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1、岩矿综合鉴定,课 程 简 介,课程性质,术语解释：通过偏光显微镜来鉴定透射光下矿物的种属、 结构构造、岩石类型及相关成因分析的一门综合学科。 面向专业：岩石学、矿物学、矿床学、构造地质学、勘探学。 课程设置：在地学研究生教学体系中属专业基础课。 前导课：结晶学与矿物学晶体光学岩石学 构造地质学岩石物理化学岩石成因理论等。,课 程 简 介,主要内容,透明矿物薄片鉴定 透明矿物鉴定内容、方法、程序；常见透明矿物的鉴定 火成岩组构成因分析 地幔岩、幔源岩、混染杂岩、海相火山岩、熔结凝灰岩、 花岗质岩石 变质岩组构成因分析 变余组构、共生组构、反应组构、变形组构、变质相及 相转化标志、获得PTt轨迹的
2、组构标志,课 程 简 介,主要参考书,康维国等. 晶体光学. 长春: 东北师范大学出版社, 1992. 刘春华等. 结晶岩的组构及成因分析. 北京: 地质出版社，1995. 穆克敏等. 透明薄片综合鉴定. 长春地质学院出版，1985. 北京大学地质系. 光性矿物学. 北京: 地质出版社，1979. 路风香. 地幔岩石学. 北京: 中国地质大学出版社, 1988. J. B. 道森. 金伯利岩及其捕虏体. 金鹤生等译. 北京: 地质出版社, 1986. 路风香等. 岩石学. 北京: 地质出版社，2002. .刘喜山. Metamorphic Geol0gy. 长春: 吉林大学出版社, 2001.
3、,第一部分 透明矿物的薄片鉴定,主要内容,一、透明矿物薄片鉴定的一般方法 二、透明矿物薄片鉴定的基本内容 三、透明矿物系统鉴定的一般程序 四、常见透明矿物及其薄片的鉴定,一 、透明矿物薄片鉴定的一般方法,系统鉴定法： 鉴定单偏光系统、正交偏光系统、锥光系统下的各种光 学特征。对照光性矿物鉴定表准确定出矿物名称的 过程。 典型特征鉴定法： 抓住矿物突出的组合特征来确定矿物种类及名称。,二、透明矿物薄片鉴定的基本内容,单偏光系统鉴定的主要内容 矿物的形态、解理、颜色、多色性、吸收性、突起等 正交偏光系统鉴定的主要内容 消光现象、消光类型、消光角、干涉色级序、延性等 锥光系统鉴定的主要内容 轴性、光
4、性符号、光轴角、切面类型等, 单偏光系统下晶体的光学性质,1.矿物的外表特征-形态,a.矿物自形程度：自形晶、半自形晶、它形晶。 b.矿物单体形态：粒状、针状、板（条）状、柱状、片状。 c.矿物集合体形态：纤维状、放射状、球粒状、雏晶状等。,综合观察, 单偏光系统下晶体的光学性质,2.矿物的外表特征解理,解理在薄片中的表现形式,解理等级的划分,解理夹角的测定,（1）切片方向的选择,选择同时垂直两组解理面的切片. 特征是两组解理缝最细最清楚, 当解理缝平行目镜十字丝时, 微微升降镜筒, 两组解理缝不左右移动.,不同方向解理夹角变化示意图, 单偏光系统下晶体的光学性质,2.矿物的外表特征解理,（2
5、）解理夹角的测定步骤,解理夹角的测定,1）选择颗粒,置于视域心. 2）转动物台使一组解理缝平行目镜十字丝纵丝 (图A),读取此时载物台刻度盘上的度数a. 3）再转动物台，使另一组解理缝平行目镜十字 丝纵丝，读取此时载物台刻度盘上的度数b (图B), a与b之差即为所测解理夹角.,图A,图B, 单偏光系统下晶体的光学性质,3.与吸收性有关的光学性质 颜色、多色性和吸收性,多色性和吸收性的现象解释 多色性和吸收性的表达方式: 多色性公式 A Ne= 浅紫色 No=深蓝色；Ng= Nm= Np= 吸收性公式 B Ne No(正吸收) ；Ng Nm Np(正吸收)., 单偏光系统下晶体的光学性质,4.
