蓝闪石 Glaucophane

蓝闪石 Glaucophane,第1张

Na2(Mg,Fe2+)3(Al,Fe3+)2[Si8O22](OH)2

单斜晶系 β=103°42′

Ng=1618~1652

Nm=1612~1650

Np=1594~1630

Ng-Np=0018~0022

(-)2V=10°~60° r<v中到强,

b‖Nm,c∧Ng=4°~14°,光轴面‖(010)

图4-111 蓝闪石光性方位

化学组成 蓝闪石的化学成分分类界限为:NaB≥134,(Na+K)A<05,Fe3+/(Fe3++Al[Ⅵ])<030,当 Mg/(Mg+Fe2+)>05时为蓝闪石,<050 时为铁蓝闪石。三价阳离子以Al为主,Fe3+代替Al,但一般不超过50%,二价阳离子以Mg为主,Fe2+代替Mg约在20%~50%之间。蓝闪石是富含铝和镁的钠质碱性角闪石。蓝闪石-青铝闪石-镁钠闪石构成完全的类质同象。

结晶特点 晶体呈柱状,横切面为近菱形的六边形,集合体多为放射状、粒状及纤维状。{110}两组解理完全。

光性特征 灰蓝、深蓝至蓝黑色,薄片呈蓝及紫色,多色性明显:Ng—深天蓝,Nm—淡紫蓝(红紫),Np—无色至淡黄(照片381,382),吸收性:Ng>Nm>Np。正中突起,折射率随Fe3+的增加、Al的减少而增大。干涉色一级顶至二级蓝,但常被本身颜色掩盖。纵切面大多为斜消光,消光角c∧Ng较小,正延性。二轴晶负光性,光轴角一般小于40°,但也可达60°。双晶结合面为(100),具有简单和聚片双晶。蓝闪石晶体中可见锆石、榍石、磷灰石和磁铁矿等的细小包裹体。有时蓝闪石与青铝闪石呈环带状构造(照片383),晶体中心部位为蓝闪石,边缘部位为青铝闪石,或相反。

变化 蓝闪石在温度升高条件下,可转变为阳起石,也可转变为绿泥石、钠长石、赤铁矿和绿帘石等矿物的混合物。辉石、角闪石在低温高压条件下也可转变为蓝闪石。

鉴别特征 蓝闪石以其特有的多色性、较小的消光角和光轴角可与其他角闪石区别。蓝闪石与钠闪石区别在于钠闪石为负延性,其多色性及吸收性均较蓝闪石强,光轴角也较大。蓝闪石与钠铁闪石的区别在于后者为负延性。与镁钠铁闪石区别是后者延性可正可负,且两者的产状及共生矿物差别较大。蓝线石与蓝闪石区别是前者干涉色二级中部至顶部、且为负延性、无角闪石式的解理。与青铝闪石的区别见下节。

产状及其他 蓝闪石是高压低温条件下形成的特征变质矿物之一,主要产于蓝闪石 硬柱石相变质岩中,常与硬柱石、硬玉、绿纤石、葡萄石、钠长石、文石、黑硬绿泥石、绿帘石、硬绿泥石、云母等矿物共生,有时也见于绿片岩相的岩石中。在榴辉岩中也可见蓝闪石与石榴子石、绿辉石等矿物共生。玄武质岩石热液蚀变亦可形成蓝闪石,但它不具有指示高压低温变质条件。

以往,在旋转台上测定单斜辉石(角闪石)C∧Ng角的方法有“解理法”与“双晶法”[1]。后者系ДСКоржинский(1928)设计的,因其较“解理法”精确可靠而被人们沿用迄今,并作为经典方法编入专著与教科书[1~3]。

然而,ДСКоржинский的四轴双晶法对所测矿物断面方位要求严格,双晶的两个单体的Nm1,2对水平面的倾角不能大于30°,而且苛求Ng1与Ng2要在旋转台水平面内同时存在,否则,就不能直接测量C∧Ng角,而需要按最高干涉色另行选择可以利用消光图表的矿物切面[2]。所以,ВССоболев(1954)曾指出,当Ng1、Ng2与旋转台水平面不同时吻合时,ДСКоржинский的四轴双晶法便不能在旋转台上直接测定C∧Ng角。

近年来,作者在测定国内一些含镍基性、超基性岩体的单斜辉石(角闪石)的光性常数时,探索出运用五轴旋转台在具有(100)面律双晶的任意矿物切面上直接测量单斜辉石(角闪石)C∧Ng角的五轴-双晶法,从而突破了ДСКоржинский的四轴-双晶法苛求矿物切片方位的局限性和因薄片中矿物切面方位不适宜而不能直接测量C∧Ng角的局面。

1 方法的基础

五轴-双晶法是以单斜辉石(角闪石)的(100)面律双晶为基础的。因为在具有(100)面律双晶的单斜辉石(角闪石)中,有下列固定的光性方位[4](图1)。

c·p=(100)。偶尔c·p=(001),c·p=(101)与c·p=(122)[5];

T·A⊥(100),⊥[001];

(100)面上含b、c结晶轴及Nm1,2;

Nm1,2=b,少数是Np1,2=b(如易变辉石),Nm1,2⊥[001],⊥(010);

NgNp面=(010),⊥(100);

(010)面上含Np1,Ng2,Ng1,Np2及光轴A1,B2,A2,B1;

(100)与(010)的交线=c轴;

Np1,Ng2以(100)为对称面,分别与Ng1,Np2相对称。在绝大多数情况下,Nm1,2平分其他两个同名光率体轴间的夹角(图2)。

主要单斜辉石与单斜角闪石的有关光学方位列在表1中。

主要单斜辉石、单斜角闪石类矿物亚种的消光角变化范围[6]见图3。

图 1 具面律双晶的单斜辉石( 单斜角闪石) 的立体光性方位

图 2 两个双晶单体的光学主轴的赤平投影

表 1 [001],( 100) 与 Ng,Nm,Np间的角度关系

续表

图 3 某些单斜辉石 ( a) 、单斜角闪石 ( b) C∧Ng max( 最大消光角) 的变化范围( 按 W R Phillips,D T Griffen,1981)

2 测定方法

21优选欲测矿物颗粒

如上所述,只要具有(100)面律双晶的矿物,不管其断面方位如何,均可选来用五轴-双晶法直接测定其消光角C∧Ng。但是,为了缩短测定时间,提高测量精度,尽量选择双晶缝与解理交角小于45°(如为角闪石则需小于62°)的颗粒。而且,以双晶的两个单体的干涉色级序愈相近、愈偏低愈好。因为这样的矿物断面,一方面近于垂直c轴与(100)面,从而既易于把b轴(Nm1,2)转到旋转台东西向水平位置,又易于找到光轴出露点;另一方面,颗粒呈四边形或假八边形,(110)与(110)柱状解理与(100)双晶缝或裂开斜交,标志明显,易于选择和测定。

22测定方法与步骤

(1)把业已优选好的矿物颗粒,置于调试、校正完毕的旋转台中心。

(2)旋转内立轴N,使双晶缝与纵丝平行。

(3)倾斜南北水平轴H,使双晶结合面与纵丝直立面重合。不言而喻,此时在旋转台东西直立面内的是第二轴面(010),即光轴面。该面上分布有Ng1,Np1,Ng2,Np2以及光轴与c轴(图4)。这时双晶轴与东西水平轴K,I重合,双晶消失,即使转动I轴,双晶亦不复重现,因为在面律双晶中两个双晶单体的同名光率体对称轴以双晶结合面为对称面,转动I轴并不破坏对称关系(图2,图4)。

图 4 双晶结合面 ( 100) 与光轴面( 010) 的赤平投影

图 5 M 轴旋转 90°,K 轴垂直 I 轴时光学主轴与结晶要素的赤平投影

(4)旋转外立轴M90°,使内东西水平轴K垂直于外东西水平轴I,立光轴面(010)于南北直立面内,此时Nm1,2与I轴重合(图5)。

(5)用交替倾斜K、I轴的方法,依次使Np1,Np2抑或Np1与Ng2,Ng1与Np2,Ng1与Ng2与K轴重合。运用通常测定二轴晶垂直任一光学对称面切面光率体轴的方法(本文从略,见参考文献[1]~[3])测定光率体轴的名称,并记录每一个光率体轴与K轴重合时的I轴读数。

(6)按I轴刻度轮上的读数计算Ng1∧Ng2角,该角的二分之一便是C∧Ng角(见图5)。

应当指出,在南北向(010)直立面上,可顺便测定Ng-Np和按АНЗаварицкий(1926)法测定2V及其符号,故该法可收到“事半功倍”的效果。

如果在测定之初,使双晶缝平行于横丝,即使N1,2m在东西直立面内与K轴吻合,那么,可用转动M轴90°的方法,使K⊥I,把(010)面置于东西直立面内。而后,亦可用交替倾斜K轴与I轴的方法,依次使Np1与Np2或Np1与Ng2,Ng1与Np2,Ng1与Ng2同I轴重合,同时记录K轴弧形刻度尺上的读数,计算出Ng1与Ng2的夹角,除以2后亦可得C∧Ng角的度数。但尚需指出,在依次用转动K轴测定光率体轴时,如先后出现的系同名轴(如Np1与Np2,或Ng1与Ng2),则按一个弧形刻度尺计算读数,否则,如先后出现的两个系非同名(如Np1与Ng1等)光率体轴时,虽然操作同上,但其读数应加90°,因此时读数实际上是根据相反的弧形刻度尺读出的。此外,对于所选定的双晶断面,只要把旋转台转到45°位置,就可用转动K轴的方法,按光轴出露点位置测量光轴角2V。通常,(-)2V角的角闪石,每个光率体有一个光轴出露,而(+)2V角的角闪石与辉石,则一个光率体有两个光轴出露点。

最后,在一些罕见的情况下,当双晶的Np1与Np2重合时(如易变辉石),与K轴重合的已不是Nm1,2了,而是Np1,2,请读者在用所述方法测定C∧Ng角时要灵活变换。

