总论及偏光显微鉴定.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,工艺矿物学课件 适用专业：矿物加工工程,1总论,工艺矿物学所面临的问题；工艺矿物学的研究对象、研究内容；工艺矿物学研究中的取样问题及常见的样品处理方法。,2矿物的偏光显微镜下鉴定,晶体光学基本知识；偏光显微镜的构造及使用方法；透明矿物在偏光显微镜下的光学性质；,3反光显微镜下的矿物鉴定,反光显微镜的构造；矿物的反射率与双反射；矿物的反射色和反射多色性；矿物的内反射；矿物的均质性和非均质性；矿物的硬度；结构；矿物的浸蚀鉴定；矿物的磁性、导电性、脆性和塑性等。,4矿物材料研究中常用测试技术,X射线衍射分析；透射电镜；扫描电镜；电子探针微区分析；俄歇电子能谱表面微区分析；热分析方法（差热和热重）原理及方法,教学内容,5矿物的定量分析方法及原理,分离矿物的基本工艺方法；显微镜下矿物的定量分析；化学多元素分析方法；自动图象分析仪矿物定量方法；X射线衍射分析法。,6原料与产物中元素的赋存状态,元素的存在形式；元素存在状态的研究方法；元素的配分计算方法。,7矿物颗粒的粒度测量,矿物的嵌布特征与颗粒粒度；矿物嵌布特征在矿物分选中的意义。,8矿物的单体解理研究,矿物的解理与连生；工艺矿物流程图。,总论,1、,工艺矿物学研究所面临的问题,；,2、,工艺矿物学的研究对象,；,3、,工艺矿物学研究内容,；,4、,工艺矿物学研究中的取样问题,3 工艺矿物学研究内容,作为一门独立的边缘性学科，工艺矿物学研究的内容广泛而深刻。同时随着矿产资源综合利用程度的不断深化和工业技术水平的提高，研究领域将会继续延伸和拓宽。,从学科的历史发展和今后可以预见的一个时期来看，其研究领域主要有以下10个方面,。,（1）原料与产物中的矿物组成,这是工艺矿物学的一项基础性工作。其主要任务是，,查清原料与产物中所有矿物种(亚种)属；判明各主要矿物成分的变化规律；考察伴生物质的特征，确定各组分的含量。,矿物组分既是生产工艺运行质量的重要体现，又是制造加工时参与物理、化学作用的直接对象。,因而在一项具体的工艺矿物学研究里，对它的考察，是关系到整个研究工作成功与否的关键，也是难度最高的一项工作。,选矿工业生产中的矿石，由于是天然矿物集合体，因而对它的矿物组成研究更为复杂；加工利用时更是利弊各异，以上各性质又相互矛盾。,进行组成矿物研究时,，,对矿床中的矿物，不能只着眼于当前有用,的,矿石矿物，对脉石和可能混入的围岩矿物同样也要加以认真考查。,地质探矿储量计算时，尽管仅考虑对矿石矿物的回收，但选别,、,加工时，作为与之相伴的脉石矿物同样要参与全部分选过程。对脉石矿物一无所知或所知甚少，都将影响矿石矿物的有效回收。,今天认为是无用的脉石矿物,，,随着工业技术的进步，成为矿石矿物的事例也是很普遍的。,（,page4,人们对铂金矿石的认识过程）,（,2）原料与产物中的矿物粒度分析,粒度是矿物的一种重要的几何形体特征,，,对产品质量和生产工艺都有重要影响。,矿石分选时，矿物特别是有用矿物的粒度大小，既是,确定磨矿细度和破碎方法,的关键因素，又对,流程方案的选择,有,重要,影响。,例如当从金矿中提取,含,金矿物时，如含金矿物是0.2550,mm,以上的粗粒，宜采用重选工艺予以回收；对于74,um,的金矿物则多用浮选法回收；当粒度在510,um,以下时，氰化法是最有效的方式。,（3）原料与产物中元素的赋存状态,所谓赋存状态，是指元素在原料或产物中的存在形式及其在各组成物相中的分配比例，一种元素可以有多种不同的存在形式，而,加工工艺方法通常是随矿物相的不同而改变,。（如铁矿石中铁元素的赋存状态）,（4）矿物在工艺加工进程中的性状,矿物在生产工艺中受到既定的物理或化学作用时，所呈现的状态形式的改变，即为它的性状。,选矿工艺中，矿石受到破碎、磨矿作用时，原来相互紧密聚集的各种矿物，由于矿石分裂成小体积的碎粒，使得部分矿物解离为单体，矿物由共生改变为单体即为矿物的一种性状。