6、与矿物折射率有关的光学性质 边缘、贝克线、糙面、突起、闪突起,突起等级分类及简要特征,表1-1, 正交偏光系统下晶体的光学性质,1、 消光现象及消光位,全消光（永久消光). 旋转物台一周, 均质体或非均质体垂直光轴切片的消光现象不改变,四次消光 旋转物台一周, 非均质体晶体非垂直光轴切片出现四次消光现象. 消光位 非均质体非垂直光轴切片在正交偏光镜间处于消光现象时的位置. 注意:矿片处于消光位时的意义, 正交偏光系统下晶体的光学性质,2、干涉色及干涉色色谱表,在正交偏光系统下，非均质体在消光位以外的位置，两束偏光将发生干涉作用，结果将产生一系列复杂彩色条带的组合。即称为干涉色.,干涉色：,干涉
7、色高低取决与光程差 R=d, 正交偏光系统下晶体的光学性质,2、干涉色及干涉色色谱表,干涉色色谱表, 正交偏光系统下晶体的光学性质,3、 补色法则和补色器,在正交偏光镜间的450位置,放置两个互相重迭的非均质体矿片(垂直光轴方向切片除外), 光通过这两个矿片后,它们总的光程差增减的法则.,同名半径平行,干 涉色级序升高,异名半径平行,干 涉色级序降低.,消色：R1=R2, R总=0 此时视域内变黑暗。,几种常用补色器, 正交偏光系统下晶体的光学性质,4、 矿片光率体椭圆半径方向和名称的测定,将欲测矿物切片置于视域中心，转动物台使其消光，此时矿片的光率体椭圆切面的长、短半径方向和上、下偏光镜的振
8、动方向一致。 转物台450，此时矿片的光率体椭圆切面的长、短半径方向和目镜十字丝（代表上、下偏光的振动方向）成450角,，此时矿片的干涉色最亮。 从试板孔插入试板，观察矿片的干涉色变化，如果干涉色降低，异名半径平行；如果干涉色升高，则为同名半径平行。 试板上的光率体椭圆半径名称和方向是已知的，根据补色法则可确定出矿片上光率体椭圆半径的名称和方向。 注意：根据矿片干涉色的高低选择适当的试板.,光 率 体 椭 圆 半 径 名 称 测 定图示, 正交偏光系统下晶体的光学性质, 正交偏光系统下晶体的光学性质,5、最高干涉色级序的测定,（1）.楔形边目估法,（2）.石英楔测定法,6、消光类型 消光角和延
9、性符号的测定, 正交偏光系统下晶体的光学性质,6、消光类型 消光角和延性符号的测定, 正交偏光系统下晶体的光学性质,6、消光类型 消光角和延性符号的测定, 正交偏光系统下晶体的光学性质,晶体延性符号测定步骤示意图,锥光系统的构成,锥光正交偏光系统下晶体的光学性质,在正交偏光系统的基础上，加入聚光镜并将其提升到最高位置，换用高倍物镜，推入勃氏镜或去掉目镜，便构成了锥光系统。,在锥光镜下观察到的是锥形偏光束中, 各个不同方向的入射光波，通过晶体到达上偏光镜后产生的消光和干涉现象的总和,它们构成一种特殊的图形, 称为干涉图 (干涉象).,锥光系统下产生的光学现象-干涉图,一轴晶定向切面干涉图的特点及
10、应用,一轴晶垂直光轴切面特点及光性符号测定,一轴晶定向切面干涉图的特点及应用,一轴晶近于垂直光轴切面（小角度斜交光 轴切片）特点及光性符号测定,一轴晶平行光轴切面干涉图光性符号测定,一轴晶定向切面干涉图的特点及应用,一轴晶平行光轴切面多色性公式测定方法,一轴晶定向切面干涉图的特点及应用,垂直一个光轴切面干涉图光性符号测定,二轴晶定向切面干涉图的特点及应用,单偏光镜下(Nm)=蓝绿色,黑带弯曲程度与2V大小关系,二轴晶垂直一个光轴切面2V目估法及No颜色测定示意图,二轴晶定向切面干涉图的特点及应用,二轴晶平行光轴面切面光性符号测定示意图方法,二轴晶平行光轴面切面干涉图及应用,二轴晶定向切面干涉图