表 2 用不同方法测定的 C∧Ng角对比表

续表

3 关于方法的精度

实践表明,由于五轴-双晶法是利用了单斜辉石、单斜角闪石的 ( 100) 面律双晶的特定光性方位,无论是直立双晶结合面抑或测定光学主轴,均具简便、准确的特点,加之无需进行赤平投影,消光角 C∧Ng是直接在弧形读数柄或刻度圆轮上测量出来的,均可精确到0 5°,故方法的精度较高,不亚于 Д С Коржинский 的四轴-双晶法的精度。这一结论,不难从下面所列举的近年来作者所测定的实际数据中得到证明 ( 表 2) 。

在五轴-双晶法研究过程中,承蒙张树业教授、林开南与陈洪江工程师的支持与帮助,池际尚教授指出了修改本文的关键性问题,在此一并致谢。

参 考 文 献

[1] 池际尚 费德洛夫法简明教程 北京: 中国工业出版社 1962 79 ~ 92

[2] Соболев В С,Федоровский мегод Γосгеолитехиздат 1954

[3] 池际尚,吴国忠 费德洛夫法 北京: 地质出版社 1983

[4] 傅德彬 对 Д С 柯尔仁斯基四轴-双晶法的改进 吉林地质,1985 ( 3) : 71 ~ 74

[5] Елисеев,Н А Метод пегрографи - геских исследований изд лени универ 1956 112

[6] Phillips W R,Griffen D T Optical mineralogy Printed in the USA 1981

Five Axis-Twin Method: a New Method forDirect Measuring of the Angle C∧Ng maxofClinopyroxene on the Universal Stage

Abstract

The author introduces a new method ( five axis-twin method) for direct measuring of the an-gle C ∧ Ngmaxof clinopyroxene on the universal stage The measuring procedure is as follows:①selecting some mineral grains with twinning plane ( 100) in plane-law twin and putting them inthe center of the universal stage; ②turning N-axis and making it parallel to the longitudinal line;③ tilting H-axis and making the composition plane of twin coincide with the up right plane of lon-gitudinal line; ④setting M-axis at angle 90° for K⊥I,and putting plane ( 010) of the principaloptic axis on the S-N upright plane,soNm1,2coincide with the I-axis; ⑤tilting alternately K-axisand I-axis,and making successively Np1Np2(orNg2),Ng1Np2andNg1Ng2coincide with theK-axis,meanwhile,writing down the readings of I-axis while the axis of each indicatrix coincideswith K-axist; ⑥according to the readings on the graduated wheel of I-axis,calculating the angleof Ng1∧Ng2,then(Ng1Ng2)/2=C∧Ng

The above-mentioned method widens the application range without the aid of stereographicprojection

Na2(Mg,Fe2+)3(Al,Fe3+)2[Si8O22](OH)2

单斜晶系 β=103°42'

Ng=1652~1680

Nm=1650~1670

Np=1630~1665

Ng-Np=0014~0018

(-)2V=0°~40°r<v或r>v

b‖Ng,c∧Nm=5°~9°,光轴面⊥(010)

图4-113 青铝闪石光性方位

化学组成 青铝闪石又称铝铁闪石,成分与蓝闪石相近,其成分式中Fe3+/(Fe3++Al[Ⅵ])在03~07之间,青铝闪石成分上比蓝闪石的Fe2+和Fe3+含量高,而Al的含量较低。

结晶特点 沿c轴延伸的柱状晶体,横切面呈近菱形的六边形或菱形。具有{110}的两组角闪石式解理。

光性特征 深蓝色,薄片中多色性明显:Ng—深紫、紫,Nm—天蓝、蓝,Np—无色或淡黄(照片386),吸收性:Ng>Nm>Np。正中突起。干涉色为一级橙至紫红(照片386左下),由于Nm近于平行c轴,故在具有天蓝和紫色的柱状切面为负延性(即由Nm和Ng'组成的柱面,该切面近于⊥Bxa,也近于‖(100)切面),而在天蓝与淡**的柱状切面为正延性(即由Nm和Np'组成的柱面)。消光角c∧Nm一般为5°~9°,最大可达30°。有时青铝闪石与蓝闪石组成环带状构造,在具有多色性为紫和天蓝色柱状切面中,当环带的柱面长边平行检板孔方向(照片384)时,在正交偏光间,加入检板,可看到内外环带的干涉色有升有降,干涉色升高部位为青铝闪石(负延性),降低部位为蓝闪石(正延性)(照片385)。青铝闪石为二轴晶负光性,光轴角0°~40°,色散强。

变化 与蓝闪石一样,在温度升高条件下,可转变为阳起石,也可被绿帘石、绿泥石、钠长石和铁矿物等集合体所取代。

鉴别特征 以其特有的多色性、延性可正可负、小的消光角和光轴角、以及一级干涉色等特征可与其他角闪石相区别。蓝闪石与青铝闪石极易混淆,两者的区别是:①它们的光性方位不同,在具天蓝和紫色柱状切面上蓝闪石为正延性,青铝闪石为负延性;该切面同时也是近于上Bxa的切面,在锥光系统下,找出光轴面方向,即45°位时,两光轴连线方向,对蓝闪石而言,其光轴面‖{010}解理,而青铝闪石的光轴面⊥{010}解理(图4-112和图4-113);②两者的多色性公式不同,青铝闪石的Nm为天蓝色,Ng为紫色,而蓝闪石的Ng为天蓝色,Nm为紫色。青铝闪石与镁钠闪石也很相似,最主要的区别是镁钠闪石为负延性。

产状及其他 与蓝闪石相似,主要产于蓝片岩、榴辉岩等岩石中,与硬柱石、黑硬绿泥石、钠长石、葡萄石、硬玉、绿纤石、绿辉石、石榴子石等矿物共生,偶尔产于接触变质和热液蚀变岩石中。在西藏羌塘地区的变质辉长岩中的角闪石、单斜辉石在高压低温条件下,部分转变为青铝闪石。

一、实习目的

1)复习矿物学与晶体光学内容,熟悉造岩矿物的鉴定内容。

2)认识并掌握主要造岩矿物的形态及矿物的鉴定标志。

3)掌握造岩矿物的基本特征,区分矿物的成因类型。

4)估计不同矿物在岩石中的百分含量。

5)了解矿物的共生规律。

二、实习内容及方式

1常见造岩矿物的种类

课堂实验

铁镁矿物:橄榄石类、辉石类、普通角闪石、黑云母、白云母。

硅铝矿物:斜长石、碱性长石、石英、霞石、白榴石。

开放实验

副矿物:磷灰石、锆石、榍石、尖晶石。

蚀变矿物:蛇纹石、绿帘石、绿泥石、纤闪石、绢云母。

2常见造岩矿物标本及观察内容

二辉橄榄岩:观察橄榄石、辉石和尖晶石,以及蚀变矿物蛇纹石。

闪长岩:观察角闪石和斜长石,以及蚀变矿物绿帘石、绿泥石、纤闪石。

花岗岩:观察黑云母、石英和碱性长石,以及蚀变矿物绢云母。

三、使用仪器设备

偏光显微镜、放大镜、小刀、三角板。

四、造岩矿物的鉴定特征

1橄榄石类

橄榄石类按阳离子组成可分为三个类质同象系列:

镁橄榄石Mg2 [ SiO4 ]—铁橄榄石Fe2 [ SiO4 ];

锰橄榄石Mn2 [ SiO4 ]—铁橄榄石Fe2 [ SiO4 ];

钙镁橄榄石CaMg[ SiO4 ]—钙铁橄榄石CaFe[ SiO4 ]。

镁橄榄石(Fo)—铁橄榄石(Fa)形成完全的类质同象系列。按其中镁橄榄石及铁橄榄石分子含量不同,分为镁橄榄石(Fo100~90)、贵橄榄石(Fo90~70)、透铁橄榄石(Fo70~50)、镁铁橄榄石(Fo30~50)、低镁铁橄榄石(Fo10~30)、铁橄榄石(Fo0~30)等。岩浆岩中常见的为镁橄榄石、贵橄榄石。

橄榄石呈橄榄绿、绿灰、墨绿色,不等粒自形—半自形粒状结构,硬度65~7,{010}及{100}不完全解理,相对密度32~439,次生变化主要为蛇纹石。薄片中无色;正高突起,糙面显著;{010}及{100}解理不完全,裂纹发育。Ⅱ级末—Ⅲ级干涉色,平行消光。

自形晶者是结晶较早的产物,多数被熔蚀呈浑圆状。橄榄石易蛇纹石化,特别是镁橄榄石,蛇纹石首先沿矿物的裂纹及边缘交代,交代强烈时则全部变成蛇纹石,仅保留橄榄石假象。在蛇纹石化的同时,游离出来的铁质往往沿橄榄石裂纹或矿物边缘形成磁铁矿。此外,常蚀变为透闪石、滑石、皂石、伊丁石、碳酸盐矿物等。

橄榄石常与辉石类、角闪石共生,受岩浆中CaO的影响,很少有斜长石,不与石英共生。橄榄石主要出现在超基性岩和基性岩之中。

鉴定方法 橄榄石是超基性岩和基性岩中常见的矿物,其含量是这两类岩石分类鉴定的重要依据。新鲜的橄榄石为砂糖状晶体,呈橄榄绿色或黄绿色,一般为油脂光泽,贝壳状断口,不具解理,因此较易与辉石区别。

侵入岩的橄榄石常蚀变为蛇纹石和滑石,由橄榄石蚀变的蛇纹石常呈黑绿色、黑色,具油脂光泽,并常可见由细粒磁铁矿组成的网状细脉。

喷出岩(玄武岩)中橄榄石斑晶常蚀变成褐红色的具橄榄石假象的伊丁石。橄榄石是抗风化能力很弱的矿物,地表露头很难见到新鲜的橄榄石。

2辉石类

辉石类可按其晶系分为斜方辉石和单斜辉石两大类。

斜方辉石 主要有顽火辉石、古铜辉石和紫苏辉石等。

单斜辉石 可分为钙碱性辉石和碱性辉石。 碱性辉石有霓辉石、霓石、锂辉石;钙碱性辉石有透辉石、绿辉石、普通辉石、易变辉石、钙铁辉石、铁辉石。

辉石的共同特征为:

1)绿黑至黑色,短柱状—柱粒状,横断面一般为八边形,由于各轴面发育程度不同也可为四边形。而碱性辉石种属的霓石则为长柱状或针状晶体,硬度5~6,{110}及{110}两组完全解理,夹角87°,{100}和{010}裂理,相对密度31~39,常蚀变为绿泥石、黑云母,有时蚀变为蛇纹石、绿帘石、方解石等。

2)横断面上具有两组完全解理,交角为93°~92°(87°~88°);纵断面上可见平行C轴的柱状解理。解理交角和角闪石不同。可见{100}、{010}和{001}裂理。

3)薄片中一般无色或略带浅绿色、浅褐色,霓石为深绿色、褐色,其多色性、吸收性不及角闪石显著。

4)高正突起,糙面显著。

5)大部分种属为二轴晶正光性,2V中等至较大(一般均大于50°;易变辉石例外,2V小于30°,甚至更小)。碱性种属和紫苏辉石为负光性。

6)除斜方辉石为平行消光外,大部分辉石为斜消光,消光角一般较角闪石大。消光角的大小可作为鉴别单斜辉石亚类各种属的一个重要依据。

7)大多数辉石为正延性(碱性辉石为负延性)。

8)常见以{100}为结合面的简单双晶。

9)由于出溶作用形成的平行连生现象(出溶页理)较常见,平行(100)和(001)。

10)砂钟和环带构造多见。

单斜辉石与紫苏辉石的区别:后者有多色性,Ⅰ级顶部干涉色,平行消光或对称消光,二轴晶负光性,而且紫苏辉石的光轴角较大,常见席勒构造。单斜辉石一般没有多色性,Ⅱ级中部干涉色,平行消光、斜消光,出现聚片双晶。

斜方辉石之间的区别:顽火辉石与紫苏辉石的区别是前者无色,正光性,干涉色低;古铜辉石的突起及干涉色高于顽火辉石,略低于紫苏辉石。

单斜辉石的种类划分主要依据平行(010)切面的消光角大小进行划分(图1-1),如透辉石消光角在38°左右,普通辉石消光角在43°左右,霓石消光角为94°。

图1-1 单斜辉石类型及消光角特征

普通辉石与透辉石的区别是:①透辉石的手标本颜色较普通辉石浅,普通辉石呈绿黑、黑色。②透辉石(100)及(010)较普通辉石发育,普通辉石(110)发育,故透辉石近四边形,普通辉石近八边形。③透辉石最大消光角经常在40°以下,普通辉石最大消光角为35°~48°,常在40°以上,含铁和钛较多的普通辉石消光角可达55°。④透辉石双折射率较高,一般>0025;而普通辉石双折射率常较低,一般<0025。

普通辉石的光轴角2V大于镁铁辉石和铁辉石,而小于次透辉石和低铁次透辉石,消光角Ng∧C大于铁辉石。

普通辉石与橄榄石的主要区别是具辉石式解理,干涉色较低,柱面上有解理,斜消光,而且光轴角亦较小。

鉴定方法 辉石为超基性岩和基性岩中最主要的矿物,另外在安山岩中常以斑晶出现。大多数辉石呈绿黑色,少量辉石呈灰绿色(如透辉石)。产于侵入岩中的辉石一般呈等轴粒状。

辉石具两组近于垂直的解理,常构成不整齐的阶梯状断口。辉石最常见的次生变化是蛇纹石化和纤闪石化。蛇纹石交代辉石常形成具丝绢光泽的“绢石”。

3角闪石

角闪石类是常见的主要造岩矿物之一,是由 [(Si,Al)O4 ] 构成的具有双链结构的硅酸盐,其中Al代换Si的最大限度是AlSi3 O11。角闪石类矿物的成分极为复杂,目前有独立名称的角闪石变种就有三十几种。根据晶系和化学成分可大致分为斜方角闪石亚族和单斜角闪石亚族。斜方角闪石亚族主要有直闪石、铝直闪石。单斜角闪石亚族主要有透闪石、阳起石、普通角闪石、蓝闪石、钠铁闪石等。

角闪石的共同特征是:

1)晶体常沿轴延伸而呈长柱状、针状,以至纤维状,横断面为菱形或六边形。

2)横切面上可见两组完全解理,{110}解理夹角为124°~1255°或56°~545°,纵切面上只见一个方向的完全解理。

3)薄片中颜色较深,常呈绿、黄褐等色,碱性种属带蓝、紫的特征色调,只有那些不含铁的种属在薄片中呈浅色或无色,多色性和吸收性都很强,吸收性为Ng >Nm >Np,碱性变种的吸收性为Np>Nm>Ng,富镁的红闪石吸收性则为Ng<Nm<Np。某些角闪石在薄片中的颜色往往与其形成温度有关。

4)突起中等,碱性种属突起较高。

5)正延性,但碱性种属为负延性。斜方闪石为平行消光,大多数属于单斜晶系的角闪石为斜消光,在(010)面上Ng∧C是鉴定角闪石种属的重要标志,多数种属消光角Ng∧C<25°。绝大多数单斜角闪石的结晶轴b与Nm一致。

6)二轴晶负光性(极少数是正光性),光轴角一般都很大,多大于50°(碱性种属例外)。光轴面多为(010)。角闪石类矿物的光性特征较为突出,一般可根据其绿或褐等颜色,以及明显的多色性、中等突起、两组完全解理、二轴负晶、2V中等等性质进行辨识。

普通角闪石晶体沿C轴呈长柱状、杆状、针状,或呈短柱状、纤维状、叶片状,有时可具环带构造,还可有锆石、褐帘石,磷灰石、榍石等矿物的包裹体。呈白、绿、黑色,柱状—长柱状,横切面呈近菱形的六边形,硬度5~6,{110}完全解理,夹角为56°或124°,相对密度285~37。显微镜下强多色性,横切面具角闪石式解理,纵切面仅见一个方向解理,中—高正突起,最高干涉色为Ⅱ级底部。⊥(010)纵切面为平行消光,其余纵切面为斜消光,横切面为对称消光,消光角一般小于25°,正延性,负光性。

普通角闪石易蚀变为黑云母、绿泥石、绿帘石、碳酸盐矿物、纤维状阳起石、绢云母以及石英和磁铁矿,某些低铝的普通角闪石还可蚀变为蛇纹石,褐色角闪石蚀变为绿色种属时可次生有榍石。火山岩中的角闪石常具有磁铁、黑云母等构成的暗化边,这是鉴别该岩类的一个重要标志。

普通角闪石在岩浆岩中主要分布在中、酸性岩浆岩及其脉岩中,是中性侵入岩的特征矿物,在喷出岩中则多以斑晶或晶屑形式产出。

鉴定方法 普通角闪石是闪长岩、正长岩中常出现的矿物,也常出现在花岗岩中。普通角闪石多呈黑色、暗绿色,有时为褐色。

侵入岩中的角闪石多呈长柱状晶体,但在某些花岗岩、花岗闪长岩中,角闪石的一向伸长的结晶习性并不显著。角闪石在解理、光泽、硬度上与辉石相近,因此易与辉石混淆,角闪石类矿物和辉石类矿物的物理和光学性质对比见表1-1。野外鉴定时可根据解理夹角相区分。具体做法是:在照射光下看到一组反光良好的阶梯状反光面(解理面),然后在眼睛的注视下转动标本,直到观察到第二组反光面,其旋转角度就是解理夹角。估计这个角度,若接近90°,即为辉石;若为较明显的锐角或钝角,则为角闪石。另外,普通角闪石常与石英、钾长石、黑云母共生;而辉石则常与橄榄石、基性斜长石共生。

表1-1 角闪石类和辉石类矿物的物理和光学性质对比表

在花岗岩中,普通角闪石与黑云母有时也会混淆,其区别在于:角闪石硬度大于小刀,用小刀刻划只能得到碎屑状颗粒,解理面为玻璃光泽;而黑云母硬度小于小刀,用小刀可挑成薄片,解理面具珍珠光泽。另外,遭受风化后的角闪石常具绿色色调,而黑云母风化后常具褐色色调。

4黑云母

颜色呈深棕、绿、黑、金**,不规则叶片状、鳞片状,硬度25~3,一个方向的极完全解理,相对密度29~33,主要蚀变成绿泥石,可水化为蛭石。薄片中为褐、黄褐色。黑云母的突出特征是多色性及吸收性极强,中正突起,{001}底面解理极完全,最高干涉色为Ⅱ级,平行消光。

黑云母常易蚀变成绿色的绿泥石。遭水化时呈现金**,称为水黑云母,水黑云母进一步水化可变成蛭石。黑云母可进变为角闪石,也可由角闪石退变为黑云母。含钛黑云母蚀变时,常可分解形成针状金红石、磁铁矿、细粒钛铁矿或榍石,有时可见有被绿帘石、碳酸盐、石英的集合体代换的矿物假象。黑云母还可变化为白云母或矽线石。喷出岩中的黑云母斑晶周围常有暗化边,主要是磁铁矿、辉石、长石。

鉴定方法 黑云母比较容易和普通角闪石混淆,区别在于:①前者折射率略低于后者,因此突起和糙面均不及后者显著;②黑云母的解理比角闪石完善,前者的解理缝细而直,并且是连续的,后者的解理缝较粗,常呈断断续续状;③角闪石具柱状解理,解理夹角为56°或124°,黑云母是没有的;④黑云母的吸收性比角闪石强,对黑云母来说,当解理缝平行下偏光镜振动方向时,吸收性最强,而普通角闪石则不然;⑤黑云母近于平行消光,而普通角闪石则为倾斜消光;⑥黑云母的双折射率显著大于普通角闪石,而光轴角则比后者小得多。

黑云母的特征明显:黑褐色,多色性显著,吸收性强,片状,极完全解理,平行消光,正延性,(-)2V小。与金云母的区别在于:金云母颜色较浅,多色性弱。与褐色普通角闪石的区别是:角闪石为斜消光,2V大。褐色电气石的吸收性与黑云母相反。黑硬绿泥石的Np方向为金**,黑云母在岩浆岩中主要分布在闪长岩、花岗岩及云母煌斑岩等中,也见于安山岩、中性火山碎屑岩中。

