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解理纹及其能见度在晶体光学中

时间:2023-11-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:解理是矿物的力学性质,而不是光学性质,但解理纹的显示是一种光学效应,解理纹的明显程度与矿物的光学性质(折射率)有关。解理纹的能见度主要取决于以下三个因素。令切面法线与解理面的交角为α,则α决定解理纹的可见性、解理纹的宽度和清晰程度。图3-15解理纹可见度与切面方向的关系N矿与N胶的差值。

解理纹及其能见度在晶体光学中

解理(Cleavage) 是指矿物受外力作用后沿一定结晶学方向裂成光滑平面的性质,是鉴定矿物的特征之一。在显微镜下见到的不是解理面本身,而是解理面与薄片平面的交线,这条交线一般为一条明显的黑线(图版Ⅲ-1、2),称为解理纹(Trace of cleavage)。

解理纹的成因与边缘的成因类似。磨制薄片时,由于受机械力作用,矿物沿解理面裂开,其间充填树胶,一般情况下,由于N与N有差值,光线通过矿物与树胶的界面时发生折射、反射,致使光线发生聚敛和分散,光线聚敛的一侧形成亮线,即贝克线,光线亏损的一侧形成暗带,即解理纹。

在薄片中:根据能否见到解理纹来确定矿物是否具有解理;根据解理纹的平直、连续性来确定解理的完善程度;根据解理纹的多向性来确定解理的组数;在定向切面上根据解理纹的夹角来确定解理的夹角。在岩石薄片中比在手标本上观测解理更为容易和准确。

解理是矿物的力学性质,而不是光学性质,但解理纹的显示是一种光学效应,解理纹的明显程度与矿物的光学性质(折射率)有关。像晶形一样,通常也把解理列为光性矿物学的研究、描述内容之一。

解理纹的能见度主要取决于以下三个因素。

(1)矿物的解理性质。只有具解理的矿物才可能见到解理纹,只有具多组解理的矿物才可能见到多组解理纹,只有具极完全解理的矿物才可能见到平直、连续、密度大的解理纹。

(2)矿物的切面方向。切面方向不同,解理纹的清晰程度、宽度、组数都有可能不同。令切面法线与解理面的交角为α,则α决定解理纹的可见性、解理纹的宽度和清晰程度。

α决定解理纹的可见性 当α=0°时,即切面垂直解理面时,自然能见到解理纹,如云母切面⊥(001),解理纹清晰可见。当α=90°,即切面平行解理面时,切面与解理面不相交,自然见不到解理纹,如云母切面∥(001),则见不到解理纹。当切面与解理面斜交时,解理面与切面有交线,理论上会见到解理纹,但由于光学原理,α增大到某一极限值时,显微镜下就见不到它了,α这个极限值就叫作解理纹可见临界角(Critical angle),即当α小于临界角时才能见到解理纹。解理纹可见临界角取决于N与N的差值,差值愈大,临界角愈大;差值愈小,临界角愈小。一些最常见矿物的解理纹可见临界角(α)如下:

十字石、绿帘石等,N>1.70,α可达40°;

黑云母、红柱石、角闪石、辉石等,N=1.60~1.70,α 为25°~35°;

中基性斜长石、方柱石等,N=1.55~1.60,α为15°~25°;

钾长石,N=1.51~1.53,α约为15°;

萤石,N=1.43,α约为25°。(www.xing528.com)

α较大,则解理纹出现的概率就较大,就容易观察到解理纹。如辉石和斜长石都是具有两组完全解理,但显微镜下辉石常容易见到解理纹,而斜长石则往往难以见到解理纹,原因之一就是辉石的α比斜长石的α大,辉石解理纹出现的概率较大。

α决定解理纹的宽度 设解理缝的真宽度为d,解理纹在切面上的出露宽度(即解理缝的视宽度)为d′(图3-13),则d/d′=sin(90°-α),d′=d/cosα。当α=0°时,d′=d,解理纹宽度最小;当α增大,cosα变小,d′增大;当α接近临界角时解理纹最宽。

α决定解理纹的清晰度 当α=0°时,即切面垂直解理面,解理纹最清晰,即使在高倍镜下升降物台,解理纹也不左右移动(图3-14A)。当α增大时,解理纹变模糊,升降物台,解理纹左右平移(图3-14B);当α接近解理纹可见临界角时,解理纹最模糊,升降物台,解理纹平移幅度和速度最大。

图3-13 解理纹宽度与解理缝宽度的关系

图3-14 解理纹清晰度示意图

以普通角闪石为例:垂直c轴的切面,切面同时垂直两组解理面,两组解理面与切面法线的交角α=0°,可见到两个方向的解理纹,解理纹最细、最清晰(图版Ⅲ-5);切面∥(010),两组解理面与切面法线的交角α=28°,接近解理纹可见临界角(25°~35°),两组解理纹都可见到,但比较模糊,又因为两组解理面与(010)面的交线是互相平行的,因此只能见到一个方向的解理纹(图版Ⅳ-2、3);切面∥(100),两组解理面与(100)面法线的交角α=62°,大大超过了解理纹可见临界角,因此在此面上见不到解理纹(图3-15)。

图3-15 解理纹可见度与切面方向的关系

(3)N与N的差值。如前所述,N与N的差值,不仅决定解理纹可见临界角的大小,而且影响解理纹的粗黑程度:差值愈大,临界角愈大,解理纹愈粗黑,也就是说折射率与树胶折射率差愈大的矿物,其解理纹出现的概率愈大、灰度愈黑,更容易见到解理纹。如辉石和斜长石都具有两组完全解理,但显微镜下辉石比斜长石容易见到解理纹,其原因除了前述的辉石的α比斜长石的α大之外,另一个原因就是辉石的折射率与树胶折射率差值较大,解理纹较粗黑而显目,而斜长石的折射率与树胶的折射率接近,解理纹细淡而不易被觉察出来。若要观察斜长石的解理纹,需适当缩小锁光圈,在暗视域中进行。由上可知,若宝石具有解理、裂理,需用合成树胶、液态塑料充填它们以改善宝石质量时,应尽量选用折射率与宝石折射率相近的填充材料。

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