,物相,磁性铁,硅酸铁,硫酸铁,氧化铁,全铁，,含量,%,24.32,1.60,1.33,0.40,27.65,分布率，%,87.96,5.78,4.81,1.45,100,表2-2 矿石铁物相化学分析结果,（5）矿物工艺性质改变的可能性和机理,按分选要求使矿物工艺性质朝预定方向作某种程度的改变，是浮选中早已普通采用一种作法。,在矿浆里添进,捕收剂,后，部分矿物表面的,疏水性,增强，矿粒就易于为气泡所捕收。相反，使用,抑制剂,，矿物表面将为亲水性的薄膜所包围，可阻止捕收剂与矿物表面的作用。,然而，由于缺少对矿物与药剂作用机理的深入研究，浮选工艺中这一成功的作法，大多仍旧停留在,经验性积累和机械模仿,上。,实际上，受到各种外力作用的矿粒，工艺性质都会有程度不同的改变。,实例：经超声波处理后的矿粒，不仅表面的污垢被清除，而且晶体内部结构缺陷也要发生变化。,（6）判明尾矿和废渣综合利用的可能性,工业废渣包括各种冶金炉渣、燃煤锅炉渣、火电站的煤灰渣等。每冶炼lt铁，会产生3001000kg的高炉渣；锅炉每消耗1t煤将产生150450kg煤渣。这些废渣不仅堵塞场地，河流，交通，而且还污染空气。因此工业上一直在寻求对它们的综合利用。,选矿厂产生的尾矿和废渣相比，不仅数量多，而且组成复杂，含有的有用成分的价值也高。,实例：,选金厂的尾矿，除了可提取出金、银等元素外，高含量的硫化矿物又是生产硫酸的好原料；,选铁后的尾矿通过处理可以作为充填材料使用。,（7）矿物的工艺性质与元素组成和结构的关系,不同矿区，即使是同一矿区的同种矿物也往往呈现出不同的工艺性质。,自然界完全一样的矿物是没有的。由于组成元素的不同，晶体结构的差别，矿物的物理、化学性质在基本一致的前提下，,会,呈现出程度不同的波动。,一般随着,矿物中,杂质元素的增多、晶体结构对称性的下降、均一性的破坏，,矿物浮选时与药剂的作用就愈是活跃,。,例如，就可浮性而言，辉铜矿的等轴变体就比斜方变体,差,，单斜晶系的磁黄铁矿与六方晶系的磁铁矿相比，不仅磁性强，可浮性也要好。,为了准确地指导矿物分选，就必须深入到,矿物内部组成和微观结构,中，查明它们与矿物分选性质间的因果关系,，,用以指导和预测矿物分选工作。,（8）,查明矿石的工艺类型空间分布规律，编制矿物工艺图,该研究是工艺矿物学中涉及相邻学科最多、工程最为庞大的一项工作。其目的是,为矿山采掘、选厂生产的合理高效运行提供依据,。,（9）研究工业固体原料加工前的表生变化,出露于地表和构造断裂带附近的矿床，由于风化作用，其矿石常有一系列物理的、化学性质的改变。,风化矿石的一般特征为：,矿石疏松多孔、金属含量增高、矿物种类增加，大量元素以,胶体吸附方式,附着于细分散的产物上，矿物表面覆盖有各种薄膜或者薄壳等。,实例：,风化作用形成的表生产物，无论是开采、分选，还是冶炼和原生矿石都有着明显差别。工艺矿物学必须在查明表生变化性质的基础上，准确确定表生产物的边界，对其经济技术价值、储量和处理工艺进行单独的评价和研究。（如硫化物和氧化矿物可浮性的差异）,（10）分折矿物工艺性质的生成条件,矿物是地壳上各种地质作用的产物，具有的各种工艺性质都与自身成矿作用有关。,如果掌握了成矿作用与工艺性质之间的内在联系，就可以,从成因矿物学的高度,，,论述和预测矿石的工艺性质,。在工艺矿物学里，建立起一个重要的分支理论体系（成因矿物学），以推动学科的不断完善与发展。,3工艺矿物学研究中的取样问题,3.1概述,工艺矿物学研究，主要是为,地质、选矿、冶炼,提供资料。资料准确与否直接影响到这些工作的试验过程和质量。,实际进行矿石性质考查的样品数量，不论是与选矿试验的矿石量，还是和自然界中的矿床储量相比，其量都是很小的。因此，对于进行工艺矿物学考查的样品，,要求具有充分的代表性,。,样品代表性不好，即使后续的具体观测工作如何精确细致，由此提供的工艺矿物学资料价值都不会很高。