黑云母主要出现在酸性岩浆岩中,新鲜的黑云母呈黑色或黑褐色,风化后褪色,常呈金**,解理极完全,常呈片状,在手标本中常可见到与晶体大小一致的平整的反光面,并可见珍珠光泽,硬度小于小刀。根据以上特征,不难将它与普通角闪石、辉石相区分。

5白云母

颜色呈浅棕、绿、黄、白色,叶片状、鳞片状,硬度25~3,一个方向的极完全解理,沿解理面可剥离成极薄的薄片,相对密度276~31,较稳定,仅在热液作用下可变成高岭石、水铝氧石和石英集合体。薄片中无色,较少呈浅绿、浅**。低正突起,在⊥(001)切面上可见较清晰的闪突起。{001}极完全解理,最高干涉色可达Ⅱ级顶部到Ⅲ级,近平行消光。

6石英

无色、白、烟灰,等六方柱状,硬度7,无解理,相对密度265,柱面上有横纹,贝壳状断口。偏光显微镜下,低正突起,无解理,表面光滑,无色透明,无风化产物,Ⅰ级灰白干涉色和一轴晶正光性。石英主要出现在SiO2 过饱和的中、酸性岩浆岩中,如闪长岩和花岗岩中,基性、超基性和过碱性岩中一般不会出现石英,如出现石英,有可能是次生矿物,应认真观察分析。

鉴定方法 石英是花岗岩类岩石的主要矿物。其形态除在文象花岗岩中呈蠕虫状外和在浅成岩、喷出岩中可呈六方双锥的斑晶外,绝大多数情况下呈他形粒状的晶体。

颜色从无色到烟灰色。晶面呈玻璃光泽,但常见断口面上的油脂光泽。

与钾长石、酸性斜长石、黑云母共生。

抗风化能力强,在岩石风化面上常呈现出明显的凸起。与长石的区别在于:无解理,看不到双晶,油脂光泽和无风化产物。

7斜长石类

斜长石类是钠长石(Ab)和钙长石(An)所构成的连续固溶体系列。

根据斜长石中的钙长石分子(An)的百分数分为钙长石(An90~100)、倍长石(An70~90)、拉长石(An50~70)、中长石(An30~50)、更长石(An10~30)、钠长石(An0~10)。通常把An0~30的称为酸性斜长石;An30~50的称为中性长石;An50~100的称为基性斜长石。

斜长石多呈无色、白、灰、蓝色,有的具变彩,柱状或厚板状,硬度6,相对密度261~276,基性种属常发生钠黝帘石化,中-酸性种属常蚀变为绢云母。偏光显微镜下为无色,易蚀变而表面呈现混浊,酸性种属(钠长石及部分更长石)常为负低突起,中、基性种属为正低突起。干涉色常呈Ⅰ级灰白,只有钙长石出现Ⅰ级**。斜长石的最主要特征是双晶发育,常为钠长石聚片双晶,也可见卡式双晶与肖长石聚片双晶,并常组合成复合双晶(如卡钠复合双晶、肖钠复合双晶等),基性斜长石双晶带宽,有时双晶缝不平整,酸性斜长石双晶带窄且平整。中性斜长石常具环带构造。斜长石分布极广,并且具有一定的规律性,如基性斜长石常与辉石组合,产于基性岩浆岩中;中性斜长石常与角闪石组合,产于中性岩浆岩中;酸性斜长石常与黑云母、石英、正长石组合,产于酸性岩浆岩中。

斜长石类型的鉴定见“岩浆岩鉴定指导”相关介绍。

鉴定方法 斜长石广泛出现在各类岩浆岩中。斜长石的种类和含量对于岩浆岩的分类和鉴定至关重要。斜长石可呈现出不同的色调,一般基性斜长石颜色较深,为深灰色到灰白色;酸性斜长石颜色较浅,可呈灰白、肉红色。基性斜长石由于遭受钠黝帘石化,其蚀变产物常带绿色色调;而酸性斜长石易绢云母化,其风化产物多呈灰白色。在基性浅成岩或喷出岩(如辉绿岩、玄武岩)中,由于斜长石颜色较深且结晶细小,因此很难辨认。这时,可采集半风化的标本观察,由于斜长石风化后颜色变浅,易于与暗色矿物区别。

聚片双晶是斜长石的重要鉴定标志。将标本向不同方向旋转,直到用野外放大镜看到晶面或解理面上出现一组平行的明暗相间的直线或折线,这就是双晶纹。一般情况下,酸性斜长石双晶纹密集且平直,而基性斜长石的双晶纹较稀且不够平直。

8碱性长石类

碱性长石可分为:

富钾碱性长石 透长石、正长石、微斜长石。

富钠碱性长石 钠长石、歪长石。

钾钠碱性长石 条纹长石。

呈肉红、白、红色,柱状或厚板状,硬度6,相对密度255~263,易蚀变为高岭石,其次蚀变为绢云母。薄片中无色,低负突起,{001}完全解理,{010}较完全解理,{001}∧{010}=90°,干涉色通常为Ⅰ级灰—灰白,斜消光,消光角很小。常发育卡斯巴双晶,有时见巴温诺、曼尼巴哈双晶。钾长石包括正长石、微斜长石、条纹长石、透长石等。正长石、微斜长石、条纹长石主要产于正长岩和各种花岗质岩石及含碱性长石的深成岩中,也见于各种伟晶岩、细晶岩中。歪长石和钠长石常出现在钠质碱性岩中,而透长石和歪长石主要出现在中、酸性浅成岩、喷出岩及火山碎屑岩中。

鉴定方法 与石英的区别是有解理和双晶,表面常混浊,负突起和二轴晶;与霞石的区别是有双晶,双折射率略高,二轴晶;与斜长石的区别是不具聚片双晶。不同类型碱性长石的区别如图0-9所示。次生矿物主要为高岭土。

条纹长石是正长石或微斜长石与钠长石交生的产物,其中正长石或微斜长石多于钠长石。颜色可作为鉴别钾长石的标志,钾长石通常是肉红色的,也可呈紫红色、白色、灰白色,甚至灰黑色。但是,钾长石在风化过程中颜色会发生改变,肉红色变为灰白色,灰白色也可变为肉红色,而且酸性斜长石也常呈肉红色。因此,颜色不能作为钾长石鉴定的特征性标志。

产于深成岩中的钾长石、微斜长石常呈他形粒状晶体。当钾长石在斑状、似斑状岩石中构成斑晶时,常呈板状、板柱状自形晶体。

野外鉴定长石时要特别注意双晶的观察。当旋转标本时,发现长石解理面上出现一半反光,一半不反光时,即为卡斯巴双晶;当出现相间反光时即为聚片双晶。钾长石常具卡斯巴双晶,而斜长石常具聚片双晶,这是区别钾长石和斜长石最重要的标志。如果在大的钾长石晶体上,见有根须状的细脉,而且细脉的颜色又较浅,则为条纹长石。钾长石风化时,常生成白色的土状高岭石。

9霞石

霞石为架状结构,晶体为六方短柱状、厚板状,通常为他形粒状集合体或致密块状。常含有许多包裹体。斑晶有时见有带状构造(响岩中)。

霞石呈无色、灰白色。在薄片中,霞石通常为无色透明,但由于风化产物存在而呈浑浊的浅灰色;低正或低负突起,与树胶的折射率十分接近,因此有的切面中两个振动方向上均为低负突起,有的切面则一个方向为低负突起,另一个方向为低正突起;柱面解理和底面解理均不完全,薄片中常见无规则方向的裂纹;干涉色低,不超过Ⅰ级灰;柱状切面具平行消光,六边形底面则为全消光;负延性(自形的柱状切面)。

鉴定特征 霞石以其双折射率低,不完全解理,一轴晶负光性以及易溶于盐酸为鉴定特征。霞石与正长石、石英的区别见表1-2。

表1-2 霞石、正长石和石英的区别

10方解石

不规则的等轴粒状,或具有菱形的晶体,或偏三角面体和菱面体的聚形、柱面与偏三角面体及菱面体的聚形。在薄片中很少见到方解石的自形晶,多成粒状产出。方解石无色透明,有极完全菱形解理,解理交角为75°。具显著的闪突起,高级白干涉色,聚片双晶,一轴晶负光性等重要鉴定特征,可与非碳酸盐矿物区别。

方解石在岩浆岩中为主要矿物或在碳酸盐脉、热液矿脉、火山岩晶洞中均有产出。在岩石的气孔中,方解石和沸石共生。

11绿帘石

绿帘石呈黄绿、黄、灰等色,随含铁量增多而变深;沿b轴呈柱状,断面近六边形,也常见粒状集合体。薄片中黄、绿色;多色性显著;高到极高正突起;解理{001}完全,{100}差;通常为Ⅱ—Ⅲ级的鲜艳干涉色;柱面平行消光,断面斜消光。

与橄榄石的区别是具多色性及解理。与透辉石的区别是具多色性,消光角小,负光性,而透辉石具辉石式解理,正光性。

绿帘石为典型的岩浆期后矿物,广泛分布于接触变质与热液蚀变的岩石与矿脉中,经常是富钙的斜长石和富钙的暗色矿物(如辉石、角闪石、黑云母等)的蚀变产物。

在玄武岩中,绿帘石产出于气孔洞穴中,伴生矿物有辉石、阳起石、钙铝榴石、榍石。

五、矿物共生组合规律

1)超基性岩类:矿物共生组合主要为橄榄石、辉石,长石含量很少或无。

2)基性岩类:矿物共生组合主要为辉石和基性斜长石。

3)中性岩类:矿物共生组合主要为角闪石、中性斜长石,少量的黑云母和石英。

4)酸性岩类:矿物共生组合主要为石英、钾长石、酸性斜长石、黑云母等,其中铁镁矿物一般仅占10%左右。

5)正长岩:矿物共生组合为黑云母或角闪石、辉石与钾长石等。

6)碱性岩类:矿物共生组合为似长石和黑榴石,以及富钠的铁镁质矿物,无石英。

六、实习报告实例

花岗岩(薄片号:If111)

