实验六 锥光镜下观察（2学时）二轴晶矿物干涉图
http://wjfjs.ujn.edu.cn/syjx/2_3.asp
济南大学无机非金属材料工艺学精品课程
http://hxhg.gxu.edu.cn/?&act=article&code=body&cid=138&id=109
《无机非金属材料工程专业课程》实验教学大纲
课程名称：专业实验（professional experiment）
课程编号：041661
课程性质：独立设课
课程属性：专业课
实验教材或指导书名称：硅酸盐工业热工基础实验、水泥工艺实验、无机非金属材料实验（行业统编）
课程总学时：80 时 学分：5分 实验学时：80时 实验学分：5分
面向专业：无机非金属材料工程专业
实验室名称：无机非金属材料工程实验室
一、课程简介：
《无机材料专业实验》是在学习了无机非金属材料专业基础课和一定的专业课之后，开设的一门指定的必修实验课程。课程的内容协及无机非金属材料生产过程操作、质量控制和产品的测试和检验，主要内容包括：燃料的性能检验、烟气的成分分析、水泥和熟料的物理性能检验和化学成分分析、粉体的密度、比表面积和粒度分布以及综合实验等。
二、课程实验目的与要求：
目的：通过《无机材料专业实验》课程的学习，巩固学生所学的基础理论知识，培养学生动手和独立操作的能力。
要求：掌握相关的分析和测试仪器设备的工作原理和正确的操作方法，培养学生对实验现象的观察、分析、归纳和总结的能力，并了解实验结果与实际生产和操作的关系，为今后从事有关的工作打下良好的基础。
三、考试（考核）方式：实验前预习情况占10%，实验过程操作规范程度和表现占40%，实验结果及实验报告占50%。
四、主要仪器设备及台（套）数：
马弗炉二台，氧弹测试仪二套，砂浆搅拌和成型设备三套，净浆搅拌设备四套。
五、主要参考书目：
1、朱 明等 硅酸盐工业热工基础实验 武汉 武汉工业大学出版社，1998年5月。
2、姜玉英 水泥工艺实验 武汉 武汉工业大学出版社，1996年8月。
3、孙晋涛 硅酸盐工业热工基础 武汉 武汉工业大学出版社，1999年5月。
4、林宗寿 无机非金属材料工学 武汉 武汉工业大学出版社，2003年1月。
5、施惠生 无机非金属材料实验 北京 化学工业出版社，2002年6月。
六、实验项目：
1、专业实验（一）
序号
实验项目名称
实 验 内 容
实验类型
计划学时
开出要求
实验者
类别
每组人数
1
煤的工业分析
测定煤的灰分、水分、挥发分和固定碳。
综合
4
必做
本科生
10
2
固体燃料的发热量测定
根据燃烧时贝克曼温度的变化计算燃料的各种发热量。
验证
4
必做
本科生
3
3
烟气的成分分析
分析烟气中CO2、O2、CO以及N2的百分含量。
验证
4
必做
本科生
2
4
气流压力、流速与流量测量
测量流动气体的压力、流速和注量。
验证
4
必做
本科生
5
5
水泥标准稠度、凝结时间、安定性的测定
检测样品的标准稠度、凝结时间、安定性。
验证
4
必做
本科生
3
6
水泥胶砂强度的测定
成型、养护和破型。
验证
4
必做
本科生
2
7
熟料游离氧化钙的测定
测定熟料中游离氧化钙的含量
验证
4
必做
本科生
1
8
水泥中三氧化硫的测定
离子交换法
验证
4
必做
本科生
1
9
混凝土力学性能实验
搅拌成型、脱摸养护、强度检测、塌落度试验
验证
4
必做
本科生
3
10
混凝土集料检测
砂、石的级配、砂子的细度摸数、含水量、含泥量测定
验证
4
必做
本科生
3
11
粉体的密度和比表面积的测定
测量样品的密度和比表面积。
验证
4
必做
本科生
1
12
粉体粒度分布的测定（沉降分析法）
用沉降法测定Pb微粒半径及分布。
验证
4
必做
本科生
4
2、专业实验室（二）
序号
实验项目名称
实 验 内 容
实验类型
计划学时
开出要求
实验者
类别
每组人数
综合性实验
1、原材料的制备和性能分析
配料计算，生料配合及粉磨，生料细度的测定，生料碳酸钙滴定值的测定。
综合
8
必做
本科生
6
2、合成或烧制过程
生料打饼、烘干、煅烧，各种设定温度下的生料易烧性的测定
综合
8
必做
本科生
6
3、过程的质量控制
熟料煅烧，掌握高温炉的使用方法，熟料中游离CaO测定，熟料显微结构分析
综合
8
必做
本科生
6
4、制品的物理化学性能检测
水泥组成的确定，水泥粉磨，水泥全套物理检验
综合
8
必做
本科生
6
大纲编写人：邱树恒、陈益兰、黄永春
大纲审核人：李浩璇、张刚生
大纲批准人：童张法
《无机非金属材料专业基础实验》课程教学大纲
授课专业：无机非金属材料
学时数；48 学分数：2.5
一、课程的性质目的