,为了保证试样的代表性，根据研究的目的和内容，,获取样品的方式有2种,。一是从分选产品及试验用矿样中抽取；二是在现场取样点上采取地质标本样。,注解：,取样前，必须对矿床、矿体产状以及矿石的,矿物组成、结构、构造、嵌布粒度、化学组成、有益和有害元素赋存状态,了解清楚，这样才能制定出合理的,采样方案，,得到具有充分代表性的矿样,。,3.2影响矿样代表性因素分析,影响矿样代表性的因素很多，一般概括为,地质和开采,两大类因素。,(1)地质因素,取样时，首先考虑矿体本身的变化，即,整个矿体的稳定程度,。实际上完全均一的矿体是很少的。,绝大多数矿体在,矿石类型、结构、构造、矿物组成、粒度特性、有益和有害组分赋存状态、平均品位,等方面，在空间的各个部位均是变化不定的。,采样前，首先根据矿体的特征，将矿石划分为不同的类型。,求出不同矿石类型在整个矿量中所占的比例,，,按照,此比例采取的各种类型矿石的混合样，就具有了整个矿体的代表性,。,实例：对于一些有色金属矿床，原生的硫化矿石与次生的氧化矿石，分选性质差别很大，这样就必须分别采样。,(2)开采因素,由于矿石开采方法的不同，除了使原有影响因素复杂化外，又增加了一些新因素。,例如开采时，,与矿体接触的围岩和矿体内的夹石,必然要混入到采出的矿石中。,一般露天开采围岩混入量为510；地下开采的围岩混入量为l0一20，个别甚至可达25一30，细脉状矿体混入量更大。,方法：采样时就要把围岩和夹石含量按比例混入到矿样中。（要与采矿人员密切配合）,注解1有代表性的样品具有的特征,代表该矿床主金属（或伴生有益组分）各品级储量；,代表该矿床各类型矿石的平均品位，包括高、中、低三种品位；,代表矿石的矿物组成及化学成分；,代表围岩、夹层和脉石的种类、性质及含量；,代表有用矿物的粒度特征及矿石的结构、构造特征,。,注解2,样品的取样网络布置,方法,在平面上，要照顾到全区情况，适当布点；,在剖面上，要顾及到上、中、下各段都有取样点。,取样的数目，从提高试样代表性的角度来看，愈多愈好。但过多会造成浪费，,一般至少要有,4,个以上的采样点,。,所取样品的重量，如果试样为,G，,则全矿区实际取样重量不得小于2,G；,一般试样重100,200,kg，,个别可到,1,t。,实际采用的取样方法，根据,地质条件、矿石品位、取样点数及工作目的而定,。,常用的,有爆破法、方格法、刻槽法、全巷剥层法等。,工艺矿物学研究用的矿块地质样,，,如果,在现场采取，可在各采样点上，按照,矿石类型、结构、构造、工业品级的差别以及岩性和层位不同的顶底板围岩和夹石中采取,。,现场取样时，每种矿块标本,23,块，规格,不小于,100,mm70mm,，,对矿石物质组成进行比较全面系统的研究。,若在运回实验室的,选矿样中,抽取，首先就要用铁锹在水泥地面,上将矿样充分拌匀、摊平,，然后,在其上等距离地均匀拣取矿块,。,选矿试验用矿样数量一般很大。在正式进入可选性研究之前，都要经过,破碎、筛分、混匀、缩分,工序。破碎后的矿样粒度可到,13,mm。,用于工艺矿物学研究的样品（,镜下观察或仪器分析测试,），根据工作需要从,细碎样中,抽取适当数量的样品，经过,清洗,后，磨制成为可供镜下观察用的,光,(薄),片,。,研究分选产品工艺矿物学性质的样品，一般从选矿流程考查样品中抽取。按照缩分公式取得的产品矿样，该样品不能直接用来进行工艺矿物学性质观测，需要经过,脱泥和筛分,。,脱泥是为了清除细泥,(指510,um,以下的微粒,),。当样品中的矿石颗粒附上矿泥后，矿物的真实分布状况将会部分或全部被掩盖。,胶结在一起的泥团，不仅使观测者无法得到产品中矿石颗粒的实际粒度分布，同时，还会造成一系列其他方面的假象。,试样最小重量的确定方法,从分选试验或选矿产品中抽取样品时，取样重量,要适宜,，过多不但样品采制困难，过少又无法保证矿物试样的代表性。