主要矿物为钾长石(条纹长石)、斜长石(更长石)、石英,次要矿物为黑云母。

钾长石:主要为条纹长石,条纹构造清楚,半自形粒状,钾长石常因高岭土化表面浑浊不清,之中见有半自形的更长石晶体包裹体,含量35%左右。

斜长石:主要为更长石,具卡纳复合双晶、双晶平直,双晶纹较密,自形、半自形,边缘具有净化边等钠长石化现象,含量17%左右。

石英:表面干净,他形粒状,之中见有锆石、磷灰石、榍石包裹体,以及线状气液包裹体,含量35%。

黑云母:呈褐色,多色性明显,解理细密清晰,自形、半自形,内部常含副矿物锆石、磷灰石、榍石等包裹体,含量11%左右。

副矿物为锆石、磷灰石、榍石及萤石,锆石、磷灰石、榍石颗粒细小,分散在矿物颗粒之间,萤石沿微裂隙分布,含量2%左右。

共生组合分析:根据矿物之间的接触关系和包裹关系分析,首先结晶的矿物是黑云母及锆石、磷灰石、榍石,其次是斜长石,之后为钾长石,最后是石英。锆石、磷灰石、榍石贯穿于整个岩浆的结晶过程,岩浆演化晚期沿裂隙形成次生矿物萤石。共生矿物组合为黑云母、斜长石、钾长石和石英;萤石为次生矿物。

定名:钾长石35%;斜长石17%;石英35%;黑云母11%。按照QAP分类图解定名为黑云母花岗岩。

七、思考题

1)主要矿物、次要矿物、副矿物、原生矿物、次生矿物、铁镁矿物、硅铝矿物的含义。

2)利用鲍文反应序列解释矿物的结晶顺序。

3)论述矿物的共生组合规律及影响因素。

4)对比侵入岩与喷出岩矿物组合及特点的差异。

5)简述岩浆岩中最主要的七种造岩矿物。

6)说明岩浆岩的化学成分与矿物组成的关系。

不要只顾复制粘贴,要看清楚题目

重晶石 Barite

BaSO 4 斜方晶系

光性特征:手标本为白、灰、黄、淡绿、淡蓝、淡红褐等色。薄片中无色透明,有时见弱多色性。正中突起,干涉色一级黄或橙色。平行消光,正延性。折射率随 Pb 含量增加而增大,随 Sr 含量的增加而略为降低。

鉴别特征:重晶石的相对密度 (D = 4 . 3 — 4 . 5) 为其突出特点,据此可同其它相似矿物区别。在薄片中,重晶石与天青石极相似,但重晶石的光轴角较小,干涉色略高。重晶石与硬石膏的区别在于重晶石折射率大,而双折射率比硬石膏低得多(干涉色低)。

不懂的可以问问老师,这样既能解决问题,又能增进师生友谊,别等到毕业了想找老师聊聊都没有亲切感。

预习内容

熟悉岩浆岩中常见造岩矿物,及其手标本特征和光性特征。

实验目的及要求

1学会岩浆岩中矿物粒度的测量。

2学会岩浆岩中矿物含量的估计。

3熟悉并掌握主要造岩矿物的鉴定标志,掌握造岩矿物的基本特征,重点学会手标本鉴定矿物。根据光性矿物学系统鉴定矿物的方法,能鉴定岩浆岩中常见的造岩矿物。

实验内容

一、偏光显微镜下矿物粒度及含量的测量

1偏光显微镜下矿物粒度的测量

主要使用目镜微尺测量,首先确定目镜微尺每小格所代表的实际长度。其具体步骤是:

(1)安装物镜和目镜,并校正物镜中心。

⊙目镜微尺共10个大格,100个小格。

⊙物台微尺2mm(或1mm)为200小格(或100小格),每小格代表001mm(图1-1)。

图1-1 物台微尺

(2)将物台微尺置于载物台上,对焦。

(3)将物台微尺和目镜微尺平行,使二者的零点对齐。

(4)观察两者再次重合的部位,如物台微尺48小格和目镜微尺50小格重合,则目镜微尺每小格所代表的实际长度(系数)为:

岩石学实验教程

通式:目镜微尺所代表的实际长度=物台微尺格数/目镜微尺格数×001

(5)用目镜微尺测矿物颗粒的大小,乘以系数即得到矿物颗粒的实际大小。

2岩浆岩中矿物含量的估计(图1-2)

注意:岩石中矿物含量仅为一个大致的估计,实验时应参考教材上对每种岩石中不同矿物含量的统计归纳数据多加观察练习。

图1-2 矿物含量估计图示

二、岩浆岩中常见造岩矿物的种类及特征

铁镁矿物 橄榄石、普通辉石、紫苏辉石、透辉石、普通角闪石、黑云母等;

硅铝矿物 斜长石、正长石、微斜长石、条纹长石、石英、白云母等;

副矿物 磷灰石、锆石、榍石、尖晶石、绿帘石、磁铁矿(不透明)等;

蚀变矿物 蛇纹石、绿泥石、纤闪石、方解石、绢云母等。

(一)常见造岩矿物手标本特征(表1-1)

表1-1 常见造岩矿物的肉眼鉴定特征及观察方法

续表

(二)岩浆岩中常见造岩矿物的光性特征

1橄榄石类

橄榄石类是以二价元素为阳离子构成的正硅酸盐,具有典型的孤立硅氧四面体结构,一般式为R2[SiO4],R=Mg、Fe2+、Mn以及Ca、Zn,可分为3个类质同象系列:

①镁橄榄石Mg2[SiO4]-铁橄榄石Fe2[SiO4]

②锰橄榄石Mn2[SiO4]-铁橄榄石Fe2[SiO4]

③钙镁橄榄石(Ca,Mg)2[SiO4]-钙铁橄榄石(Ca,Fe)2[SiO4]

自然界分布最广泛的是镁橄榄石(Fo)-铁橄榄石(Fa)系列,可形成完全的类质同象系列。按其中镁橄榄石及铁橄榄石分子含量不同,可有如下几个亚种(表1-2):

表1-2 橄榄石亚种分类

橄榄石(贵橄榄石)主要光性特征:多为粒状、无色、正高突起、解理不发育、裂开较发育,最高干涉色II级末-III级初,平行消光,二轴晶,(±)2V近90°。

2辉石类

辉石类矿物为具有单一链状结构的硅酸盐,可按其晶系分为斜方辉石和单斜辉石两大类。本类矿物的理论化学式可写作ABSi2O6,其中,A=Ca、Na、Mg、Fe2+、Li;B=Mg、Fe2+、Mn、Al、Fe3+、Cr。

辉石类矿物的共同特征可综述为如下几点:

⊙通常为短柱状,少数为略扁的板状晶体,横断面一般八边形,由于各轴面发育程度不同也可为四边形,但碱性辉石种属霓石则为长柱状或针状晶体。

横断面上具有两组完全解理,交角为93°或92°(87°或88°),而在纵断面上只可见平行c轴的柱状解理,解理交角与角闪石的不同。另外辉石还可见有{100}、{010}和{001}裂理。

⊙薄片中一般无色或略带浅绿色、浅褐色,但霓石为深绿色、褐色,而其多色性、吸收性不及角闪石显著。

⊙高正突起,糙面显著。

⊙大部分种属为二轴晶正光性,2V中等至较大(一般>50°,但易变辉石例外,2V<30°,甚至很小)。碱性种属和紫苏辉石为负光性。

⊙除斜方辉石为平行消光外,大部分辉石为斜消光,消光角一般较角闪石大,消光角的大小可作为鉴别单斜辉石亚类各个种属的一个重要依据。

⊙大多数辉石为正延性(碱性辉石为负延性)。

⊙常见以(100)为结合面的简单双晶。

⊙由于出溶作用所造成的平行连生现象(出溶叶理)较常见。

⊙砂钟和环带构造较常见。

辉石和角闪石在手标本上常常较相似,但它们的光学性质却有较明显的区别(表1-3)。

表 1-3 角闪石与辉石类矿物的物理和光学性质对比

( 1) 斜方辉石 ( 正辉石) 亚类

它是由顽火辉石和铁辉石两种独立成分组成的固溶体,所以它们的光学常数都是连续变化的。

斜方辉石的光性特征为:

⊙柱状切面为平行消光;

⊙可见两组近于正交的解理;

⊙高正突起;

⊙双折射率低;

⊙普通辉石为正光性、2V中等;而斜方辉石最常出现为负光性,2V大。

紫苏辉石

光性特征:浅粉红,具有弱多色性,平行消光,最高干涉色I级顶部,负光性。

(2)单斜辉石亚类

它也是一系列组分的固溶体,但组分更为复杂,除Mg与Fe2+外,还经常有Ca,有的则还有Na与Al、Fe3+等组合。按化学成分可分为两大类,即钙碱性种属与碱性种属。

钙碱性种属最常见的有:透辉石、钙铁辉石、普通辉石、易变辉石等。

碱性种属最常见的有:霓石、硬玉。

单斜辉石的共同光性特征是:

⊙常为无色或极浅的色调;

⊙多色性一般不显著(钛辉石及碱性辉石例外);

⊙斜消光,消光角Ng∧c一般大于35°;

⊙Ⅱ级干涉色,在横断面上可见光轴干涉图,大多为正光性。

普通辉石

晶体呈短柱状,集合体通常为半自形至他形粒状,横断面常近于八边形。

光学性质薄片中无色、浅褐色或浅**。富Fe和Ti的变种具弱多色性:Ng—浅绿、灰绿,Nm—浅黄、绿,Np—浅绿、浅黄、绿。高正突起。具辉石式完全解理,解理夹角为87°或93°,具{100}、{010}裂理。I级顶部-Ⅱ级干涉色,一般不超过Ⅱ级中部。横断面上对称消光,多数纵切面上斜消光,⊥(010)的纵切面平行消光。含Fe和Ti高的变种消光角可达55°以上。具{100}简单双晶或聚片双晶,常见{001}聚片双晶。