这门实验课程是包含有《工程材料微观结构学》，《无机非金属材料测试方法》和《无机非金属材料科学基础》三门课程相应开出的实验。这门实验课程是无机非金属材料专业本科生的专业基础和专业技术课程，其教学任务是通过学生实施实验，正确理解课堂上学习的理论知识，建立抽象的立体思维能力，并培养学生的动手能力，学会分析材料显微结构和操作测量材料显微结构常用仪器；通过参观工业测试中心实验室，让学生了解现代最先进的测试材料性能垢仪器，这对学生消化对应的理论课上学到的抽象理论，提高学生分析问题、解决问题的能力均有极大的帮助。该实验课是无机非金属材料专业学生的必修课程。
二、课程教学内容
第一部分 《工程材料微观结构学》实验
实验一. 对称要素的认识 （3学时）
通过学生自己寻找7个品系的木模型对称要素，让学生正确理解什么是晶体的对称要素，对称要素有几种，怎样找出它们的存在位置。依据每个模型存在的对称要素，正确理解对称要素的组合原则，学会找出L4i和L6i对称要素的规则。通过这个实验，培养学生的空间想象能力，建立抽象的思维。
本实验难点在于如何掌握寻找对称要素，尤其是反伸轴对称要素的寻找方法。
实验二. 晶体定向，晶面符号和晶棱符号的确定（3学时）
首先利用模型讲解在晶体中如何确定x、y和z方向，依据米氏符号确定法则如何确定晶面符号，进而确定晶棱符号，然后由学生独立完成七个晶系模型的晶面和晶棱符号的确定。
难点在于如何用对称要素确定x、y和z三个方向。
实验三，矿物物性的认识（3学时）
给出十种常见的硅酸盐工业使用的矿物，要求学生鉴定它们物理性质和光学性质，包括形态，比重，莫氏硬度（断口），光泽，条痕，颜色和透明度等，学会使用莫氏硬度计和利用素烧瓷板鉴定条痕和透明度。
难点是解理程度的判定，条痕与透明度关系的规律性。
实验四. 偏光显微镜和单偏光镜下的观察（3学时）
指导学生正确使用偏光显微镜，学会自己调节光路，对焦和调节亮度，找出见克线，利用见克线测定矿物折射率相对大小，学会观察无机非金属材料工业常见原料矿物的形态，颜色，突起和糙面等的情况，掌握如何判定闪突起。
难点是见克线观察和利用见克线判定折射率高低。
实验五. 正交偏光镜下的观察（一）（3学时）
学会观察矿物的干涉色方法，如何确定干涉色的级序和色序，懂得如何使用补色器。
难点是干涉色级序的判定。
实验六. 正交偏光镜下的观察（二）（3学时）
学会怎样在偏光显微镜正交系统下测定矿物的多色性，吸收性，延性，消光性质和双晶类型。
难点是消光类型的确定。
实验七. 锥光镜下的观察（一）（3学时）
让学生认识什么是偏光显微镜锥光系统，由学生自己设置这个系统，并利用这个系统观察一轴晶的干涉图，用一轴晶的干涉图来测量光性正负。通过本实验，使学生掌握调节锥光系统的方法。
难点是锥光系统的建立和调节。
实验八. 锥光镜下的观察（二）（3学时）
学会利用锥光系统观察二轴晶干涉图，利用垂直Bxa切面和斜交光轴切面的干涉图，测定二轴晶的光性正负，2V角的确定。
难点是二轴晶的干涉图观察和光性正负测定。
实验九. 反光显微镜结构及其使用（3学时）
通过讲解反光显微镜结构和用途后，由学生自己操作。观察水泥熟料，陶瓷和玻璃光片试样，学会分析岩相结构。利用显微镜——摄象头——电视屏幕显示系统向学生讲解岩相结构与工艺关系，让学生掌握光片制备技术。
难点是岩相结构的分析。
第二部分 《无机非金属材料测试方法》实验
实验一. X射线衍射技术与定性相分析（3学时）
通过对X射线衍射测量技术，由学生制备试样，老师测试，最后由学生分析测试结果，找出试样中的物相组成。
难点是试样中物相的确定。
实验二. 透射电镜及试样显微电子图象观察（3学时）
讲解透射电镜的结构原理和基本操作方法，了解如何制备试样，观察一些材料透射电子图象，分析其微观结构特征。
难点是分析透射电子图象特征。
实验三. 扫描电镜及试样的显微电子图象观察（3学时）
让学生了解扫描电镜的结构和基本原理，掌握制备试样的方法和基本要求，观察无机材料扫描电镜显微电子图象特征，学会分析SEM图。
难点是扫描电镜的显微结构图象的分析。
第三部分 《无机非金属材料科学基础》实验
实验一、粘土的ξ—电位测定（3学时）
要求学生掌握粘土颗粒带电的原因和带电的电性，及其影响因素，这是理论课的内容和要求。
该实验是通过测定粘土-水悬浮液中粘土颗粒的运动速度来计算粘土颗粒的ξ—电位，因此这种方法成为电泳法。本实验用到的设备有直流稳压电源、数字式电压表、生物显微镜、电泳槽、白金电极、微距摄像头、21英寸彩色电视机以及制备好的粘土—水悬浮液。
在开始试验前要求学生认真观看该实验的多媒体教学片，然后经过实验教师的再次示范及强调注意事项后，学生才能够开始动手进行实验操作。
实验结束后一周内学生要提交实验报告.
