光性矿物学PPT讲稿.ppt

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1、光性矿物学第1页，共46页，编辑于2022年，星期五第2页，共46页，编辑于2022年，星期五第3页，共46页，编辑于2022年，星期五第六章第六章 常见矿物的光学性质常见矿物的光学性质一、石榴石一、石榴石一般化学式为R32+R23+(SiO4)3，式中R32+Mg,Fe,Mn,Ca，R23+Al,Fe,Cr等。常见的端元分子有：镁铝石榴石(Mg3Al2Si3O12)、铁铝石榴石(Fe3Al2Si3O12)、锰铝石榴石(Mn3Al2Si3O12)；钙铝石榴石(Ca3Al2Si3O12)、钙铁石榴石(Ca3Fe2Si3O12)、钙铬石榴石(Ca3Cr2Si3O12)等。石榴石广泛见于各种变质岩中

2、，并主要为镁铝石榴石、铁铝石榴石、锰铝石榴石和钙铝石榴石构成的连续类质同象系列。钙铁石榴石主要见于矽卡岩中，钙铬石榴石见于蛇纹岩中。光学特征均质体，无色、浅红色到浅褐色等，高正突起，N1.7052.01。常见各种包体及成分环带等。第4页，共46页，编辑于2022年，星期五Garnet in mica schist with inclusions showing“S”type structure第5页，共46页，编辑于2022年，星期五第6页，共46页，编辑于2022年，星期五第7页，共46页，编辑于2022年，星期五Eclogite 第8页，共46页，编辑于2022年，星期五A large g

3、arnet crystal is replaced by chlorite第9页，共46页，编辑于2022年，星期五A garnet skeleton contains a large amount of plagioclase and quartz inclusions第10页，共46页，编辑于2022年，星期五第11页，共46页，编辑于2022年，星期五第12页，共46页，编辑于2022年，星期五第13页，共46页，编辑于2022年，星期五第14页，共46页，编辑于2022年，星期五二、石英结构式为SiO2，同质多相变体有：石英、石英、鳞石英、方石英、柯石英和斯石英等。此外还有蛋白石（含水

4、非晶质氧化硅，SiO2nH2O），玉髓（氧化硅的隐晶集合体）等。第15页，共46页，编辑于2022年，星期五二、石英岩石中最常见为石英，其主要特征如下：三方晶系，No=1.544,Ne=1.553(+)Ne-No=0.009。薄薄片片中中无无色色、低低正正突突起起、一一级级灰灰白白干干涉涉色色，常常见见波波状状消消光光，一一轴轴晶晶正正光光性性，无解理，一般无双晶。无解理，一般无双晶。第16页，共46页，编辑于2022年，星期五Agranite第17页，共46页，编辑于2022年，星期五Biotite schist第18页，共46页，编辑于2022年，星期五Coesites in garnet

5、 from Alps第19页，共46页，编辑于2022年，星期五Coesite-SiO2,Alps,Chopin,1984Coesite and UHPM第20页，共46页，编辑于2022年，星期五A mylonite from Tongbai Mountains第21页，共46页，编辑于2022年，星期五Sub-grains in quartz Thecrystalstructureofthisquartzgrainhasbeendeformed(probablybylow-grademetamorphism)toproducesub-grains.第22页，共46页，编辑于2022年，星期

6、五QuartareniteQuartzarenitesarepurequartzsandstones(95%quartz),oftenrepresentingreworkedsedimentarydeposits.Thephoto,undercrossedpolarizers,showssubroundedquartzgrainscementedbyquartzinopticalcontinuitywiththegrains.Quartzovergrowthsaroundindividualgrainsareidentifiablebecauseofathinveneerofhematited

7、ustaroundsomeoriginalgrainboundaries.第23页，共46页，编辑于2022年，星期五三、长石类三、长石类长石类是最重要的造岩矿物，它构成地壳的50。长石类矿物是架状结构的K、Na、Ca的铝硅酸盐。三斜晶系、单斜晶系或斜方晶系。结构通式为：M(Al,Si)Si2O8，其中M=K,Na,Ca,Ba等。组成长石的主要组分有：钾长石KAlSi3O8(Or)、K=Na钠长石NaAlSi3O8(Ab)、NaSi=CaAl钙长石CaAl2Si2O8(An)和Ca=Ba钡长石BaAl2Si2O8(Cn)等。第24页，共46页，编辑于2022年，星期五三、长石类三、长石类碱性长