鉴定特征普通辉石与角闪石的区别是后者折射率较低,解理夹角不同(56°或124°),具明显多色性,消光角较小,且为负光性。与透辉石的区别是:透辉石的手标本颜色较普通辉石浅,普通辉石呈绿黑、黑色;透辉石(100)及(010)较普通辉石发育,普通辉石(110)发育,故透辉石近四边形,普通辉石近八边形;透辉石最大消光角经常在40°以下,普通辉石最大消光角为35°~48°,经常在40°以上,含铁和钛较多的普通辉石消光角可达55°;透辉石双折射率较高,一般在0025以上,而普通辉石常很低,在0025以下。与橄榄石的区别是具辉石式解理,干涉色较低,柱面上有解理,斜消光,并且光轴角亦较小。普通辉石的光轴角2V大于镁铁辉石和铁辉石,而小于次透辉石和低铁次透辉石;消光角Ng∧c大于铁辉石。

普通辉石为岩浆岩中最常见的辉石种属,主要见于基性岩及超基性岩中,如辉长岩、辉绿岩、玄武岩、辉石岩和橄榄岩中。在某些中性岩、酸性岩及正长岩中也有出现。普通辉石在安山岩及粗面岩中常成为斑晶,也见于某些结晶片岩中,陨石中少见,月岩中则很常见。

3角闪石类

角闪石类是自然界中分布广、较常见的主要造岩矿物之一,是由[(Si,Al)O4]构成的具有双链结构的硅酸盐,络阴离子是[(Si,Al)4O11],其中,Al代换Si的最大限度是AlSi3O11。角闪石的成分与辉石相似,但其成分中常有附加阴离子(OH)以及F、Cl等离子。阳离子成分极为复杂,主要有:Mg、Ca、Na、K、Fe2+、Fe3+、Al、Mn、Cr、Li、Zn、Ti4+等,碱性种属中常含有Na。

角闪石的共同特征是:

⊙除斜方闪石类(直闪石、铝直闪石)为斜方晶系外,绝大多数角闪石属单斜晶系,轴角β约为102°~106°,晶体常沿轴延伸而呈长柱状、针状、纤维状,横断面为菱形或六边形。

⊙在横切面上可见{110}两组完全解理,解理夹角为124°~1255°或545°~56°,而在纵切面上只能见一个方向的完全解理。单斜闪石多具简单双晶或聚片双晶,双晶结合面为(100)。

⊙薄片中颜色较深,常呈绿、黄褐等色,碱性种属带蓝、紫的特征色调,多色性和吸收性都很强,吸收性公式为:Ng>Nm>Np,碱性变种的吸收性公式为:Np>Nm>Ng,富镁的红闪石则为:Ng<Nm<Np,只有不含铁的种属在薄片中呈浅色或无色,某些角闪石在薄片中的颜色往往与其形成温度有关。

⊙突起中等,碱性种属突起较高。

⊙正延性,但碱性种属为负延性。斜方闪石为平行消光,大多数属于单斜晶系的角闪石为斜消光,在(010)面上Ng∧c是鉴定角闪石种属的重要标志,多数种属消光角Ng∧c<25°,且绝大多数单斜角闪石的结晶轴b与Nm一致。

⊙二轴晶,负光性(极少数是正光性),光轴角一般都很大,多大于50°(碱性种属例外),光轴面多为(010)。

角闪石类矿物的成分极为复杂,目前有独立名称的角闪石变种就有30余种,根据晶系和化学成分可大致分为:斜方闪石亚类和单斜闪石亚类。

角闪石类矿物的光性特征较为突出,一般可根据其绿或褐等颜色、明显的多色性、中等突起、两组完全解理、二轴负晶、2V中等等性质辨识。

普通角闪石

普通角闪石是一种含Al、Fe3+的单斜角闪石,A1和Fe3+的比例变化很大,并往往含有少量Ti、Mn、Cr、V等,其化学成分分类界限为:(Ca+Na)B≥134,NaB<067,(Na+K)A<050,Si=625~749,而Mg/(Mg+Fe2+)≥050者,称镁角闪石,<050者称铁角闪石。普通角闪石冠以前缀的亚种很多,是以(Na+K)A,Mg/(Mg+Fe2+)和Si的数值划分的。

晶体沿c轴呈长柱状、杆状、针状,或呈短柱状、纤维状、叶片状。有时可具环带构造,还可有锆石、褐帘石、磷灰石、榍石等矿物的包裹体。还可见同镁铁闪石呈平行连生。

光学性质薄片中具绿色和褐色两种(前者含Fe2+高,后者含Fe3+高),有强的多色性和吸收性:Ng>Nm>Np。褐色种属:Ng—暗褐色、红褐,Nm—褐色,Np—浅褐。绿色种属:Ng—深绿、深蓝绿,Nm—绿、黄绿,Np—浅绿、浅黄绿。中-高正突起,折射率随含铁量增多而增高。{110}解理完全,有{001}裂理。最高干涉色为Ⅱ级底部,但常受矿物本身颜色的干扰而不易辨别。横切面为对称消光,⊥(010)的纵切面为平行消光,其余的纵切面为斜消光,在(010)面上最大消光角通常小于27°。{100}简单或聚片双晶比较常见,横切面上双晶缝平行菱形的长对角线。沿晶体延长和解理方向为正延性。

普通角闪石易蚀变为黑云母、绿泥石、绿帘石和碳酸盐矿物以及纤维状阳起石、绢云母、石英、磁铁矿等。某些低铝的普通角闪石还可变为蛇纹石;褐色角闪石变为绿色种属时可次生有榍石。在火山岩中的角闪石常具由磁铁矿、黑云母等构成的暗化边,成为鉴别该岩类的一个标志之一。

鉴定特征长柱状,强多色性,横切面具角闪石式解理,纵切面仅见一个方向解理,斜消光,消光角一般小于25°,正延性,负光性。

普通角闪石和普通辉石在手标本上不易区分,在光性上却有显著不同。普通辉石具辉石式解理,横断面为八边形,无色或浅色,不显多色性,消光角Ng∧c>30°,二轴正晶等特征都与普通角闪石不同。电气石为一轴晶,反吸收性,无解理,有裂理与普通角闪石相区别。黑云母则以突起略低,极完全解理,近平行消光和较高的干涉色,很小的2V角区别于普通角闪石。

普通角闪石分布极广,三大类岩石中都有产出,尤其在角闪岩、中酸性岩浆岩及其脉岩、角闪斜长片麻岩、角闪片岩、结晶片岩等变质岩中大量出现。是中性侵入岩的特征矿物,也见于沉积碎屑岩中。浅闪石主要产于白云质灰岩的接触带。在喷出岩中则多以斑晶或晶屑形式产出。

4黑云母

成分很不固定,介于金云母和铁云母(羟铁云母)之间。成分中常有Ti、Ca、Mn、Na,并可混有少量V、Cr、Sr、Ba、Li及Cs等。

通常呈假六方板片状晶体或垂直(001)的叶片状、鳞片状,还常呈似长柱状,有时伴有弯曲状。黑云母中往往含有大量包裹体。

光学性质黑、绿、深褐、红褐色,褪色时呈金**,薄片中为褐、黄褐色。黑云母的突出特征是多色性及吸收性极强:Ng=Nm>Np;Ng=Nm—红褐色,Np—浅黄、灰黄、褐、褐绿、绿色。黑云母的颜色与Fe3+、Fe2+、TiO2含量有关。中正突起,折射率随含铁量增多而增高。{001}面解理极完全,并有{010}、{110}裂理。少铁种属最高干涉色为Ⅱ级,而铁云母可达Ⅳ级。但常因矿物本身很浓颜色的使干涉色混浊。有时因褐帘石、锆石等放射性矿物包裹体而呈现特征的球形多色晕。通常平行消光,但往往由于受力变形叶片弯曲而呈现波状消光。具{001}云母律双晶,一般不很显著。沿解理缝方向为正延性。

黑云母经常易于蚀变而褪色,双折射率降低,最主要的是转变成绿色的绿泥石。水化时呈现金**的,称为水黑云母,水黑云母进一步水化可变成蛭石。黑云母也可转变为角闪石,也可由角闪石退变而成黑云母。含钛黑云母在蚀变时,常可分解而形成针状金红石、磁铁矿、细粒钛铁矿或榍石。

有时可见有被绿帘石、碳酸盐、石英的集合体交代的矿物假象。黑云母还可变化为白云母或矽线石。喷出岩中的黑云母斑晶周围常有暗化边,主要由磁铁矿、辉石、长石构成。

鉴定特征黑云母呈黑褐色,多色性显著,吸收性强,片状,极完全解理,平行消光,正延性,(-)2V小。与金云母的区别在于金云母颜色较浅,多色性弱。与褐色普通角闪石的区别是角闪石斜消光,2V大。褐色电气石的吸收性公式与黑云母相反,而黑硬绿泥石的Np方向为金**。

黑云母在三大岩类中都有广泛的分布,尤其在片麻岩、云母片岩、千枚岩、中酸性岩浆岩以及云母煌斑岩等岩类中占有显著的地位。

5石英

架状结构,高温变体β-石英为六方晶系,低温变体α-石英为三方晶系,在常压下两者转变温度为573℃。

光学性质手标本无色、灰褐到黑、紫、绿、粉红等色。薄片中无色透明。颜色同含有某些杂质有关:黄水晶含有超显微状态的胶状的铁的氢氧化物;烟水晶可能与镭辐射有关;玫瑰红色者可能是含MnO和非晶质的硅的氢氧化物;含有显微状的赤铁矿包裹体可显粉红色;有浅蓝色调的玫瑰红色的石英与含针状金红石有关;而紫水晶可能是含硼引起的。颜色可因温度变化而转变或褪色。

折射率略高于树胶,低正突起。无解理,有时有裂纹。最高干涉色为Ⅰ级黄白色,一般为Ⅰ级灰白色。柱状轮廓者为平行消光,因应力作用常见不同类型的波状消光。薄片中不见双晶或极少见双晶。柱状晶体为正延性。有时因应力作用成为二轴晶,(+)2V=8°~12°或可达20°,甚至40°。

在应力作用下,石英可因压溶出现砂钟构造、应力双晶、不同类型的变形纹等。最近有人研究了花岗质构造岩中石英的液态包裹体与构造变形的关系指出:石英中许多液态包裹体因弥合了晚期脆性裂隙,大多数小包裹体同变形带的界线联系在一起,并沿此带的线集中。