实验二. 粘土的差热分析（3学时）
在本实验中学生需要掌握差热分析的工作原理，这在多媒体教学片中有所论述。
本实验是通过连续测定粘土样品在恒速升温过程中热量的转移来确定粘土的脱水温度，进而判断样品为何种粘土。本实验需要用到的实验设备有卧式管式电炉、自偶变压器、热电偶、数/模转换卡、计算机及数据采集和绘图程序、打印机等。
在实验操作前学生需要认真观看本实验的多媒体教学片，然后经过实验教师的再次示范及交待注意事项后方可进行实验操作。
实验结束后一周内学生要提交实验报告。
实验三 淬冷法研究相平衡（3学时）
有关相图及相平衡的理论知识学生应该在相应的理论课中已经学过，本实验的目的是通过二氧化硅-氧化钠系统中某个组成的样品在指定高温下达到相平衡后的结构来验证书本上对应相图的状态，进而理解相图上任一点均代表系统状态的结论。同时经过本实验的学习和训练，学生能够掌握如何把样品的高温结构保留到常温进行结构分析的方法。
本实验需要用到的设备有立时管式电炉、可控硅温度控制器、白金坩埚、自偶变压器、偏光显微镜、微距摄像头、21英寸彩色电视机等。
在实验操作前学生需要认真观看本实验的多媒体教学片，然后经过实验教师的再次示范及交待注意事项后方可进行实验操作。
实验结束后一周内学生要提交实验报告。
实验四 失重法研究固相反应速度常数（3学时）
本实验的原理是热失重分析方法，该方法的原理将在本实验的多媒体教学片中有所论述，学生必须认真学习和掌握。
本实验用到的设备有立时管式电炉、可控硅温度控制仪、白金坩埚、千分之一精度的电子天平、计算机及相应的数据处理和作图程序。
在实验操作前学生需要认真观看本实验的多媒体教学片，然后经过实验教师的再次示范及交待注意事项后方可进行实验操作。
实验结束后一周内学生要提交实验报告。
三、课程教学的基本要求
在这门基础实验课程中进行的教学环节是实验原理和要求的讲解，实验操作的显示，学生自己动手做实验，记录实验结果和实验现象，书写实验报告，老师批改每份报告并给出成绩。要求学生在实验前先预习，在实验过程运用学过的理论知识，掌握正确的实验方法，书写实验报告要求规范和整洁，并能结合理论知识分析实验结果。通过基础实验课，能够让学生牢固掌握理论知识。实验教师在指导学生进行操作时必须做到“细心、耐心、诚心”（三心形象），尤其要注意学生在实验过程中的违规操作和电、热的安全问题。教师在指导实验过程中要做到主动提问、提示和解释，同时还要辅导学生分析实验结果，如有机会还应该向学生介绍计算机编程进行数据采集、处理、显示的原理。实验完成后学生按时上交实验报告。本课程一共48学时。考核方式是依据实验操作认真程度，考勤情况和实验报告成绩,给出一个综合成绩。
四. 建议教材与教学参考书
[1] 曹德光编，硅酸盐岩相学实验指导书及实验报告，广西大学西教材科印，1999.
[2] 杨淑珍等编，无机非金属材料测试武汉工业大学出版社，1991.
[3] 南京玻璃纤维研究设计院编，玻璃测试技术，中国建筑工业出版社，1987.