8、石系列碱性长石系列：由钾长石和钠长石所构成，高温时为连续固溶体系列，低温时为不连续固溶体系列。斜长石系列斜长石系列：有钠长石和钙长石所构成，为连续固溶体系列。第25页，共46页，编辑于2022年，星期五长石的分类用高温（上）和低温（下）相对应的两个图解表示。AbOr为碱性长石系列为碱性长石系列，AnAn为斜长石系列为斜长石系列，它们可以在一定条件下混溶，而Or和An间是不混溶的。AbOr为为碱碱性性长长石石系系列列，在低压高温条件下，OrAb为连续系列；在低温条件下，OrAb不能成为连续系列，即在缓慢冷却后，钠长石从钾长石中出溶出来，构成条纹长石。AbAn构成连续系列构成连续系列，按着钙长石组

9、分的百分含量把斜长石分为钠长石、更长石、中长石、拉长石、倍长石和钙长石六种。第26页，共46页，编辑于2022年，星期五长石类的一般特征长石类的一般特征薄片中无色、低突起（有正有负）。一般碱性长石多为负突起，斜长石类多为正突起。双折率低（0.0060.013），干涉色为I级灰灰白。自形长石呈平行c轴或a轴的柱状，或呈平行(010)的板状。001和010两组解理都较完全，另有110解理很差。长石经常由于风化和热液蚀变而转变为高岭土、绢云母、沸石、黝帘石和方解石等。长石类还经常发育以下一些特征，对显微镜下观察、鉴定很有意义，包括：第27页，共46页，编辑于2022年，星期五1双晶双晶长石类双晶种类

10、很多，常和其成因有密切关系，常见类型有：（1）卡斯巴双晶，属简单双晶，双晶结合面多为(010)，常见于碱性长石中。（2）钠长石双晶，为聚片双晶，双晶轴垂直(010)面，双晶结合面为(010)，广泛见于斜长石类中。（3）肖钠长石双晶，简称为肖钠双晶，多为聚片双晶，双晶轴为b轴，双晶结合面为一菱形切面，包含b轴，同(010)面近于垂直，见于斜长石中。肖钠双晶经常与钠长石双晶复合成格子双晶，见于微斜长石、歪长石和斜长石中。微斜长石中的格子双晶呈特征的纺锥状，而斜长石中的格子双晶一般比较规则。第28页，共46页，编辑于2022年，星期五1双晶双晶（4）卡斯巴钠长石复合双晶简称为卡钠复合双晶，常见于中、

11、基性斜长石中，表现为斜长石分为卡斯巴双晶的两部分，而每部分又都有钠长石聚片双晶。此外，还见有巴温诺双晶和曼尼巴哈双晶等。第29页，共46页，编辑于2022年，星期五第30页，共46页，编辑于2022年，星期五2条纹条纹结构是碱性长石一种常见的结构，由钾长石和钠质斜长石作为主、客晶两部分组成，每一部分各自具有一致的光性方位，在正交偏光镜下，各自同时消光。当主晶为钾长石，客晶为钠质斜长石时，为正正条条纹纹长长石石，通常称为条纹长石。若主晶为斜长石，客晶为钾长石时，称为反反条条纹纹长长石石。如果主、客晶数量相近，则称为中条纹长石。条纹长石中条纹的形态复杂多样，常见的有脉状、模状、枝状、棒状、滴状、羽

12、状、补片状等。关于条纹长石的成因主要有两种：交代和出溶。第31页，共46页，编辑于2022年，星期五2条纹条纹长石中条纹的形态复杂多样，常见的有脉状、模状、枝状、棒状、滴状、羽状、补片状等。关于条纹长石的成因主要有两种：交代和出溶。第32页，共46页，编辑于2022年，星期五granulitegranulite第33页，共46页，编辑于2022年，星期五Sill-cord zoneMigmatitic gneiss from Altay withG+cd+sill+bi+kf+(pl+q+Melt)第34页，共46页，编辑于2022年，星期五3环带构造环带构造主要见于斜长石中，表现为在正交偏光