,试样最小重量与物料中,矿石最大粒度、矿物嵌布特征、矿石品位有关,，,根据下式计算：,注解：G试样的最小重量，kg；d试样中颗粒的最大颗粒直径，mm；,因数K与有用组分的含量、颗粒大小和浸染均匀程度有关；而指数t与矿物连生体和颗粒的硬度、韧性、脆性和裂隙度等有关,，取值方法如下表（page10表11，12所示）。,工艺矿物学研究中,常见的样品处理方法,样品混匀法,是缩分前重要的作业，常用的方法有以下,4,种。,(1),铁锹拌匀法,：先用铁锹将试样堆成,锥形的矿堆,。然后在附近,立一小木柱,为中心，逐渐将试样轻轻撒在木柱轴心，另行堆成新的圆锥。大量试样通过反复堆锥，即可混匀。,(2),环锥法：,用铁锹将圆锥形堆变成大圆环，然后再把,圆环两边的试样,堆成圆锥，反复数次，即可实现大量试样的混匀。,(3),滚移法,：,样品粒细且量不多时,可用此法混匀。将要混匀的试样置于橡皮布或油布上，提起油布的对角，使其中的试样来回翻滚。每翻1次调换,1,次油布的对角。经过,56,次的翻滚，就能使样品充分混匀。,(4),槽型分样器法,：对于粒度细数量少的细粒或粉砂矿试样，通过,槽型分样器,进行,2,等分，亦可达到混匀的目的。,样品二分器,样品缩分法,常用,堆锥四分法或网格法,进行。,前者将规则的圆锥压平成圆盘。再以十字板分格为4份，以对角二分作为缩分出的试样。,网格法是将试样混匀薄薄地平铺于油布成橡皮布上，然后划分成小方格，用,平底小铲逐格取样,。,不锈钢缩分器(格槽缩分器,),矿浆试样,晾晒,副样1,混匀、缩分,将样品筛分为不同粒级(100目，200目，240目，325目，600目),混匀、缩,分,化学分析,混匀、缩分,混匀、缩分,研磨,筛分,化学分析,铁物相分析,X射线衍射分析,矿物组成分析,副样2,工艺矿物学研究,副样3,研磨,图14 流程矿浆样品的处理流程图,矿石（100mm）,颚式破碎机（粗）,颚式破碎机（8mm）,辊式破碎机（2mm）,混匀、缩分,副样2,混匀、缩分,副样1,振动磨研磨,混匀、缩分,副样3,化学分析样,图13诺普铁矿块矿制样流程图,作业：,Page17 (1-3),2矿物的偏光显微镜鉴定,自然界发现的天然矿物有3500多种，另外还有数量众多的人造矿物，这些矿物均有其自身的,化学组成、晶体结构、一定的形态和物理性质,，是组成岩石、矿石及工艺产品的基础。,为了充分利用和研究这些物质，必须对矿物有全面的认识和了解。,目前鉴定和研究矿物的方法很多，从简单的肉眼鉴定到先进的仪器分析。然而，,显微镜鉴定方法仍然是最基本的技术手段,。本章重点介绍,偏光显微镜鉴定矿物的原理、偏光显微镜构造及矿物鉴定方法,。,2.1 晶体光学基本知识,在可见光中，矿物,分为透明、半透明和不透明,三大类，非金属矿物绝大部分为透明矿物，金属矿物大多为不透明矿物。,在鉴定和研究透明矿物时，应用最广泛的方法就是,晶体光学法,，也就是偏光显微镜研究方法。,研究方法：,将样品磨成,0.03mm,厚的薄片，在偏光显微镜下，观察矿物的,各种光学性质,，达到,鉴定矿物、研究样品结构、构造及工艺加工特征,的目的。,2.1.1 晶体光学基本知识,根据光波的振动特点，光分,自然光和偏光,。,1.自然光,直接从光源发出的光一般都是自然光，如太阳光、灯光等，,在,垂直光波传播方向,的平面内作,任意方向,的振动，各个振动方向的,振幅相等,。,2.偏振光及振动面,只在垂直光传播方向的,某一固定方向,上振动的光波，,称平面偏振光，简称偏振光或偏光,，偏光振动方向与传播方向所构成的平面称,振动面,。,注解（2个晶体光学概念）,1.偏光化作用：,使自然光转变为偏光的作用称为,偏光化作用,。晶体光学研究中主要应用偏光，主要工具是,偏光显微镜,。,2.偏光镜,：根据,双折射作用(如尼科尔棱镜)或选择性吸收作用(偏光片),产生偏光的原理制成，自然光通过偏光镜(起偏镜)后即转变成振动方向固定的偏光。,2.1.2 光在均质体与非均质体中的传播特点,均质体和非均质体的概念,根据,物质的,光学性质，,物质可,分为,均质体和非均质体,两大类。