[4] 无机非金属材料教研室，《专业基础实验之二指导书》，2001年启用
[5] 陆佩文主编，《硅酸盐物理化学》，东南大学出版社出版，1991.1
二轴晶光率体为三轴不等的椭球体，干涉图比一轴晶复杂。它有五种切面类型及其对应的干涉图：①⊥Bxa切面的干涉图，②⊥OA切面的干涉图，③斜交切面干涉图，④⊥Bxo切面干涉图，⑤平行光轴面切面的干涉图。必须搞清四个位置，三个前提。
一、垂直锐角等分线（⊥Bxa）切面的干涉图
1.图像特点
（1）0°位置
当光轴面与上、下偏光的振动方向平行时，（这种切片在正交偏光镜下干涉色较低，但比垂直光轴切片干涉色高）。干涉图由一个黑十字及“∞”字形的干涉色色圈组成（图6-23，图6-24A；图版Ⅱ-5），黑十字交点为锐角等分线（Bxa）出露点，位于视域中心，黑带一粗一细，沿光轴面方向的黑带较细，尤以两个光轴出露点最细，垂直光轴面方向（即Nm方向）黑带较宽。在四个象限内出现干涉色色圈，色圈以两个光轴出露点为中心，越向外干涉色越高，色圈也越密。近光轴处色圈呈卵形向外合并成“∞”字形。干涉色色圈的多少与矿物的双折射率的大小及薄片厚度成正比。
图6-23 二轴晶⊥Bxa切面干涉图（上部为波向图，下部为立体图）
图6-24 二轴晶垂直Bxa切面的干涉图
（2）45°位置
旋转载物台，黑十字从中心分裂成两个弯曲的黑带。当光轴面与上、下偏光镜振动方向PP、AA成45°夹角时，黑带弯曲度最大，成双曲线对称出现（图6-24B），双曲线弯曲的顶点为两个光轴的出露点。两个光轴出露点连线为光轴面迹线方向，连线的中心为锐角等分线（Bxa）的出露点，两个光轴顶点间的距离与2V大小成正相关。光轴角越小，双曲线弯曲顶点距离越近，若两个光轴出露点在视域内，则2V＜45°；若两个光轴出露点在视域外，则2V＞45°。在转动载物台时，“∞”字形干涉色色圈仅随光轴出露点移动，其形状不改变。
（3）90°位置
转动物台至90°，则干涉图与0°位置时相似，仅粗细黑带及干涉色色圈的位置同时转动了90°（图6-24C）。
2.成因
二轴晶干涉图的成因，仍可用波向图解释。波向图可用拜阿特-弗伦涅尔定律（简称拜-弗定律）作出。也可用球面投影和正射投影方法作出。拜阿特-弗伦涅尔定律：沿任意方向射入二轴晶矿物的光波，其波法线与两个光轴构成相交的两个平分面，其夹角的两个平分面迹线方向就是垂直该光波的光率体椭圆切面的长短半径方向分布图（波向图），即该光波分解形成的两种偏光的振动方向（图6-25）。垂直Bxa切面的波向图也可应用拜阿特-弗伦涅尔定律在平面上直接作出。在垂直Bxa切面上，入射光波出露点与两个光轴出露点连线夹角的两个分角线方向，代表垂直该入射光波（波法线）的光率体椭圆半径方向（图6-26），即为两个偏光的振动方向。
（1）黑十字及弯曲黑带的成因
在垂直Bxa切面的波向图中（图6-27），当光轴面（AP）迹线方向与上、下偏光镜振动方向（AA、PP）之一平行时（图6-28 A）。在光轴面迹线方向及Nm方向上，光率体椭圆半径与 AA、PP平行或近于平行；在正交偏光镜间消光或近于消光，构成黑十字。在Nm方向上，光率体椭圆半径与AA、PP平行或近于平行的范围较宽，故其黑带较宽；在光轴面迹线方向上，光率体椭圆半径与AA、PP平行或近于平行的范围较窄，在光轴出露点处更窄，故光轴面迹线方向的黑带较窄，光轴出露点处更窄。
图6 25 拜阿特 弗伦涅尔定律
转动载物台，波向图中心部分的光率体椭圆半径首先与AA、PP斜交而变亮，所以黑十字从中心分裂。当光轴面与AA、PP成45°夹角时（图6-28B），只有两个弯曲黑带范围内的光率体椭圆半径与AA、PP平行或近于平行，在正交偏光镜间消光或近于消光，构成对称的两个弯曲黑带。
（2）干涉色色圈的成因
在黑十字或弯曲黑带范围以外，光率体椭圆半径与AA、PP斜交（图6-28），在正交偏光镜间发生干涉作用，如为白光光源，形成干涉色。
