岩矿鉴定原理及不同矿物现象对比研究

何小曲

（延安职业技术学院，陕西 延安 716000）

在目前高职院校中的地质学专业中，促进学生们岩矿技能养成的课程主要有结晶学课程、晶体光学课程、矿物学课程、岩石学课程、矿相学课程以及矿床学等课程。其中晶体光学课程与矿物相学课程是岩矿技能鉴定中最基础的也是最重要的两门课程。而晶光体学与矿相学对研究矿物特征的方式主要是通过偏光显微镜来实现的，以此来完成与实现矿物在显微镜下的鉴定工作[1]。

1 研究对象

透明与不透明这两种矿物是自然界中较为常见的两种物体，二者的根本区别在于不透明矿物是透明矿物其中的一种类型，这是由于在透明矿物中同时有着较强的透射光以及较弱的反射可见光波能力，而不透明矿物则恰恰与透明矿物是相反的。利用晶体光学相关知识来研究矿物的可见光波，主要就是通过光的反射偏光显微镜来完成的。通过矿物在光的折射条件下对透明矿物的特性进行鉴定。矿相学则是通过不同类型矿物的表面在特定波长的条件下反射出的现象，对不透明矿物的特性进行的鉴定。通常来讲，在所有的金属矿物中都有着超强的对光的吸收与反光的能力。所以，金属矿物全部被称之为是不透明矿物。相反的，透明矿物绝大部分则是非金属矿物。从工业行业领域出发，在金属矿床结构中，运用到最多的就是金属矿物，而脉石矿物一般都属于非金属矿物结构。换句话说，就是金属与非金属矿物、透明与不透明矿物以及脉石与矿石矿物是依据不同的特征与结构进行分类的。值得我们明确的是非金属矿物、透明矿物和脉石矿物在结构上有很多不同的地方。总体来讲，在晶体矿学课程中培养学生岩矿技能的养成主要就是通过透明矿物来实现的。而在矿相学课程中培养学生岩矿技能养成的则是通过不透明矿物实现的。其实，不论是透明矿物还是不透明矿物，如果从结构特性进行划分的话可以分为两种类型：均质体和非均质体。其中，均质体光学的结构与性质在各个方向基本是一致的，比如：等轴晶系矿物。相反的，非均体矿物则是各个方向都是不尽相同的，典型的有中级晶类矿物与低级晶类的矿物。而在晶体矿学课程与矿相学这两门课程中对透明与不透明矿物的鉴定方法都是借助偏光显微镜来实现和完成的。其区别就是晶体光中对透明矿物的鉴定采用的透射光偏光显微镜，而矿相学中不透明物体的鉴定则采用的是反射光偏光显微镜。均质矿物体在三维空间内不同的方向中都可以形成同样的折射率与反射率。相反的，在非均质矿物体中是通过自然光的照射在沿着某个特定方向摄入表面之后形成的反射现象，进而形成的双折射与双反射现象的鲜明对比。在透射光偏光显微镜下观察的物体大约是厚度为0.03cm 的切片。该切片分别由盖玻片、矿物薄片以及载玻片共同组成。而这三种不同类型的切片在通过利用折射率为1.54 的树胶将其连接起来。从不透明矿物角度来说，因为需要对其反射出来的现象进行细致的观察，所以，需要对标本或者是样品的单面进行抛光处理，综合起来，不透明矿物切片需要经过切割- 粗磨- 细磨- 抛光等工序才能制成。

2 对比分析不同类型显微镜下矿物现象

2.1 分级对比反射率与折射率

在晶体矿学课程中透明矿物产生的反射率与矿相学中不透明矿物产生的反射率都在偏光显微镜的基础上完成的。在鉴定的方法上，折射率与反折射率并没有诸多相似的地方，但如果将二者之间对比，就会更加有助于学生们对相关内容的内化与吸收。在晶体光学课程中，透明矿物的等级划分在一定程度上与折射率的大小相关。透明矿物的突起一般分为以下六个等级：负低突起与负高突起、正中突起与正低突起、正高突起与正极高突起。矿相学中，不透明矿物产生的反射率的主要方式是借助偏光显微镜与自然矿物亮度下的对比而形成的，反射率形成的高低顺序如下：黄铁矿与方铅矿排在首位，闪锌矿和黝铜矿居中，而不透明矿物质的反射率则为：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ五个等级。

2.2 对比分析多色性、吸收性与双反射现象

在晶体光学课程中，通过单偏光显微镜下对矿物的鉴定不论是对白光还是各单色光光波都具备良好的吸收效果。从非均质透明矿物角度来说，是随着光波的变化而决定振动方向的。所以说，随着偏光显微镜载物台的逐渐转动，矿物的颜色就会发生不同程度的变化，这种随着光波振动方向变化的现象就是多色性，而颜色的变化称之为吸收性；相同的，在矿相学中，单偏光显微镜下不透明矿物的颜色是由矿物表面的光波决定的。由于非均质不透明矿物振动方向的不同，反射的能力也就不同。基于此，当单偏光显微镜载物台约转动一周之时，非均质矿物体的颜色会随着载物台的转动而不断变化，这就是双反射现象产生的主要原因，其中颜色的不断变化指的就是反射多色性。从以上分析我们可以明白：无论是矿相学中的双反射现象还是晶体学中的多色现象，都是由于光波的振动方向不同而造成的，矿物双反射的折射率越大，多色性与吸收性的现象就会愈发明显。