13、镜间长石晶体自核心向边部有不同消光位的同心环带。环带构造可分为三种类型：正环带，斜长石自核部向边部Na质逐渐增加，即核心为基性斜长石，边部为酸性斜长石。反环带，斜长石自核部向边部Na质逐渐减少。韵律环带，斜长石由核部向边部成分呈韵律性变化，主要见于浅成岩和火山岩中。第35页，共46页，编辑于2022年，星期五b.Zonedplagioclasetwinnedonthecarlsbadlaw.Andesite,CraterLake,OR.Fieldwidth0.3mm.JohnWinterandPrenticeHall.第36页，共46页，编辑于2022年，星期五Myrmekite Myrmek

14、itictexturedefinedbywormy(rounded)intergrowthsofquartzandK-feldsparinplagioclasewhichisadjacenttoK-feldspar.Probablyformsasaresultofsubsolidusexchange.Comparethistexturetomicrographictexture.4蠕英石棒状、枝状和蠕虫状的石英与斜长石构成的显微交生体，多产于钾长石与斜长石接触部位的斜长石边缘，多与交代作用有关，当碱性长石中的K被斜长石中的Na、Ca交代时，要释放出多余的SiO2，而形成蠕英石。第37页，共46

15、页，编辑于2022年，星期五5花斑状交生和文象交生棒状和/或枝状的石英与钾长石的交生，称为花斑状交生。当石英的棒、枝状体相互平行且较粗大，肉眼可以辨认时，称为文象交生。这种交生多认为与共结有关。第38页，共46页，编辑于2022年，星期五AlSiSi（一）碱性长石亚类1、成分及结构特征碱性长石是钾长石KAlSi3O8(Or)和钠长石NaAlSi3O8(Ab)构成的系列，高温时为连续混溶，低温时为不连续混溶。碱性长石中通常含有不到5的钙长石分子。一般可进一步划分为：（1）富钾长石类：透长石、正长石、微斜长石。（2）富钠长石类：钠长石、歪长石。（3）钾钠质长石类：条纹长石。长石是具有架状结构的铝硅

16、酸盐矿物，其结构特点为硅氧和铝氧四面体以顶角相连构成格架，其间充填K、Na、Ca等阳离子。长石的有序无序指的是长石晶体格架中Si、Al的分布情况。第39页，共46页，编辑于2022年，星期五在高温条件下，Al的排列是无规律的、任意的，从统计学上讲，各个位置被替代的概率是相等的。称为无序结构，如透长石。而在低温条件下，Al在所有AlSi3单位中都倾向于占据同一相对位置，称为有序结构，如微斜长石。介于有序和无序之间的称为部分有序结构，如正长石。长石由高温有序向低温无序转变过程中，其对称程度降低。如在富钾长石中，高温透长石（单斜晶系）第40页，共46页，编辑于2022年，星期五2、一般光性特征、一般

17、光性特征碱碱性性长长石石属属于于单单斜斜和和三三斜斜晶晶系系，001和和010解解理理发发育育，晶晶体体常常沿沿(010)，有有时时为为a轴轴成成板板状状或或柱柱状状。薄薄片片中中无无色色，负负低低突突起起，干干涉涉色色I级级灰灰灰灰白白。二二轴轴晶晶负负光光性性。常常发发育育发发育育卡卡氏氏双双晶晶和和其他简单双晶，易发生高岭土化其他简单双晶，易发生高岭土化。1、透长石SanidineKAlSi3O8，成分中可出现一定的Na，单斜晶系，晶体沿(010)成板状或沿a轴成短柱状。透长石是高温的产物，见于火山岩中。2、正长石OrthoclaseKAlSi3O8，成分中可出现一定的Na，可达到20。