为什么构成“∞”干涉色色圈，而且干涉色级序愈外愈高?这是因为二轴晶矿物有两个光轴。在垂直Bxa的矿片中，Bxa方向垂直矿片平面，两个光轴方向是倾斜的（图6-29）。光波沿两个光轴方向射入时，不发生双折射，其光程差等于零，斜交光轴射入的光波，发生双折射，其光程差从光轴出露点的零起，向外逐渐增加，因而相应的干涉色以两个光轴出露点为中心，向外干涉色级序逐渐升高，愈外干涉色级序愈高。在两个光轴出露点的周围，光程差相等，干涉色相同的点，构成两个卵形。在Bxa出露点，光程差不再增加，干涉色级序不再升高，故其干涉色色圈相连而构成“∞”字形。
图6-26 拜阿特-弗伦涅尔定律平面示意图
图6-27 垂直Bxa切面的波向图（2V=60°）
图6-28 二轴晶垂直Bxa切面干涉图中黑十字（A）及弯曲黑带（B）的成因
3.垂直Bxa切面干涉图的应用
（1）确定轴性及切面方面
（2）确定光性符号
图6-29 垂直Bxa切面干涉图中干涉色色圈成因示意图（上为平面体，下为立体图）
前已述及二轴晶矿物的光性正负划分原则是：当Bxa=Ng时，为正光性；当Bxa=Np时，为负光性。所以只要测出Bxa是Ng还是Np，就可解决正负光性问题。因此必须搞清干涉图中的四个位置和三个前提。四个位置：①光轴出露点，②光轴面，③光轴面的法线是Nm，④Bxa 出露点（图 6-30）。三个前提：①Ng＞Nm＞Np，三者互相垂直，②光轴面法线方向永远是 Nm；③Bxa=Ng时，为二（+），Bxa=Np时，为二（-）。测定时，首先将光轴面转到与 AA、PP成45 °夹角的位置，此时干涉图为一对弯曲黑带，在光轴面迹线上，两个弯曲黑带顶点（光轴出露点）内外的光率体椭圆长短半径的分布方位因光性正负而不同（图6-31）。当确认干涉色级序后，加入试板，据其干涉色变化即可判断光性正负。
当干涉色图中弯曲黑带以外仅具Ⅰ级灰干涉色时，插入石膏试板，弯曲黑带变为Ⅰ级红，二弯曲黑带顶点之间由Ⅰ级灰变为Ⅱ级蓝，干涉色升高，同名半径平行（如图试板半径为已知），证明Bxa=Ng，故为正光性（图6-32B）。同上述现象相反，则为负光性（图6-32C；图版Ⅱ-6）。
图6-33表示干涉色色圈多的干涉图，加入云母试板后干涉色升降变化情况。图6-33中弯曲黑带变为Ⅰ级灰，而二弯曲黑带顶点之间，干涉色色圈向内移动，干涉色升高，同名半径平行，证明Bxa=Ng，为正光性。弯曲黑带凹方出现两个小黑团，且干涉色色圈向外移动，干涉色降低，异名半径中试板方位未变，但干涉色升降变化与图6-33A相反`，证明Bxa=Np，Bxo=Ng，为负光性。
图6-30 二轴晶⊥Bxa切面干涉图中Bxo与Bxa的投影方向
图6-31 二轴晶正光性晶体（+），负光性晶体（-）的垂直Bxa切面干涉图中，光轴面迹线上光率体椭圆长短半径的分布方位
（3）估计光轴角大小
根据两弯曲黑带之间距离，可以估计2V的大小（图6-34）。⊥Bxa干涉图处于45°位置时，根据两个光轴出露点之间距离即可估计光轴角的相对大小。如寻找金刚石的母岩——金伯利岩中的金云母，在岩矿鉴定中就常用⊥Bxa切面干涉图来区别黑云母。因为金云母光轴角较小，两个光轴出露点之间距离就较近；而黑云母光轴角较大，则两光轴出露点的距离就较大。
图6-32 二轴晶⊥Bxa切面干涉图正负光性测定
图6-33 二轴晶⊥Bxa切面干涉色圈多，加入云母试板后，色圈内移干涉色升高，色圈外移干涉色降低
二、垂直一个光轴（OA）切面的干涉图
1.图像特点
垂直一个光轴切面的干涉图相当于⊥Bxa干涉图的一半（图6-35～图6-38），其光轴出露点位于视域中心。另一半在视域外。
（1）0°位置
当光轴面与上、下偏光镜振动方向之一平行时，出现一个直的黑带及卵形干涉色色圈（双折率较大或薄片较厚）（图6-38A；图版Ⅱ-7），黑臂较细的地方为光轴出露点。
（2）45°位置