鉴定特征低正突起,无解理,表面光滑,无色透明,无风化产物,Ⅰ级灰白干涉色和一轴正晶是其鉴定特征。

石英是地壳中仅次于长石的分布很广的矿物,是岩浆岩、沉积岩、变质岩中的常见矿物组分。

6斜长石亚类

斜长石类是一系列由不同比例的钠长石(Ab)和钙长石(An)所构成的连续固溶体系列。人们常用斜长石中钙长石分子(An)的百分数称为斜长石的号数或牌号。如No15,即为含An为15%的更长石;No55,即为含An为55%的拉长石。通常还把<No30的称酸性斜长石;No30~No50的称为中性长石;>No50的称为基性斜长石。

光性特征斜长石类矿物均属三斜晶系,经常发育的晶面有(001)、(010)、(110)和(201);{001}和{010}解理发育,夹角为86°~87°,有时还可见有裂理,发育不好。常呈柱状与板状晶体,多沿a轴延长,有时沿c轴延长。通常为半自形晶以至不规则粒状的他形晶。色浅,只有在基性的种属中颜色变暗。薄片中无色,新鲜者透明,但常易蚀变而表面呈现浑浊,略带浅灰色。折射率和树胶相比,酸性种属(钠长石及部分更长石)小于树胶,中、基性种属大于树胶,双折射率低,干涉色常呈I级灰白,最高为I级**。二轴晶,光性可正可负,光轴角中等到很大。斜长石的最主要特征是双晶发育,常为钠长石聚片双晶,也见卡式双晶与肖长石聚片双晶,并常组合成复合双晶如卡钠复合双晶、肖钠复合双晶等。中性斜长石常具环带结构。斜长石易蚀变,特别是基性种属,常发生钠黝帘石化,中-酸性种属变为绢云母。斜长石分布极广,并且有一定的规律性,如基性斜长石常与辉石组合,产于基性岩浆岩中;中性斜长石常与角闪石组合,产于中性岩浆岩中;酸性斜长石常与黑云母、石英、正长石组合,产于酸性岩浆岩中。

斜长石在变质岩中特别是深变质的片麻岩、角闪斜长岩中分布广泛。

鉴定特征斜长石的折射率和光性随成分而变化,光性方位和折射率是鉴定成分的重要依据,而双折射率、光轴角和光性符号一般则不单独作为鉴定斜长石成分的光性常数。

7正长石

成分中以K为主,钠长石分子(Ab)可达20%,有时甚至可达50%,并常含少量Fe3+、Ba和Ca以及微量的Ga、Rb等离子。

光学性质薄片中无色,但常因表面风化而带浑浊的灰色或肉红色。低负突起,折射率随含Na量以及杂质量的增多而略有增高。{001}完全解理,{010}较完全解理。{001}∧{010}=90°。双折射率低,干涉色通常为Ⅰ级灰-灰白。斜消光,消光角很小。常发育卡斯巴双晶,不出现聚片双晶。负延性。

光性异常在风化和蚀变作用下,易变为高岭石、绢云母、沸石等。

鉴定特征①与石英的区别是有解理和双晶,表面常浑浊,负低突起和二轴晶。②与霞石的区别是发育双晶,双折射率略高,二轴晶。③与斜长石的区别是不具聚片双晶,次生矿物主要是高岭石。④与透长石的区别是常见简单双晶,2V较大。

8微斜长石

通常为不规则粒状,但可呈较自形的斑晶或变晶,经常与钠长石构成条纹,成微斜条纹长石,钠长石条纹呈脉状、膜状、分支状、辫状等。微斜长石还可与钠长石构成环带。

光学性质薄片中无色透明,低负突起,折射率随含Ab量增多而略为增高。{001}完全解理,{010}解理较完全。{001}∧{010}=89°40'。双折射率低,干涉色通常为Ⅰ级灰-灰白色。斜消光,消光角很小:Np⊥(010)=18°。常发育似纺锤状的格子状双晶,有时有卡斯巴等简单双晶,少数情况下亦可无双晶。微斜长石的格子双晶见于(001)面上,这点与斜长石不同。微斜长石还可与石英或正长石形成文象结构。正或负延性。

鉴定特征微斜长石与正长石极为相似,但可根据格子状双晶相区别,且微斜长石一般2V较大,正长石2V中等。

微斜长石的产状与正长石相似,但微斜长石系低温产物,产于各种花岗质岩石及含碱性长石的深成岩中,也见于各种伟晶岩、细晶岩中。在火山岩中微斜长石不发育,而在区域变质的结晶片岩、片麻岩中经常出现微斜长石,在碎屑沉积岩、砂岩、长石砂岩中也可见到微斜长石。

9白云母

通常是假六方板状、不规则的叶片状或叶片状集合体。绢云母则呈细鳞片状集合体。白云母主要为2M1型,但也有3T型(3个结构单元层,三方晶系),不过较为罕见。

光学性质薄片中无色,较少呈浅绿、浅**,低正突起,在⊥(001)切面上可见较清晰的闪突起。{001}极完全解理。在⊥(001)面上最高干涉色可达Ⅱ级顶部-Ⅲ级,十分鲜艳。近平行消光,仅有2°~3°的消光角。依云母律呈现双晶,结合面(001),双晶轴[310],薄片中不显著,有时可见贯穿三连晶。平行解理方向为正延性。

鉴定特征无色,片状,突起中等并具弱闪突起,平行消光,Ⅲ级干涉色等都很特征。滑石和叶蜡石在光性上很像白云母,区别起来很困难,但滑石的光轴角更小,而叶蜡石的光轴角则较大。透闪石具有闪石式完全解理,发育程度不如白云母,斜消光,2V大;多硅白云母的2V较小;铬云母具有黄绿(Nm)至蓝绿(Ng)的多色性,均可与白云母相区别。白云母与钠云母或浅色金云母一般需用X光粉晶法区别。

10方解石

化学成分几乎是纯CaCO3,但可含有少量Mn、Fe、Mg及少量的Pb、Zn、Sr、Ba、Re、Co等。不规则的等轴粒状,或具有菱形的晶体,或偏三角面体和菱面体的聚形、柱面与偏三角面体及菱面体的聚形,有时也呈鲕状、钟乳状、土状、球粒状、放射状集合体。在薄片中很少见到方解石的自形晶,多呈粒状产出。

光学性质无色或白色,但因杂质可有灰、黄、浅红色、绿蓝色,如为深玫瑰红色系含Mn(5%±),浅绿色系含Fe(13%±)、Mg(7%±),粉红色系含Co等,但在薄片中呈无色。No为中-高正突起,Ne为低负突起,故闪突起十分显著,且随Ca2+被其他离子代替,折射率值有所增加。极完全解理,通常成两组斜交的直线(切片垂直解理面时,交角为75°),因双晶滑动可有裂开面。高级白干涉色。沿解理方向对称消光。常具有沿菱形面的聚片双晶,接触双晶也较常见。在薄片中双晶纹平行菱形解理的长对角线,有时还可见有环带。负延性。

光性异常由于应力作用及机械变形,方解石有时可有异常的二轴晶和不对称消光,且因产状不同有不同大小的光轴角,但均小于15°,但曾有实验表明,在约400~800℃,压力为(8~12)×108Pa的条件下,可发生方解石-文石的相转变,在冷却过程中,文石则变为复杂化的二轴晶方解石,2V=0°~20°,这表明,一部分二轴晶方解石可能是由文石转变而来的。

鉴定特征在薄片中,方解石无色透明,有菱形解理及显著的闪突起,高级白干涉色,一轴负晶等为重要特征,可与非碳酸盐矿物区别。

方解石是最常见的矿物之一,是沉积岩的重要矿物,亦广泛产出于变质岩和岩浆岩中。在碳酸盐脉、热液矿脉、火山岩晶洞中均有产出。在岩石的气孔中,方解石和沸石共生形成杏仁体。

方解石的透明晶质变种———冰洲石是贵重的光学仪器原料。

编写实验报告

仔细观察常见造岩矿物特征,详细描述8~10种常见造岩矿物(手标本及显微镜下)的鉴定特征并交实验报告。

本文所述新方法,系利用作者新研究设计的显微镜操作与测算,从测量(110)或(110)解理面在薄片中的倾角(θ)入手,在(110)或(110)解理面与(010)面间存在的固定夹角(β)的基础上,测算出(010)面在薄片中的倾角(α)。然后,按视消光角(φ')与α角和最大消光角间的三角函数关系(tgφ=tgφ'/cosα),求得最大消光角φ,即C∧Ngmax(或C∧Npmax)。该方法简便、精确,适用范围广,尤其可用于α≠0°的平行C轴的具一组柱状解理的任意方位矿物切面。

消光角是鉴定斜消光透明矿物的重要光学常数之一,尤其对于单斜晶系的辉石与角闪石类矿物,消光角具有更重要的鉴定意义。

不同晶系的矿物,或同一矿物的不同方向的切面具有不同的消光类型。斜消光的同一晶系的不同类矿物和同类不同种矿物有不同的消光角数值。同一种矿物的消光角是一个常数。但是,具一定消光角数值的同一种矿物,常常因其在薄片中的切片方向不同,而呈现出一系列数值不等的视消光角,而真正有鉴定意义的则是最大消光角(C∧Ngmax)。

最大消光角只能在光轴面上或其他隶属于一定晶带的含有欲测光学主轴与结晶轴C的水平特定切面上测得,在其他切面上测得的消光角均系视消光角。

迄今,国内外测定矿物最大消光角,除用费氏旋转台外,尚无在显微镜下直接测定最大消光角的方法。而已往在以最高(相对的)干涉色为标志的平行薄片平面的光轴面上测定消光角的传统方法,却常因所选矿物颗粒中的光轴面不真正平行于薄片平面而致使测定结果不准确,并且该方法具有尽人皆知的局限性。