11、的特点及应用,二轴晶平行光轴面切面多色性的测定,常用定向切片特点及可测光学常数简表,晶形 解理组数 解理等级 ， 解理夹角 突起等级 消光类型 ， 晶系 轴性 光性符号 光轴角 ， 最高干涉色级序 消光角（CNg） ， 延性符号 多色性式 吸收性公式 。 矿物名称：,透明矿物系统鉴定模式（以角闪石为例）,单 偏 光 镜,正 交 偏 光 镜,透明 矿物,不透明 矿物,单偏光：晶形、解理、解理夹角、 突起等级、闪突起及包裹体等特征。 正交偏光：消光类型、延性符号、 双晶类型、干涉色级序等。 锥光镜：轴性、光性符号、光轴 角的大小（二轴晶）、（定向切片）,单偏光：晶形、解理、测定解理夹角 突起等级、
12、闪突起及包裹体等 特征，多色性、吸收性（定向切片） 正交偏光：消光类型、延性符号、 双晶类型、干涉色级序等（定向切片） 锥光：轴性、光性符号、光轴角的大 小（二轴晶）、（定向切片）。,单偏光：晶形、解理、颜色、突起等 级及包裹体特征、次生变化等特征。,（如磁铁矿、钛 铁矿、石墨等）,矿 片,单 偏 光 镜,非均质 体矿物,均质体 矿物,无色 矿物,有色 矿物,三、透明矿物系统鉴定的程序,（一） 常见造岩矿物 （二） 特征变质矿物 （三） 其它常见矿物,四、透明矿物及其薄片鉴定,暗色矿物： 橄榄石类、辉石类、角闪石类、云母类 浅色矿物： 石英类、长石类、碳酸盐类等,（一） 常见造岩矿物,1、 橄
13、榄石类,橄榄石化学通式：R2SiO4:R=Mg,Fe,Ca,Mn等 橄榄石分类：可分为三个系列. (1).镁橄榄石-铁橄榄石系列（Mg、Fe） (2).锰橄榄石-铁橄榄石系列（Mn、Fe） (3).钙铁橄榄石-钙镁橄榄石系列（CaFe、CaMg）,橄榄石（贵橄榄石）主要光学特征: (1#) 粒状、无色、正高突起、解理不发育、裂开发育， 最高干涉色二级末到三级初，平行消光,二轴晶, ()2V角近90.,橄榄石单偏光镜下特征,橄榄石正交偏光镜下特征,橄榄石正交偏光镜下特征,橄榄石单偏光镜下特征,No.1 橄榄石镜下特征,2、辉石类,辉石化学通式： R2Si2O6，R=Mg,Fe,Al,Ca,Na等
14、. 辉石分类: (1) 斜方辉石亚族（紫苏辉石,顽火辉石等） (2) 单斜辉石亚族（普通辉石,透辉石,霓辉石,霓石等） 共同光学特征： 多为短柱状、横截面多为四边形和八边形，可见两组近 正交完全解理，纵切面长方形, 多见一组完全解理，正 高突起，横截面多对称消光, 2V角中等。,2、辉石类,紫苏辉石：具有弱多色性,平行消光,最高干涉色 一级顶部,负光性, 单斜辉石：一般无色,斜消光,CNg大于30,最 高干涉色二级初, 一般正光性.,紫苏辉石和单斜辉石的主要区别： 多色性、消光类型、干涉色级序、光性符号.,辉石主要变种的光学特征,普通辉石和橄榄石的主要区别： 形态,颜色、解理、消光类型、干涉色
