矿相偏光显微镜观察岩石玻片

一、岩石玻片制备与显微镜校准

1. 标准薄片制备（0.03mm 厚度）

• 切割 - 磨制 - 粘片：岩石块→单面磨平→环氧树脂粘于载玻片→双面精磨至透光（长石透光率＞80%）→盖玻片封片（避免气泡）。

• 特殊处理：含易溶矿物（如方解石）需酒精脱水；含不透明矿物（如黄铁矿）需反光面抛光（厚度≤0.05mm）。

2. 显微镜光路校准

• 偏光正交验证：插入上偏光镜，旋转至全暗视场（偏差＜2°），确保起偏器（下）与检偏器（上）振动方向严格垂直（十字丝对齐）。

• 物镜应力检测：观察标准石英楔（一级红），无应力物镜干涉色均匀，避免双折射干扰（如 10× 物镜应力等级≤Ⅰ 级）。

• 载物台中心校正：用十字丝交点追踪矿物颗粒，旋转载物台（0-360°），颗粒不偏离中心（误差＜5μm），确保消光角测量准确。

二、分模式观察与矿物解析

▶ 单偏光模式（下偏光）

1. 晶体形态

• 自形晶（如橄榄石菱形截面）→岩浆缓慢结晶；

• 半自形晶（如斜长石板状）→结晶条件复杂；

• 他形晶（如石英粒状）→晚期充填或交代成因。
  案例：纯橄岩中橄榄石呈全自形粒状，边界平直，指示超基性岩原生结晶。

2. 颜色与多色性

• 均质体（石榴子石）：无色 / 均一颜色，旋转载物台不变色；

• 非均质体（角闪石）：旋转 90° 颜色显著变化（如深绿→浅黄），记录 * 大吸收方向（如角闪石 Ng = 深绿，Np = 浅黄）。
  技巧：对比单偏光下榍石（橙红）与辉石（无色），快速区分含钛矿物。

3. 突起与糙面

• 正突起（橄榄石，折射率＞1.66）：边缘亮线内移（贝克线向矿物方向）；

• 负突起（石英，折射率 1.54）：贝克线外移；

• 糙面粗糙度→折射率差（如石榴子石糙面光滑，辉石糙面明显）。

4. 解理分级

• 解理（云母，裂成薄片）；

• 中等解理（角闪石，两组夹角 56°/124°）；

• 无解理（石榴子石，不规则裂纹）。

▶ 正交偏光模式（上下偏光正交）

1. 干涉色级序判定

• 一级灰（石英）→二级蓝（普通角闪石）→三级红（蓝晶石）→高级白（锆石）；

• 插入石膏试板（λ=550nm）：一级红 + 试板 = 二级蓝（同名相加），用于定量双折射率（ΔN = 干涉色级序 ×0.03）。
  案例：矽线岩中矽线石呈二级黄干涉色，指示变质程度（中级角闪岩相）。

2. 消光类型

• 平行消光（辉石，解理纹与十字丝平行）；

• 斜消光（斜长石，测量消光角 Ng∧(010)，如中长石 25°-35°）；

• 对称消光（云母，解理缝与十字丝对称）。
  注意：均质体（石榴子石）全消光，旋转载物台始终黑暗。

3. 双晶与环带

• 聚片双晶（斜长石，细密平行纹）；

• 卡式双晶（钾长石，“箭头状" 接触）；

• 环带结构（斜长石，中心到边缘成分渐变，如 An30→An50）。
  应用：通过环带韵律反演岩浆结晶历史（如基性→中性→酸性的多次脉动）。

4. 延性符号

• 正延性（针状角闪石，长轴 = Ng）；

• 负延性（柱状磷灰石，长轴 = Np）；
  操作：45° 位插入石膏试板，干涉色升高方向为快光轴（Np）。

▶ 反光模式（针对不透明矿物）

1. 反射率分级

• 高反射率（黄铁矿，亮白色）；

• 中反射率（磁铁矿，灰色）；

• 低反射率（石墨，深灰色）。

2. 反射色差异

• 黄铁矿（浅黄）vs 磁黄铁矿（古铜色）；

• 斑铜矿（蓝紫锖色）→氧化程度指示。

3. 内反射

• 透明 - 半透明矿物（如赤铁矿，樱红色内反射）；

• 不透明矿物无内反射（如黄铁矿，全反射）。

三、岩石成因解析实例

案例 1：榴辉岩薄片

• 单偏光：绿辉石（浅绿）+ 石榴子石（无色，正高突起）；

• 正交偏光：绿辉石呈二级蓝干涉色，四次消光；石榴子石全消光；

• 成因：高压变质（石榴子石稳定于＞1.5GPa），绿辉石环带记录俯冲 - 折返温压变化。

案例 2：花岗岩中的斜长石

• 单偏光：半自形板状，聚片双晶；

• 正交偏光：环带结构（中心 An35→边缘 An20），消光角渐变；

• 成因：岩浆结晶分异，边缘更酸性成分指示晚期流体交代。

案例 3：变质岩中的红柱石

• 单偏光：近正方形截面，十字形炭质包裹体（空晶石）；

• 正交偏光：一级灰干涉色（低双折射率），平行消光；

• 成因：低压高温变质（红柱石稳定于＜0.4GPa），指示接触变质带。

四、操作注意事项与进阶技巧

1. 薄片清洁：酒精擦拭避免指纹油渍，防止假干涉色（如油渍呈彩虹色）。

2. 温湿度控制：高倍镜（＞40×）需恒温载物台（25℃±1℃），避免热胀导致焦距偏移。

3. 联用法则：偏光特征 + 电子探针（成分）+XRD（晶型），如锆石干涉色（高级白）结合 U-Pb 定年，反演岩石形成时代。

4. 动态观察：配置加热台（0-600℃），模拟变质脱水过程，记录矿物相变（如黑云母→白云母 + 石英）。

五、常见矿物快速鉴别表