3 对比分析正交偏光

3.1 消光现象的分析

晶体光学中对透明矿物的鉴定方法是通过正交偏光的形式对垂直面的均质矿物与非均质矿物完成鉴定的，均质矿物在光波的照射下暂时不会产生双折射。但是当矿物薄片经过偏光显微镜之时，所观察的矿物就会在视域范围内产生黑暗的现象，这种现象就是通常所讲的消光现象。对非均质矿物而言，偏光显微镜载物台的光率与偏光显微镜下的矿物折射发生斜交的时候，通过偏光显微镜下折射出来的光波在透过矿物薄片的时候会分别形成两种不同的光。偏光显微镜中的光在穿过矿物薄片之后形成的光会持续向上传播，所以，视域范围内的光暂时不会产生消光。随着载物台的不断转动，矿物薄片光率体在偏光显微镜下会依次产生4 次平行重叠，而在这个时候矿物薄片中的光就很难穿过上偏光镜。由此也可以得出：当非均质矿物薄片在偏光显微镜的载物台上每转动一周，逐渐的就会产生4 次消光现象，进而得出的结论基本上是与晶体光学中对透明矿物的鉴定方法是一致的，矿相学课程中非均质的不透明矿物在正交偏光镜下也会产生4 次的偏光现象，均质矿物以及非均质的矿物切面会同时出现全消光的现象，二者具有可对比性。对于不透明均质矿物来说，通过光波产生的偏光照在经过矿物表面产生折射之后，其反射光的振动方向暂时不会发生变化，更是无法通过偏光显微镜，由此才造成了全消光现象的产生。对于非均质矿物来说，在光源中出现的偏光现象在照射到矿物表面的时候，进而形成反射的现象，此时不仅是振动的方向也会发生根本性的变化，其光线可以透过偏光镜，视域范围内的相关现象会暂时消失，随着偏光显微镜载物台的转动，同样条件下的非均质矿物也会同样出现4 次消光的现象。除此之外，在晶体光学中，在偏光显微镜下观察矿物岩石的过程中，倘若说，在该薄片中如果含有不透明矿物体的成分，光线就不会穿过偏光显微镜。由此便可以得出：对不透明矿物的鉴定不论是通过偏光显微镜还是正交偏光显微镜视域范围内都会产生黑色现象。同样的，在矿相学中从偏光显微镜观察得出的透明矿物，由于反射率不高的缘由，不管是单偏光显微镜还是正交偏光显微镜，视域范围内都会产生黑色现象。

3.2 对比分析干涉色和偏光色

在晶体光学课程中，不管非均质矿物处于任何位置上，光率体的直径和半径都会随着偏光镜的振动与其产生斜交，此时，矿物薄片上的光线就会出现分解的现象，分解后的非矿物的频率基本相同。当非均质矿物薄片处于同一水平时，便会出现固定的光程差。简单的说，就是不同结构的矿物岩石的光完全已经具备了发生干涉色的要素与条件，干涉色现象由此产生。干涉色与均质矿物、光波的长度以及被鉴定的矿物薄片之间有着紧密的联系性。在矿相学课程中，与矿相学相近的现象被称之为是偏光色。当非均质的矿物薄片的位置在正交偏光镜的45°之上，非均质的旋转色与椭圆色就会发生变化，此时的矿物薄片不仅会发出最明亮的颜色，同时还会产生一些其他的颜色，这就是偏光色。而偏光色的产生也可以作为学生在岩矿技能培养过程中一种主要的理论依据。而我们常见的偏光色主要有：铜蓝火橙色偏光色、黑钨矿黄偏光色以及辉钼矿蓝偏光色等等。

3.3 对比分析消光角与非均质视角

在晶体矿学中，非均质矿物表面出现的光率都会随着椭圆半径的变化以上下移动的偏光显微镜而产生消光的现象。非均质矿物的消光现象主要有：即平行消光、对称消光以及斜消光这三种现象。其中斜消光矿物在对晶面消光角的鉴定过程发挥着重要的作用，通过偏光显微镜鉴定消光角的方法主要有：对矿物岩体解理测定。在矿相学课程中，从正交偏光镜的下的费非均质矿物角度来讲：当平面光照射到非矿物体的表面时，就会分别形成两组互相垂直的偏光现象，同时，非均质矿物处于不同振动方向其反射出来的折射率也是不尽相同的，所以，反射后的两组平面光是与初始的入射光不同的。换句话说，就是矿物表面的反射光在与入射光的对比之下就会发生旋转，在旋转过程中形成的角度称之为非均质视角。

对其进行鉴定的方法为正交偏光显微镜下，随着镜头的旋转直至消光逐渐消失，继续转动载物台至45°，此时矿物最亮，接着慢慢的转动分析镜的角度，称之为非均质视旋角。

4 结语

综上所述，通过透射偏光镜与反射偏光镜分别对不同结构的矿物进行鉴定，都是一项特别系统的工程。所以，晶体光学与矿相学这两门课程有着很强的理论性与实践性。学生们分别在这两门课程的学习中，通过对比之后课本中的理论知识就会变得简单了起来，不论是理论水平技能水平的提升都得到了较大的提升，更为今后深入的学习打下了基础。