15、级序、2V.,No.2 辉石类镜下特征,3、角闪石类,角闪石类型 斜方闪石类：直闪石、铝直闪石、韭闪石等。 单斜闪石类：普通角闪石、透闪石、蓝闪石等。 角闪石共同特征： 绝大多数角闪石属单斜晶系, 形态多为沿 c 轴呈长柱 状, 针状或纤维状.横断面呈菱形或六边形，具有两组 完全斜交解理（54.5- 56），一般为正中突起.,3、角闪石类,单斜闪石特征：,普通角闪石: 薄片中常具有较深的绿色. 黄褐色,棕色等.碱性种属 常带有蓝、紫的特征色调，正吸收性.斜消光, 消光角 CNg小于30, 二轴晶,一般为负光性 ,2V角比较大.,透闪石: 与普通角闪石区别主要在于其无色及消光角CNg较小.,No
16、.3 单斜角闪石特征,4、云母类,云母类型：黑云母、白云母、金云母 共同特征：片状，一组极完全解理，平行消光。 黑云母：棕褐色，红褐色，多色性明显，2V角特别小 （假一轴晶）。 白云母：无色，闪突起明显, 2V角30- 50左右。 金云母：浅褐-浅黄白色，弱多色性，闪突起比较明显， 2V角比较小0- 20。,No.4 云母类镜下特征,5、长石类,1. 长石类型: 碱性长石(正长石、微斜长石、条纹长石、透长石) 和斜长石(暂不分类). 2. 共同特征: 板状，无色，两组解理完全(夹角近90度)，突起低()，干涉色一级灰,，轴晶(+)。 3. 碱性长石: 负低突起, ，其中正长石具有卡氏双晶，多为
17、平行消光; 。微斜长石具有格子双晶; 条纹长石具有条纹结构；透长石与正长石区别在于产状。 4. 斜长石: 正低突起(除钠长石外)，聚片双晶,，斜消光。 5. 碱性长石与斜长石区别: 突起、双晶、消光类型。,条纹长石正交偏光镜下特征,透长石正交偏光镜下特征,微斜长石正交偏光镜下特征,正长石正交偏光镜下特征,No.5 碱性长石类镜下特征,6、石英,石英的主要光学性质 粒状，无色,，无解理，正低突起 ，干涉色多一级灰白， 常具有波形消 光，一轴晶(+),，正延性.,石英与长石类的区别 表面干净，无解理，无双晶，一轴晶(+),，正延性.,单偏光,正交偏光,正交偏光,No.6 石英镜下特征,7、方解石,
18、（1）方解石的光性特征 三方晶系，一般无色，镜下常见两组解理，闪突 起明显，对称消光，高级白干涉色，一轴晶 (-). （2）方解石的鉴定特征 闪突起，高级白干涉色，一轴晶 (-).,暗色矿物类主要光学性质区别,橄榄石类橄榄石(1),辉石类普通辉石、紫苏辉石、透辉石(2、4),角闪石类普通角闪石、透闪石(3、5),云母类黑云母、白云母、金云母(3、15、16),长石类,（1）斜长石亚族(钠钙长石系列)斜长石(2),（2）碱性长石亚族(钾钠长石系列)碱性长石,正长石(17),微斜长石(13),条纹长石(13),透长石(14),石英和方解石(3,13,15; 6,16),主要造岩矿物薄片号,（二）特
19、征变质矿物,硬绿泥石、十字石、红柱石、蓝晶石、 夕线石、铁铝榴石、堇青石、硅灰石,1. 硬绿泥石 单斜晶系,晶体呈假六方形,横截面为六边形, 纵切面板条状,001解理完全,110解理不完全;手标本暗绿色, 薄片中多色性明显 (灰绿淡绿),正高突起, 常具砂钟构造; 可见聚片双晶, 一级干涉色.,Fe2Al2AlSi2O10 OH4,(1) 主要特征,(2) 原岩及形成条件: 富铝系列; 低级变质.,图1.硬绿泥石黑云母片岩,斑状变晶结构，基质细粒鳞片变晶结构,图2.硬绿泥石石英片岩,图3.硬绿泥石石英片岩,2. 十字石 单斜晶系,短柱状或粒状,横截面为菱 形或六边形,常见十字形双晶,010解理