18、正长石是钾长石的亚稳相变体，具有部分SiAl有序结构。通常所说的正长石是从光学意义上讲的，实际上正长石是具有超显微双晶和超X射线双晶的三斜系钾长石组成。故称为假单斜晶系。晶体常沿a轴呈厚板状。常产于酸性和碱性成分的侵入岩中。3、微斜长石MicroclineKAlSi3O8，成分中可出现一定的Na。含有多量Rb、Cs的绿色微斜长石变种称为天河石。微斜长石是在低温条件下结晶的具有SiAl有序结构的钾长石稳定变体。常发育似纺锤状的格子双晶。见于花岗岩、伟晶岩和区域变质岩中。第41页，共46页，编辑于2022年，星期五（二）斜长石亚类（二）斜长石亚类1、斜长石的成分特征由钠长石NaAlSi3O8(Ab

19、)和钙长石CaAl2Si2O8(An)所构成的连续固溶体系列。一般习惯上利用An的百分含量进一步划分斜长石属种。如下：斜长石属种钙长石分子（An）钠长石更（奥）长石中长石拉长石倍长石钙长石010203030505070709090100人们通常把斜长石中钙长石分子的百分含量称为斜长石的号码，表示为An15等。通常还把An50%的称为基性斜长石第42页，共46页，编辑于2022年，星期五2、斜长石的光性特征、斜长石的光性特征斜长石属于三斜晶系，001和010解理发育，夹角8687，晶体常沿a轴有时为c轴成板状或柱状。薄片中无色，钠长石和部分更长石为负低突起、中性和基性斜长石为正低突起，折射率随A

20、n分子的增高而增高。干涉色I级灰黄白。斜长石的最大特征为发育钠长石双晶、卡钠复合双晶和肖钠长石聚片双晶等。中性斜长石常具有环带结构。斜长石极易蚀变，基性属种常发生钠黝帘石化，酸性属种发生绢云母化。3、斜长石成分的光学鉴定法这里主要介绍使用普通光学显微镜测定斜长石成分的方法。如卡钠复合双晶消光角法，垂直(010)晶带最大消光角法，垂直a轴的切面上测定Np（010）的消光角，平行a轴晶带中的最大消光角法（微晶法）等。第43页，共46页，编辑于2022年，星期五（1）垂直）垂直(010)晶带最大消光角法晶带最大消光角法在垂直（010）晶带，即在垂直于钠长石双晶结合面的切面上，测定Np（010）的最大

21、消光角法，以测定斜长石的成分。晶晶粒粒的的选选择择：垂直（010）晶带的特征是具有钠长石双晶，且双晶纹最细，010解理纹也最细，升降物台，纹线不发生左右移动，当双晶纹平行十字丝或位于45位时，双晶两部分亮度相等，不显双晶。测测定定方方法法：对选择好的晶粒分别测定双晶两部分的消光角Np(010)。两个消光角相差不应超过23，取其平均值，一般要测定510个颗粒，取其最大值，然后查图。当消光角小于20时，需要确定正负。方法是比较Np与树胶的折射率，当Np大于树胶时为正角，小于树胶时为负角。第44页，共46页，编辑于2022年，星期五（1）垂直斜长石）垂直斜长石(010)晶带最大消光角法晶带最大消光角

22、法第45页，共46页，编辑于2022年，星期五（2）卡钠复合双晶消光角法当薄片中的斜长石发育卡钠复合双晶时，应用此法。只需测定一个颗粒即可。颗粒选择：当双晶纹平行十字丝或位于45位时，钠长石双晶明暗程度相等，不显双晶，只见双晶结合缝，但显示卡氏双晶。测量方法：分别测定卡氏双晶二单体上的钠长石双晶消光角，如某一单体的消光角为X1和X2，平均值为X，另一个单体测得的消光角为Y1和Y2，平均值为Y。当两个消光角的值都小于16时，需要确定正负，方法仍为比较Np与树胶的折射率。（3）在垂直a轴的切面上测定Np（010）的消光角颗粒选择：垂直a轴颗粒特征为：切面的形状往往近于方形；能同时见到001和010两组解理，且升降物台解理缝不左右移动；能见到钠长石双晶，并以双晶结合面对称消光。测定方法：测定钠长石双晶两个单体的消光角Np（010）。消光角仍有正负之分，判断方法为当Np位于001和010两组解理的锐角范围（87）时为正角，位于钝角范围（93）时为负角。第46页，共46页，编辑于2022年，星期五