,均质体：,等轴晶系矿物和非晶质物质在,各方向的光学性质相同，称为光性均质体，简称均质体。,非均质体：,中级晶族和低级晶族,的矿物其光学性质随方向而发生变化，称为光性非均质体，简称非均质体，,绝大多数矿物属于非均质体,。,光波在透明矿物中的传播特点,入射到均质体上的光波，光学性质不变。自然光射入均质体后，仍为自然光；偏光射入均质体后仍为偏光，其振动方向基本不改变。,特定频率的光波在均质体中传播时，传播速度不变，折射率值只有,1,个。,光波在非均质体中的传播特点,特定频率的光波在非均质体中传播时，其,传播速度,随光波在晶体中的振动方向不同而发生改变。,非均质体的,折射率,随光波在晶体中的振动方向不同而发生变化，,非均质体的折射率值有多个,。,光波射入非均质体，,除特殊方向外,，,都要发生双折射,，分解形成振动方向不同、传播速度不同、折射率值不等的,2,个偏光。,双折射率,：,2,个方向偏光的折射率值之差称为,双折射率。,光轴,：光波沿非均质体的特殊方向入射时(,如沿中级晶族晶体的,Z,轴方向,)，不发生双折射，基本不改变入射光波的振动特点和振动方向，非均质体中这个特殊方向称为,光轴,。,中级晶族晶体只有,1,个光轴方向，称为,一,轴,晶,；,低级晶族晶体中有,2,个光轴方向，称为,二轴晶,。,2.1.3,光率体,概念：,光波在晶体中传播时，折射率值随光波振动方向变化的一种立体几何图形。,注解：,光率体是光波振动方向与相应折射率值之间关系的一种光性指示体。不同种类晶体的光学性质不同，所构成的光率体形状也不相同。,均质体的光率体,特征,光波在均质体中传播时，向任何方向振动，其传播速度和折射率值都不变。,均质体的光率体是一个形状规则的圆球体,，,如图,22,注解：,均质体光率体任何方向的切面部是,圆切面,，圆切面的半径代表均质体的,折射率值,(,N),。,非均质一轴晶光率体,特征,中级晶族矿物晶体的,水平结晶轴单位相等,，其水平方向上的光学性质相同，有,最大和最小,2,个主折射率值,，,分别以符号,Ne,和,No,表示,。,光波振动方向平行,Z,轴时，相应折射率值为,Ne,，,光波振动方向垂直,Z,轴时，相应折射率值为,No；,光波振动方向与,z,轴斜交时，其折射率大小在,Ne,与,No,之间,；,一轴晶光率体是一个以,z,晶轴为旋转轴的旋转椭球体，,旋转轴为该矿物,的,光轴。,在不同矿物中，,Ne,与,No,值的大小不同，若,Ne,No，,光率体为一个,长轴旋转椭球体,，,如图,23,a，,这类光率体称为,一轴晶正光性光率体,，相应的矿物称,一轴晶正光性矿物,。,若,Ne,No，,光率体为一个,扁形旋转椭球体,如图,23,b,，,该类光率体称为,一轴晶负光性光率体,，相应的矿物称,一轴晶负光性矿物,。,均质体的光率体是一个形状规则的圆球体,NeNo，光率体光性为正，光率体为一长轴旋转椭球体。,NeNo，光率体光性为负，,光率体为一扁形旋转椭球体。,本节小结,1.一轴晶光率体是旋转椭球体，,无论光性正、负，其旋转轴都是N,e,轴,，,其水平轴为N,o,轴。,2.N,e,与N,o,代表一轴晶矿物折射率的最大与最小值，称,主折射率,。N,e,与N,o,的差值为一轴晶矿物的最大双折射率，主折射率N,e,与N,o,的相对大小决定一轴晶矿物的光性正负。,3.在偏光显微镜下鉴定透明矿物时，遇到的是,矿物晶体不同方向的切面,(即不同方向的光率体切面)。,一轴晶光率体主要切面有下列3种：,垂直光轴切面,如图,24,a,，,其切面为圆切面，半径等于,N,o,，,光波垂直这种切面入射时，不发生双折射，也不改变入射光波的振动方向，相应的折射率等于,N,0,，,双折射率等于零，,一轴晶光率体只有,1,个这样的圆切面,。,平行光轴的切面,如图,24,b,为,椭圆切面,，其长短半径分别为,N,e,和,N,o，,光波垂直这种切面入射时，发生双折射，分解形成2个偏光，其振动方向分别平行椭圆切面的长短半径，相应的折射率分别等于椭圆切面的长短半径,N,e,与,N,o,。