旋转载物台，当光轴面与上、下偏光镜振动方向成45°时，黑带弯曲度最大（图6-38B），其顶点为光轴出露点，位于视域中心，弯曲黑臂顶点凸向Bxa出露点。在观察时，这一点具有特殊的重要性。
（3）90°位置
旋转载物台至90°时，黑带又成一个直的黑带，但其方向已改变90°，如有色圈，也跟着转动，但其形状不变（图6-38C）。
（4）135°位置
黑带由至再度弯曲，且弯曲度最大（图6-38D）。在转动载物台过程中，光轴出露点始终位于视域中心。
2.⊥OA切面干涉图的应用
（1）确定轴性及切面方向
根据图6-38，旋转载物台黑臂不是上下、左右平行移动，而是弯曲移动，说明它是二轴晶，而光轴出露点始终位于视域中心，则是二轴晶垂直一个光轴切面的干涉图。
（2）估计光轴角2V的大小
在垂直光轴切面干涉图中，当光轴面在45°位置时，可根据黑带（消光影）的变弯曲程度估计光轴角2V的大小（图6-39），光轴角越大，黑带弯曲度越小；光轴角越小，黑臂弯曲度越大。当光轴角为0°时，两个光轴出露点合而为一，故两个弯带成直角而构成黑十字；当光轴角为90°时，黑带为一直带。
（3）测定光性正负
二轴晶垂直一个光轴切面干涉图（图6-40）相当于垂直Bxa干涉图的一半，光轴出露点位于视域中心，围绕光轴出露点有卵形干涉色色圈。
图6-34 二轴晶⊥Bxa干涉图上根据消光影之间的距离估计2V大小
确定垂直一个光轴切面干涉图的光性符号正负，可以把它当成⊥Bxa切面的干涉图的一半，另一半在视域外，在45°位置时，视域内弯曲黑带的凸方指向Bxa出露点，加入试板后观察光轴出露点两侧区域干涉色变化。根据补色法则便可确定光率体长短半径的分布，确定Bxa为Ng或Np，从而确定光性正负（图6-40，6-41；图版Ⅱ-8）。斜交光轴的切片中，光轴在矿片中的位置是倾斜的。既不垂直锐角等分线（Bxa），也不垂直光轴（OA），但是较接近于它们的斜交切面，属斜交光轴切面干涉图，其黑带及干涉色色圈均不完整，转动载物台，黑带弯曲移动，在45°位置时，弯曲黑带顶点（光轴出露点）不在视域中心。斜交光轴切面的干涉图有两种类型。
图6-35 二轴晶⊥OA干涉图（上部为干涉图，下部为立体图）
图6-36 二轴晶⊥OA干涉图（光轴面在0°位置）
图6-37 二轴晶垂直一个光轴干涉图（光轴面在45°位置）
晶体光学与造岩矿物
图6-39 二轴晶垂直一个光轴切面干涉图利用消光影弯曲程度估计2V大小
图6-40 垂直一个光轴切面干涉图
图6-41 垂直一个光轴切面干涉图
三、斜交切面的干涉图
1.图像特点
二轴晶斜交切面干涉图是二轴晶矿物中最常见的干涉图，它的光轴在矿片中的位置是倾斜的，它既不垂直Bxa，也不垂直光轴（OA）。由于斜交角度不同，其图像类型较多，但常见的有两种类型。
（1）斜交Bxa切面的干涉图（6-42上）
①Bxa出露点偏离视域中心，转动物合，黑臂的移动及出现的图形不像垂直Bxa切面干涉图那样完整。
②黑带与干涉色色圈均不完整，转动载物台黑带弯曲移过视域。
③当光轴面与上、下偏光镜振动方向成45°位置时，弯曲黑带顶点连线不通过视域中心。
（2）斜交光轴切面的干涉图（6-42下）
图6-42 二轴晶斜交Bxa切面（上）和斜交光轴切面（下）的干涉图
①光轴出露点偏离视域中心，转动物台，黑带的移动及出现的图形不像垂直光轴切面干涉图那样完整。
②当光轴面与上、下偏光镜振动方向之一平行时，直黑带不通过视域中心而偏向视域的一侧。
③转动载物台，黑带弯曲，当光轴面与上、下偏光镜振动方向成45°时，弯曲黑带顶点不在视域中心。
如果光轴倾角不大时，弯曲黑带顶点在视域之内，如果光轴倾角较大，则弯曲黑带顶点在视域之外。要注意二轴晶斜交光轴的黑带是斜扫十字丝移动；一轴晶斜交光轴的黑带是平行十字丝移动。
2.斜交切面干涉图应用
（1）确定轴性及切面的方向
（2）测定光性符号