20、完全,110解理不完全;手标本呈褐绿褐黄褐色, 薄片中淡黄色,可见无色- 淡黄金黄色的弱多色性,正高突起,干涉色一级黄到橙红色.平行消光,正延性.,(1) 主要特征,(2) 原岩及形成条件: 富铝系列; 中级变质.,(Fe,Mg) 2(Al,Fe3+)9 O6SiO44(O,OH)2,图4.十字石云母片岩,十字石的十字双晶,图5.石榴十字云母片岩,3. 红柱石 斜方晶系,柱状, 横截面为正方形,可见两组近正交解理, 纵切面可见一组中等-完全解理: 手标本常为淡红色或白色,也见有灰,紫,褐等颜色. 薄片中颜色淡而不均匀,无色-淡红-淡绿的多色性; 正中突起,纵切面平行消光,横截面对称消光;干涉色
21、一级灰白-黄色,负延性.,Al2SiO5,(2) 原岩及形成条件: 富铝系列; 低压中低温.,(1) 主要特征,图6.红柱石（空晶石）云母片岩,红柱石横截面，其内填充碳质包物裹,图7 红柱石黑云母片岩,旋转的红柱石具有脱尾构造,4. 蓝晶石 三斜晶系,柱状, 板状或放射状集合体, 100 解理完全, 010 解理清楚,001解理不清楚; C001=850; 常见简单双晶. 手标本多为蓝- 淡蓝色,具有硬度异向性. 薄片中无色, 正高突起, 在 100 切面上斜消光, 最大消光角300, 干涉色一级黄到橙红色, 正延性, 负光性.,Al2SiO5,(1) 主要特征,(2) 原岩及形成条件: 富铝
22、系列; 中高压中高温.,图8.蓝 晶 石红柱石黑云母片岩,图9.蓝 晶 石黑云母片岩,蓝 晶 石纵切面，周围围绕十字石,5. 夕线石 斜方晶系,短柱状,针状,纤维状; 横截面近菱形, 在近菱 形的横截面上解理为对角线方向, 纵切面上001裂开发育, 造成竹节状. 手标本多为无色, 薄片中无色, 正高突起, 干涉色一级紫红到二级蓝绿, 平行消关, 正延性, 负光性.,Al2SiO5,(1) 主要特征,(2 ) 原岩及形成条件: 富铝系列; 高级变质.,图10.夕线石片麻岩,夕线石横截面,图11.夕线石片麻岩,两种不同形态的夕线石,6. 堇青石 斜方晶系,(Mg,Fe)2Al3AlSi5O16,(
23、1) 主要特征,多呈不规则粒状,边缘不整齐有时呈梅花状;柱状者少见. 具有特征的三连晶和六连晶, 双晶面为110.聚片双晶也常见.010解理不完全,有001裂开. 薄片中一般无色,在锆石或磷灰石等包体周围常见到特殊的柠檬黄色多色晕, 正低或负低突起; 干涉色一级灰白到一级橙, 柱面平行消光, 在具有六连晶切面上对顶的单体同时消光. 负延性.,(2 ) 原岩及形成条件: 富铝系列; 低压中高温.,图12. 堇 青 石变质泥质岩,堇 青 石的六连晶,图13. 堇青石石榴石夕线石麻粒岩,锆石包体周围常见到特殊的柠檬黄色多色晕,7. 铁铝榴石 等轴晶系,(1) 主要特征: 略,Fe3Al2SiO4 3
24、,(2) 原岩及形成条件: 压力一般较高; 温度范围较宽.,图14. 石榴石黑云母片岩,铁铝榴石的旋转结构,图14. 石榴石,图15. 蓝闪石石榴石白云母片岩,（三）其它常见矿物,1、萤石、 霞石、磷灰石、方柱石、黄玉 2、绿帘石、红帘石、红宝石、红柱石、紫苏辉石 3、蓝闪石、蓝线石、天蓝石、蓝宝石、假蓝宝石 4、霓石、霓辉石、钙铁辉石、绿辉石 5、葡萄石、水镁石、白云母、金云母（区别） 6、锆石、榍石、电气石、尖晶石、黝方石等。,1、萤石、霞石、磷灰石、方柱石、黄玉,萤石：等轴晶系， CaF2,霞石：六方晶系，（Na，K）AlSiO4,六方体或八面体，111解理完全，无色或略带紫色， 负高突