,双折射率为椭圆切面长短半径之差，是一轴晶矿物的,最大双折射率,。这种切面是一轴晶光率体的,主切面,，它包含光轴，有无数个。,斜交光轴的切面,如图,24,c,，,为,椭圆切面,，长短半径分别为,N,0,和,N,e,。,光波垂直该切面入射时，发生双折射，分解成2个偏光。偏光振动方向分别平行椭圆切面的长短半径，相应折射率等于椭圆长短半径,N,0,和,N,e,。,双折射率大小介于零与最大双折射率之间,。,注解：在一轴晶光率体任何斜交光轴椭圆切面长短半径中，始终有一个是,N,o,。,非均质,二轴晶光率体,低级晶族矿物晶体,属二轴晶矿物。该类矿物晶体的,3,个结晶轴单位不相等，在三度空间方向上存在不均一性。,该类矿物有大、中、小,3,个主折射率值，分别与互相垂直的,3,个振动方向相当，以符号,N,g,、N,m,、N,P,表示。,当光波沿其他方向振动时，相应的折射率值在,N,g,、N,m,、,N,p,之间变化，二轴晶光率体是,1,个,三轴不等的椭球体,，,如图,25。,二轴晶光率体中，,3,个互相垂直的轴代表二轴晶矿物的,3,个主要光学方向，称,光学主轴,，简称主轴,，,即,N,g,轴、,N,m,轴、,N,P,轴,。,包含,2,个主轴的切面，称,主轴面,(,主切面,),。二轴晶光率体有,3,个互相垂直的主轴面。,根据,N,g、,N,m、,N,p,、,的,相对大小可以确定二轴晶矿物的光性符号，当,N,g,N,m,N,m,-,N,p,为,正光性，当,N,g,N,m,N,m,-,N,p,，,为,负光性。,2.2 偏光显微镜,偏光显微镜是研究矿物,晶体薄片,光学性质的重要仪器，与一般显微镜最主要的区别是装有,2个偏光镜,。,其中一个偏光镜在载物台之下，称,下偏光镜,(起偏镜)，自然光通过下偏光镜后变成偏光；,另一个在物镜之上的镜筒中，称,上偏光镜,(分析镜)，二者透过偏光的振动面,互相垂直,。,221 偏光显微镜的构造,镜座,：外形为带有直立柱的马蹄形,作用是支撑显微镜的全部重量。,镜臂：,呈,弯背形,，下端与镜座相连，上部装有镜筒。,为使用方便，可以向后倾斜，但不宜倾斜过大，以防显微镜翻倒。,反光镜,：,是一个具,平凹两面,的小圆镜，,可任意转动,，以便对准光源，把光反射到显微镜的光学系统中去。,使用时应尽量取得所需亮度，,一般在弱光源或锥光鉴定时使用凹面。,下偏光镜：,位于反光镜之上，由偏光片制成。从反光镜反射来的自然光，通过下偏光镜后，成为振动面固定的偏光。,下偏光镜可以转动,，,以便调节振动方向,，,通常以“PP”代表下偏光镜的振动力向,。,锁光圈(光阑)：,在下偏光镜之上，可以自由开合，控制光的透过量，缩小光圈可使光度减弱。,聚光镜：,在锁光圈之上，由,一组透镜,组成。其作用是把下偏光镜透出的平行光束聚敛成锥形偏光，不用时可以推向侧面或下降。,载物台：,可以水平转动的圆形平台，边缘绕有刻度(360度)，附有游标尺，可直接读出转动角度。,物台中央有,圆孔,，是光线的通道。圆孔旁有一对,弹簧夹,，用以夹持薄片。物台外绕有,固定螺丝,，用以固定物台。,镜筒：,为长的圆筒，联结在镜管上。转动镜筒上的,粗动调焦螺旋及微动调焦,，可使镜筒上升和下降，用以,调节焦距,。,注解：两个概念,机械筒长,：由目镜上端至装物镜处称,机械筒长,。,光学筒长,：物镜后焦平面与目镜前焦平面之间的距离称,光学筒长,。,物镜：,是决定显微镜成像性能的重要因素，其价值相当于整个显微镜的,1512,，由,15组复式透镜,组成。其下端的透镜称前透镜，上端的透镜称后透镜。,一般情况，前透镜愈小，镜头愈长，其放大倍率愈大。,一般显微镜有低倍（4）、中倍（10）、高倍（45）及油浸镜头（100），使用时可以按照需要选用不同放大倍率的物镜。,目镜：,其作用是把物镜放大的物像进一步放大,，便于观察。一般显微镜都有5x、10 2种目镜，并附有测微尺和测微网。