鉴于上述情况,笔者把新近研究出来的、直接在显微镜下测定单斜辉石和角闪石最大消光角的新方法阐述如下。

1单斜辉石(角闪石)的消光特征简述

众所周知,矿物的消光特征以及消光角的大小,与其光性方位和切片方向密切相关。有关单斜辉石与单斜角闪石的光性方位见表1和图1,因已多有著述,此不赘言。

兹将不同方位切片的消光特点概述如下:

(1)在[100]晶带内,平行(001)的切面为对称消光(图2(c));平行(011)或(0kl)者存在有两组斜交的解理缝,既可呈现对称消光,有时也可呈现平行某一组解理的消光[1]。

(2)在[001]晶带内,平行于(010)的切面上可直接测得最大消光角C∧Ng(或C∧Np)(图2(b));平行(100)的切面为平行消光(图2(a))。该晶带的其他方向切片皆为斜消光(图2(d)),如(110)面的消光角大小变化在零度与最大消光角之间。换言之,平行C轴的切片,其方位从(100)向(010)递变时,其消光角亦随之递变,变化特点是愈接近(010)面,消光角愈大(图3)。

(3)在[010]晶带内,平行(001)的切面为对称消光(图2(c));平行(100)的切面为平行消光(图2(a));其他方向的切面或是对称消光,或是平行消光。

图 1 单斜辉石和单斜角闪石光性方位图[2]

图 2 普通角闪石不同方位切面的消光类型

(4)斜切3个结晶轴的任意方向切面皆呈斜消光现象,惟此类任意切面上的解理缝或晶面边梭不代表C轴,加以光率体轴是Np',Nm',Ng',而不是Np,Nm,Ng,故此类消光角无实际意义。

综上所述,测定单斜晶系的辉石、角闪石类矿物的最大消光角,实际上是在[100]与[001]二晶带的公共面,即主轴面(010)上测定的。在实际岩矿鉴定工作中,薄片内(010)面真正水平的矿物颗粒甚少,最为多见的是(010)面任意倾斜的矿物颗粒。那么,如何用偏光显微镜直接测定这些矿物的最大消光角便是本文研究的重点。

表1 单斜辉石、角闪石结晶要素与Np,Nm,Ng间的夹角[3]

注:①(110)与光学主轴的角度关系是指(110)解理面法线与Ng,Nm,Np间的角度,下同。

图3 单斜晶系柱状晶体从(100)向(010)消光角的变化[4]

2最大消光角的测定

直接用偏光显微镜测定(010)面倾斜的单斜辉石与单斜角闪石的最大消光角,关键在于解决(010)面的倾角(α)问题。

毋庸讳言,除了在特殊情况下(如至底面上见有结合面(100)直立的面律双晶时),一般在偏光显微镜下是难以直接测得(010)面的确切空间位置的,直接测量其倾角则无从谈起。所以,作者利用矿物中(010)面与(110)或(110)解理面间的夹角(β)(图4)关系、从研究(110)解理面的倾角(θ)入手解决(010)面的倾角问题。

由表1不难看出,在单斜辉石与单斜角闪石中,(110)或(110)解理面与可测最大消光角的(010)面的夹角(β)是不等的,即在单斜辉石中是43°30',在单斜角闪石中是62°(图5)。这样,当解理面的倾角(θ)不同时,其与(010)面倾角(α)的数学关系也不尽相同。

当单斜辉石与单斜角闪石中的θ角分别小于43°30'与62°时,则

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当θ角分别大于43°30'与62°时,则

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显而易见,欲获得α角的数值,首先要取得θ角的数值。

为了取得θ角数值,作者研究设计了下面的显微镜操作和计算。

(1)选择沿C轴伸长,具一组(110)或(110)倾斜的柱状解理的欲测矿物颗粒,置于视域中心的十字丝交点上,并使解理缝与目镜纵丝平行。

(2)转载物台测量视消光角φ'(即C∧Ng')后恢复原位。

(3)把物镜焦点平面焦准在矿物切片适当深度的平面上(或表面上),具体可以升、降镜筒前后解理缝均保持清晰可见为准。

(4)提升或下降镜筒适当距离,在微动升降螺旋上读出上升或下降的距离a(图4上的OE),同时,用目镜测微尺量出提升(或下降)镜筒后解理缝向左或右移动的距离b(图4上的ED)。

图4 单斜辉石、单斜角闪石的(010)面、(110)解理面及消光位的几何结构

(5)计算解理面倾角θ。

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(6)按公式(1)或(1')求出α角数值。

(7)根据φ'与α角计算最大消光角φ(图6)[5]。

由图6:

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这样,

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即:

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故,

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在上述最大消光角测算过程中,为简化程序,提高精度和效率,作者令目镜测微尺读数恒为05个格,把b值变为一个常数。如用×10目镜与×45物镜组合,目镜测微尺每格为00029mm时,b值为000145mm。这样可直接依a值在表2上查出θ角数值,不必进行运算了。

附带说明,表2中θ角小于25°者无实际意义。因N≈165±的角闪石类矿物和N≈170±的辉石类矿物的解理缝可见临界角分别为25°和30°。因此,单斜角闪石解理倾角小于25°,单斜辉石解理倾角小于30°时,在镜下均见不到解理。

以单斜辉石、单斜角闪石的θ角求α角可查作者按公式(1)编制的表3。

应用作者按公式(3)编制的φ'、α与φ角间的函数关系表(表4),可径直依φ'与α角的数值迅速查出最大消光角φ值。

总而言之,所述在(010)面上测定单斜辉石与角闪石最大消光角的新方法,只要在镜下测量出视消光角φ'及镜筒升降距离a,便可利用表2~表4在1~2分钟内迅速、准确地测算出最大消光角C∧Ng(或C∧Np)。不言而喻,求得最大消光角数据后,便可利用WETrger[2],WRPhillips,DTGriffen[6]等编制的(010)面上的消光角图表鉴定单斜辉石与单斜角闪石的成分和亚种了。

图 5 单斜辉石和单斜角闪石的垂直 c 轴切面

图 6 φ'、α 与 φ 角间的三角函数关系

表 2 a 值与 θ 角的函数关系①

注: ①不论显微镜厂家、型号及目、物镜组合如何,只要微动升降螺旋每格为 0 001mm,就可直接以格数查 θ 角,否则需用 a 值查 θ 角。

表 3 单斜辉石、角闪石的 θ 角与 α 角间的函数关系

注: Cpx—单斜辉石; Amon—单斜角闪石。

表 4 最大消光角 数值表①

续表

续表

续表

注: ①如精确到 0 5°,可用内插法查表。

3 测算实例

为便于进一步掌握本文介绍的新方法,并论证新方法的精确度,兹举例说明如下。

例如,使用×10目镜与×45物镜组合,目镜测微尺每格是00029mm,微动升降螺旋每格是0001mm,镜下测得某单斜辉石视消光角φ'=36°,微动升降螺旋读数为4个格,目镜测微尺读数是05格。

(1)求(110)或 解理面倾角(θ)

按公式(2),

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(2)计算(010)面的倾角(α)

因为单斜辉石的β角为43°30',故θ>β,按公式(1)得:

α=θ-β=70°30'-43°30'=27°

(3)按公式(3)计算最大消光角(φ)

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以上3步运算完全可用查表2~表4代替,工作中无需逐一计算。

为论证本方法的精度,作者列举了部分单斜辉石与单斜角闪石的最大消光角的测定结果(表5),并在表5中同时与旋转台测定的结果进行了对比。显然,这两种方法测定的数据颇相近似,偏差不足05°,这足以证明本文介绍的新方法的精度已达到甚至超过了旋转台测定的精度,传统的方法是望尘莫及的。这是因为新方法读数与计算准确,而旋转台,尤其是传统的方法有一定的读数和操作误差之故。

表 5 镜下直接测定法与费氏台法测定结果对比表

注: ①费氏台上测定的 θ 角恰是镜下测定的 θ 角的余角。

为填补直接在偏光显微镜下精确测定最主要造岩矿物的最大消光角这一空白,作者曾从仪器与方法两个途径入手进行研究。20 世纪 60 年代初,作者曾把显微镜固定的平面旋转载物台改革为可以倾斜的载物台,借以达到直接在镜下通过直立双晶结合面与解理面测定斜长石、辉石与角闪石类矿物的最大消光角的目的。此后,则一直试图从方法上突破,研究解决在镜下直接测定最大消光角问题。本文即此项研究工作的部分研究成果的总结,尚远非成熟,如有不妥,请读者惠于指正。

参 考 文 献

[1] 成都地质学院岩石教研室 晶体光学 北京: 地质出版社 1979

[2] Trger W E Tabellen znr optischen bestimmung der gesteinsbildenden minerale stuttgart 1952

[3] Соболев В С Федоровский мемод Γосгеолимехиздам 1954

[4] 都城秋穗,久城育夫 岩石学 北京: 科学出版社 1984

[5] Мольчанов В И К Методике Определения уголов оптические осей косвенным способами на СтоликеЕ С Федорова Зап Всесоюз Минер обш,1964 ( 1)

[6] Phillips W R,Griften D T Optical mineralogy Printed in the USA 1981

A New Method of Measuring theMaximum Extinction Angles ofClinopyroxene and Amphibole Underthe Polarizing Microscope

Abstract

The maximum extinction angle of the section of a mineral grain with the inclined ( 010 )plane was not able to be measured directly under the polarizing microscope In order to solve thisproblem the author has developed a new method One may start with measuring the dip angle ( θ)of the cleavage planes ( 110 ) and ; according to the definite angle ( β) between thecleavage plane ( 110) or and the cleavage plane ( 010 ) ,the dip angle ( α) of the( 010) plane in the thin section can be measured Then the maximum extinction angle can be cal-culated according to the trigonometric function:

傅德彬地质学论文选集

where φ' is apparent extinction angles and φ is the maximum extinction angle; thus C∧Ngmax(orC∧Ngmax)

In the operation,so long as φ' and α are obtained,φ can be directly obtained through read-ing the table

Practice shows that this new method is simple,convenient,accurate and widely applicable,espe-cially applicable in measuring randomly oriented sections of mineral grains parallel to the c-axis with the( 010) plane unparallel to the thin-section plane ( i e α瓪0°) and with a set of columnar cleavages

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