25、起。,常见不规则粒状，解理不完全，一组横向裂开发育，无色，一般为负低突起，干涉色一级灰，平行消光，负延性，一轴晶（）。易蚀变，表面浑浊。,磷灰石：六方晶系，Ca5PO43（F，Cl，OH）,柱状、针状、粒状，无色（有时浅色），0001解理不完全，正中突起，最高干涉色一级灰，平行消光，负延性，一轴晶（）。,黄玉：斜方晶系， Al2 SiO4 （OH ，F）2,短柱状、粒状，001解理完全， 201 和021解理不完全，无色（切片后是见多色性）正中-高突起，干涉色一级灰黄，平行消光，负延性，（+）2V = 0 -44。,方柱石：正方晶系，成分复杂（富钙）,柱状、针状、不规则粒状或块状，100 和
26、110 解理完全，无色，正低-中突起，干涉色不均匀，常呈斑点状，平行消光，负延性。一轴晶（）。,1、萤石、霞石、磷灰石、方柱石、黄玉,2、绿帘石、红帘石、红宝石、红柱石、紫苏辉石,绿帘石：单斜晶系， Ca（Fe，Al）3 Si 2 O 7 SiO 4 （OH）,延b轴延长的柱状或粒状，001解理完全，无色至黄绿色，可具有微弱的多色性，正高突起，延柱面平行消光，干涉色鲜艳且不均匀（二到四级），常见环带状构造，二轴晶（-）,红帘石：,基本特征同绿帘石。由于Al为Mn+3或Fe代替，颜色显红色调,红宝石：三方晶系，AlO 3,刚玉的一个变种。普通刚玉无色，呈红色者成为红宝石，其它颜色的统称蓝宝石。
27、柱状、桶状、锥状、板状或粒状，无解理，底面裂开发育，晶面上常见斜的或横的条纹。正高突起，干涉色类似石英（硬度大干涉色常显二级蓝），平行消光或对称消光，负延性（板状晶体正延性），一轴晶（-）。,3、蓝闪石、蓝线石、天蓝石、蓝宝石、假蓝宝石, 蓝闪石：角闪石的一个变种。, 蓝线石：, 天蓝石：, 蓝宝石： 刚玉的一个变种, 假蓝宝石：,假六方柱状、针状，横切面六边形，100解理完全，蓝、紫多色性明显，反向吸收性，正高突起，干涉色二级蓝至红，平行消光，负延性，二轴晶（）。与电气石区别是多色性有三个颜色。,粒状，特征的天蓝色多色性，突起中等，二轴晶（）,单斜晶系，板状或粒状，淡蓝色的多色性，010解理
28、完全，正高突起， （）2V=50-70。常产于高级变质岩中。,4、葡萄石、水镁石、白云母、金云母（区别）, 葡萄石：斜方晶系，Ca 2 AlAlSi 3 O 10（OH） 2, 水镁石：三方晶系，Mg（OH）2,板状、片状，或纤维状集合体，0001解理完全，无色，正中突起，最高干涉色一级紫红，常被红宗色或土黄色异常干涉色掩盖，平行消光，负延性，常见手风琴状波形消光。一轴晶（+）,沿（001）的厚板状或沿c轴延长的短柱状，常见细小粒状或放射状的集合体。（001）解理完全，无色，正中突起，干涉色鲜艳（二级蓝至三级初），有时见异常干涉色，平行消光，延性不定，与形态有关，如果是单体柱状是为正延性，（+）2V=65-69。,5、霓石、霓辉石、钙铁辉石、绿辉石,总结上面四个矿物的鉴定特征,6、补充矿物（选看） 锆石、榍石、电气石、尖晶石、黝方石等,薄片鉴定测试,