,注解：,显微镜的总放大倍率等于目镜放大倍率与物镜放大倍率的乘积（正常最大放大倍数小于1000倍）,。,上偏光镜：,结构与下偏光镜相同，,但其振动面常与下偏光镜振动面垂直,。,以符号“AA”表示上偏光镜的振动方向,。上偏光镜可以自由推入或拉出，有的上偏光镜还可以转动。,勃氏镜 ：,位于目镜与上偏光镜之间，,是一个小的凸透镜,，可以推入或拉出。,在观察细小矿物的干涉图时，缩小光圈可挡去周围矿物透出光的干扰，使干涉图更清楚。,2.2.2 偏光显微镜的调节与校正,1）装卸镜头,装目镜：将选好的目镜插入镜筒，并使其十字丝,位于东西、南北方向,。,装卸物镜：显微镜的类型不同，物镜的装卸有以下几种类型：,弹簧夹型,是将物镜上的小钉夹在弹簧夹的凹陷处，即可卡住物镜。,另外还有,转盘型、螺丝扣型、插板型,等。,2）调节照明(对光),装上物镜和目镜后，,轻轻推出上偏光镜和勃氏镜，打开锁光圈，推出聚光镜。目视镜筒内，转动反光镜直至视域最明亮为止。,注意：,对光时，不要把反光镜直接对准阳光，太强易使眼睛疲劳。,3）调节焦距,调节焦距的目的是为了,使物像清晰可见,，其步骤如下：,将观察的矿物薄片置于物台中心，并用薄片夹子将薄片夹紧。,转动粗动螺旋，从侧面看镜头，将镜头下降到最低位置。,若使用高倍物镜，需要下降到几乎与薄片接触的位置，注意不要碰到薄片，以免损坏镜头。,从目镜中观察，同时转动粗动螺旋，使镜筒缓慢上升，直至视域内有物像后，再转动微动螺旋使之清楚。,注解：,1.准焦后的物镜与薄片之间的距离称,工作距离,，常用,F.W.O,表示。,2.工作距离与放大倍率有关，放大倍率愈低，工作距离愈长，反之愈短。,4）校正中心,在显微镜的光学系统中，,载物台的旋转轴、物镜中轴、镜筒中轴和目镜中轴应严格在一条直线上,。,这时旋转物台，视域中心的物像不动，其余物像绕,视域中心,作圆周运动，不会将物像转出视域以外,。,如果它们不在一条直线上，旋转物台时，,视域中心的物像绕另一中心旋转，并把某些物像转出视域之外。,这不仅妨碍观察，甚至有时影响某些数据的测定。因此必须进行中心校正。,校正物镜中心一般是借助于,安装在物镜上的两个校正螺丝,来进行的，其校正步骤如下：,5）偏光镜的校正,在偏光显微镜的光学系统中，,上下偏光镜的振动方向应当互相垂直，而且在东西、南北方向上，分别平行于目镜的十字丝。,目镜十字丝的方向代表上下偏光镜的振动方向，偏光镜的校正包括3个内容。,(1)上、下偏光镜的振动方向调至正交,：推入上偏光镜，视域黑暗，证明上、下偏光镜振动方向正交。,如果视域不完全黑暗，证明上、下偏光镜振动方向不垂直，,这时需转动下偏光镜,，直至视域黑暗为止。,(2)采用具有清晰解理的黑云母薄片确定下偏光镜的振动方向,将薄片置于载物台上，推出上偏光镜，准焦后旋转物台，,使黑云母颜色变得最深为止,，,这时黑云母解理缝的方向，就代表下偏光镜的振动方向,，如图215。,(3)用黑云母薄片来调整目镜十字丝与上、下偏光镜振动方向一致,首先推出上偏光镜，,将目镜十字丝放在东西、南北方向上,，转动物台使 云母解理缝平行十字丝之一。,然后推入上偏光镜，如果黑云母变黑暗(消光)说明目镜十字丝与上、下偏光镜振动方向一致；,如果黑云母不全黑，,则转动物台使黑石母变黑暗(消光),。,推出上偏光镜，,转动目镜使其十字丝之一与黑云母解理缝平行,。这时十字丝与上、下偏光镜的振动方向一致。,223偏光显微镜的保养,石油大学实验室偏光显微镜,型 号:Leica Leitz Dmrxp,产 地：中国,设备单价：50万元,技术指标：物镜：最大放大倍数100，分辨率：0.26；(PO D Ach消色差透镜),主要功能：显微分析与鉴定,系统简介,:,透反射偏光显微镜系统是将,精密的光学显微镜技术、先进的光电转换技术、尖端的计算机图像处理技术完美地结合在一起,的一项高科技产品。,透反射偏光显微镜可以在显示屏上很方便地观察,实时动态图像，并能将所需要的图片进行编辑、保存和打印,。,1.目镜：,放大倍数 5X 10X,2.