斜交切面干涉图，可视为垂直Bxa切面干涉图的一部分。转动载物台，根据黑带弯曲移动情况，找出黑带弯曲顶点的凸凹方向之后，便可确定锐角区、钝角区，黑带（消光影）突出一侧总是朝向锐角等分线出露点，插入试板即可按垂直Bxa切面干涉图的方法测定光性符号：Bxa=Ng，为二轴正光性，Bxa=Np，为二轴负光性。
在实际鉴定中，二轴晶斜交切面干涉图最常见，因此，必须熟练掌握弯曲黑带移动规律。
四、垂直钝角等分线（⊥Bxo）切面干涉图
1.图像特点
（1）当光轴面与上、下偏光镜振动方向之一平行时，为一个粗大的黑十字（图6-43，6-44A），黑十字交点为Bxo出露点，光轴出露点在视域之外。黑十字的四个象限仅出现一级灰干涉色。
（2）转动载物台，黑十字较快的分裂成两个弯曲黑带（图6-44B），沿光轴面方向退出视域（转角为12°～35°）。
（3）当光轴面与上、下偏光镜振动方向成45°夹角时，弯曲黑带间距离最远，其顶点仍为光轴出露点，都在视域之外（图6-44C）。
图6-43 二轴晶⊥Bxo切面干涉图
图6-44 二轴晶⊥Bxo切面干涉图
（4）继续转动载物台，弯曲黑带逐渐靠近，至90°时又出现一个粗大的黑十字。继续转动载物台，黑十字又分裂。
2.成因
在⊥Bxo切面的波向图（图6-45）中，当光轴面与上、下偏光镜振动方向之一平行时，比较多的光率体椭圆半径与上、下偏光镜振动方向平行或接近平行，在正交偏光镜间消光或近于消光，构成粗大的黑十字。旋转载物台，大多数光率体椭圆半径与AA、PP斜交，而且是中心部位首先斜交，AP方向边部最后斜交。因此，粗大的黑十字较快地从中心分裂，沿AP方向退出视域。
当矿物的2V很大时，两个光轴间的钝角与锐角大小接近，⊥Bxo切面的干涉图与⊥Bxa切面的干涉图不易区分。当矿物的2V很小时，两个光轴间的钝角很大，⊥Bxo切面干涉图中，两个光轴出露点之间的距离很长。转动载物台时，黑十字分裂退出视域的速度快（即逸出角小），此时⊥Bxo切面干涉图难于与平行光轴面切面干涉图区别。
3.⊥Bxo切面干涉图的应用
应用逸出角法确定属于⊥Bxo切面干涉图后，可用于确定矿物的切面方向和测定光性符号。
当光轴面与上、下偏光镜振动方向成45°夹角时，视域中心为Bxo出露点（图6-44C），在两个弯曲黑带顶点之间，与光轴面迹线一致的方向是Bxa的投影方向，垂直光轴面迹线的方向为Nm方向。加入试板后，根据视域内干涉色的升降变化，可确定光性符号。但一般不用这种切面测定光性符号。
五、平行光轴面（∥AP）切面的干涉图
1.图像特点
其图像特点与一轴晶平行光轴切面的干涉图相似，正交镜下干涉色最高。
（1）当Bxa和Bxo方向分别平行AA、PP时，为一个粗大模糊的黑十字，几乎占据整个视域（6-45）。
（2）转动载物台，粗大黑十字分裂并沿Bxa方向迅速退出视域。一般转角为7°～12°。因变化迅速，又称瞬变干涉图或闪图。
（3）当Bxa方向与AA、PP成45°夹角时，视域最亮。如果矿片的双折率较大或矿片较厚，可看到对称的弧形干涉色带（图6-46）。在Bxa方向上，从中心向两边干涉色级序降低，在Bxo方向上，从中心向两边干涉色级序稍升高或相近，即Bxa方向的干涉色低于Bxo方向。
图6-45 平行光轴面切面干涉图（下部为立体图，上部为干涉图）
图6-46 平行光轴面切面干涉图
图6-47 平行光轴面切面波向图（2V=60°）
2.成因
在平行光轴面切面的波向图中（图6-47），当Bxo分别与AA、PP平行时，几乎所有的光率体椭圆半径与AA、PP平行或近于平行，在正交偏光镜间消光或近于消光，构成粗大模糊的黑十字。旋转载物台，几乎所有光率体椭圆半径都与AA、PP斜交，而且是中央部位首先斜交，故粗大黑十字从中心分裂，并迅速退出视域，整个视域明亮。为什么Bxa方向的干涉色级序低于Bxo方向?这是因为Bxa方向的双折率总是小于Bxo方向的双折率。
3.平行光轴面切面干涉图的应用
