(zhuǎn)動(dòng)物臺(tái)時(shí),礦物的反射率或反射色有變化;不轉(zhuǎn)動(dòng)物臺(tái),注意視察亦會(huì)面到礦物的顆粒界限。雙反射及反射多色性不明顯的礦物,現(xiàn)象不易觀測(cè),其反射率或反射色的變化微弱,初學(xué)者不易控制,可先在不完整正交偏光下觀測(cè),找出礦物的顆粒界線,然后往掉上偏光鏡,仍在原視域內(nèi)細(xì)心視察礦物顆粒界線兩側(cè)有無反射率或反射色的變化,這樣做,能輔助判定鏡下特征,效果較好。
1、光片必需擦凈壓平以防觀測(cè)誤差。
2、選用中、低倍物鏡觀測(cè)為宜。不同方位的顆粒聚集體較單獨(dú)顆粒易于觀測(cè),故應(yīng)選擇顆粒聚集體觀測(cè),尤其要注意顆粒界限及顆粒內(nèi)部雙晶等。
3、礦物非均質(zhì)性的強(qiáng)弱是在正交偏光下?lián)涿靼底兏蕉ㄐ詣澐值?,某些礦物的非均質(zhì)性屬于強(qiáng)弱過渡類型,由于切片方位的影響,觀測(cè)時(shí)其分級(jí)可能為強(qiáng)非均質(zhì)性,也可能為弱非均質(zhì)性,例如:鈦鐵礦、黝錫礦等,定級(jí)時(shí)應(yīng)以實(shí)際觀測(cè)成果為準(zhǔn)。
4、由于切片方位不同,礦物在鏡下所處的方位不同,以及上偏光鏡的旋轉(zhuǎn)角度不同,同種礦物的亮度和偏光色的變化也會(huì)有差別,故應(yīng)多觀測(cè)幾個(gè)視域,認(rèn)識(shí)其總體特征后再斷定其分級(jí)。
5、具強(qiáng)內(nèi)反射的礦物在嚴(yán)厲正交偏光下可顯示內(nèi)反射特點(diǎn)(具透明感),嚴(yán)重干擾均質(zhì)性和非均質(zhì)性的觀測(cè)??蓪⑸掀忡R偏轉(zhuǎn)必定角度或下降物鏡倍數(shù)(如10× 改為5×),這樣可以減少內(nèi)反射的干擾。 1、斜照光法選用中、低倍物鏡后果較好。調(diào)劑光源的高度及斜照角度,使視域Zui明亮便于察看,工具顯微鏡。嚴(yán)格正交偏光法,可選用高倍物鏡效果較好。注意光色偏黃對(duì)灰白色的內(nèi)反射有影響。
2、磨光不好或低硬度的礦物常產(chǎn)生糙面或擦痕,故在斜照光下能顯出漫反射現(xiàn)象(具刺眼光明,無透明感),如磁黃鐵礦。應(yīng)注意把這種現(xiàn)象與內(nèi)反射的特點(diǎn)差別開,正確控制判定內(nèi)反射分級(jí)的標(biāo)記。
3、有些無色透明礦物(如石英、方解石等),其內(nèi)反射色應(yīng)為云霧狀或毛玻璃狀的灰白? 乳白色。由于斜射白光射入礦物后會(huì)像射入三棱鏡似的產(chǎn)生色散,產(chǎn)生少量干預(yù)現(xiàn)象,使得礦物內(nèi)部顯示彩色,注意勿將這種現(xiàn)象當(dāng)作是“彩色內(nèi)反射色”。
4、觀測(cè)內(nèi)反射顯著的礦物(如孔雀石),斜照光法和嚴(yán)厲正交偏光法效果相差不大;觀測(cè)內(nèi)反射不顯著的礦物(如黑鎢礦),斜照光法比嚴(yán)格正交偏光法的效果好得多。
1、光片必需擦凈壓平,才干觀測(cè)到準(zhǔn)確成果。
2、刻劃硬度需在鏡下進(jìn)行,注意不要拿在手上刻劃。
3、用中、低倍物鏡觀測(cè)較為適合,金屬針與光片的角度以30°-40°為宜,用力要自然適中。
4、抗磨硬度應(yīng)選用中、高倍物鏡觀測(cè)??蛇x擇兩個(gè)礦物接觸界限細(xì)而清楚的處所,恰當(dāng)縮小孔徑光圈,效果較好。
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