（1）当轴性已知时，可用以确定切面方向。但不能用以确定轴性，因为这种切面的干涉图与一轴晶平行光轴切面干涉图难于区分。
（2）当轴性已知时，亦可用以测定光性符号。根据黑带退出视域方向45°位置时干涉色级序较低的方向为Bxa方向，找出Bxa在干涉图中的方位后（图6-46），加入试板，根据整个视域内干涉色级序的升降变化，确定Bxa是Ng还是Np，确定光性符号。或取消锥光装置，使Bxa方向在45°位置，加入试板，观察矿片干涉色升降变化，确定Bxa是Ng或是Np，确定光性符号，但一般不用这种切面测定光性符号。
一、基本要求
1.认识二轴晶矿物垂直Bxa切面、垂直光轴切面及斜交切面干涉图的图像特征。
2.学会应用垂直Bxa和垂直光轴切面干涉图测定光性符号的方法。
3.学会利用垂直光轴切面干涉图估测光轴角的方法。
二、实验内容和方法
1.观察白云母垂直Bxa切面干涉图的特征，测定白云母光性符号，并估计2V大小
提示：图像特点
（1）0°位置：光轴面与上、下偏光镜振动方向之一平行时，干涉图由一个黑十字和“∞”字形干涉色色圈组成。黑十字交点为Bxa出露点，组成黑十字的两条黑带粗细不等。沿光轴面迹线方向的黑带较细，在两个光轴出露点的位置更细。垂直光轴面方向，黑带较宽，越向外越宽。“∞”字形干涉色色圈以两个光轴为中心，越向外干涉色越高，干涉色色圈也越密。干涉色色圈的多少与矿物的双折率大小及薄片厚度成正比。
（2）45°位置：旋转载物台45°，使光轴面与上、下偏光镜振动方向成45°夹角，黑十字分裂为双曲线黑带，黑带弯曲顶点为光轴出露点，两光轴出露点的连线是光轴面迹线方向，垂直光轴面迹线的方向为Nm方向。
垂直Bxa切面干涉图处于45°位置时，根据两个光轴出露点之间距离大小，表示光轴角的相对大小。
若两个光轴出露点在视域内，则2V＜45°。
若两个光轴出露点在视域外，则2V＞45°。
光轴角越小，双曲线弯曲的顶点距离越近。
（3）90°位置时：干涉图与0°位置时相似，仅粗细黑带及干涉色色圈的位置同时转动了90°。
提示：确定二轴晶光性符号正负要领：
（1）Ng＞Nm＞Np；
（2）光轴面法线方向永远是Nm；
（3）Bxa=Ng，为二轴晶正光性（+）；Bxa=Np，为二轴晶负光性（-）。
2.观察重晶石垂直一个光轴切面干涉图的特征，测定光性符号正负，并估计2V大小
提示：图像特点
二轴晶垂直一个光轴切面干涉图相当于垂直Bxa干涉图的一半，光轴出露点位于视域中心，围绕光轴出露点有卵形干涉色色圈。
提示：确定垂直一个光轴切面干涉图的光性符号正负，可把垂直光轴干涉图当成垂直Bxa干涉图的一半，在45°位置时，视域内弯曲黑带的凸方指向Bxa出露点，加入试板，根据补色法则确定光率体椭圆半径的分布，确定Bxa为Ng或Np，从而定出光性符号的正负。
估计光轴角2V的大小：
在二轴晶垂直光轴切面干涉图中，当光轴面在45°位置时，可根据黑带的弯曲程度估计光轴角2V的大小。光轴角越大，黑带弯曲度越小；光轴角越小，黑带弯曲度越大。当光轴角为90°时，黑带为一直带；当光轴角为零时，两个光轴出露点合而为一，故两个弯带成直角而构成黑十字。
3.斜交光轴切面干涉图
提示：图像特点
不垂直Bxa：相当于垂直Bxa切面干涉图的一部分。
不垂直光轴：在45°位置时，弯曲黑带顶点不在视域中心。
4.垂直Bxo切面干涉图
5.平行光轴面切面干涉图
三、思考题
1.二轴晶垂直光轴干涉图与一轴晶垂直光轴干涉图有何区别?
2.如何确定二轴晶垂直Bxa和垂直光轴干涉图中光轴面迹线上的光率体椭圆长短半径的分布方位?
3.二轴晶斜交光轴切面干涉图与一轴晶斜交光轴切面干涉图如何区别?
4.确定矿物的轴性、光性符号应选什么方向的切面?它在单、正交偏光镜下有何特点?
实验六 锥光镜下二轴晶晶体光学性质观察
晶体光学与造岩矿物
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