物镜：,放大倍数4X 10X 25X 40X 63X 100X,2.3透明矿物在单偏光下的光学性质,在单偏光下观察：,矿物的晶体形态、解理、颜色和多色性；矿物的突起、糙面和贝克线,。,2.3.1矿物晶体的形态,每一种矿物都有一定的结晶习性，在不同条件下形成的矿物形态和结晶程度往往不同，,研究矿物的形态可以研究矿物的成因,。,薄片中见到的矿物形态,并非是矿物的立体形态,，而,只是矿物某一切面的形态。,同一晶体不同方向的切面形状和大小不同。,镜下观察矿物的形态时，不能只根据个别切面的外形下结论，必须全面观察，综合分析，得出准确的结论,。,根据晶体,晶面的发育程度,晶体的结晶程度分为：,（1）自形晶（a),：晶形完好，晶体由发育完整的晶面包围。晶体自形晶呈规律的多边形，,晶体与薄片的交线全为直线,。,（2),半自形晶,(b)：晶形较完整，晶体由,部分,发育完整的晶面和发育不完整的晶面包围，,在薄片中呈不规则的多边形,。,晶体与薄片的交线,部分为直线，部分为不规则曲线,。,（3）,他形晶(c),：晶形不完整，晶体由,发育不完整,的晶面组成，在薄片中呈不规则圆粒状。,晶体与薄片的交线,全是不规则曲线,。,照片41 磁铁矿的自形晶结构 反光 12.510 照片42自形晶的磁铁矿晶体 反光 1025,照片44 磁铁矿的他形晶,反光 单偏光12.510,照片43 磁铁矿的半自形晶结构 反光 单偏光12.510,2.3.2解理及夹角的测定,许多矿物都具有解理，不同矿物,解理的,组数、方向、完善程度及解理夹角,不同，,解理是矿物鉴定的重要依据,。,在磨制薄片时，由于机械力的作用，使矿物沿解理面的方向形成细缝,在粘矿片的过程中，细缝被,树胶充填,。,由于,矿物的折射率与树胶的折射率不同,，光通过时发生折射作用，使这些细缝显示出来，所以,矿物的解理在薄片中表现为一些平行的细缝，称为解理缝,。,根据解理的完善程度，解理一般可分为3级：,1)极完全解理,解理缝,细、密、直、长,，,贯穿整个矿物晶粒,，,如黑云母,(图217b),。,2)完全解理,解理缝较,稀、粗，且不完全连贯,，,如角闪石,(图217a),。,3)不完全解理,解理缝断断续续，有时只能看出解理的大致方向，,如橄榄石的解理。,注解：影响解理缝清晰度发育的因素,1.解理缝的清晰程度除与解理的发育程度有关外，,还受矿物与树胶的折射率的相对大小控制,，两者相差愈大，解理缝愈清楚；,反之解理缝就不清楚。,2.有些矿物虽有解理，但,由于折射率与树胶相近,而在薄片中看不到解理或解理缝不明显，如,长石类矿物,。,注解3.,解理缝的宽度除与解理的性质有关外，还与,切面方向,有关。,当切片垂直解理面时，解理缝最窄，代表解理的真实宽度，,提升镜筒，解理缝不向两边移动。,如图218。,当切片方向与解理面斜交时，解理缝宽度大于真实宽度，如图218。,提升镜筒，解理缝向两边移动。,当切片方向与解理面的夹角逐渐增大，,解理缝逐渐变宽，而且越来越模糊,。,当切片夹角增大到一定程度,解理缝就看不见了，该夹角为,解理缝的可见临界角。,当切片方向与解理面平行时也看不到解理缝，所以,有解理的矿物，在薄片中不一定都能看到解理缝,，,主要受切面方向的控制,。,注解4 解理夹角的测定,具有2组解理的矿物，其解理夹角是一定的,，测定其夹角可帮助鉴定矿物。,解理夹角在矿物晶体中是确定的，在切片中由于切片方向不同，其解理角大小有一定差别，,只有同时垂直于2组解理面的切面才能反映出2组解理的真正夹角。,解理夹角的测定步骤：,(1)选择同时垂直于2组解理面的切面。,(2)转动载物台，使一组解理缝平行十字丝的竖丝，如图219a所示，记下载物台读数。,(3)旋转物台，使另一组解理缝平行目镜竖丝，记下物台读数，两次读数之差就为解理夹角。,2.3.3矿物颜色及多色性、吸收性,1.矿物的颜色,矿物的颜色是由光波透过矿片时经过,选择性吸收,后,产生的。矿物吸收能力的大小,与矿物本身的晶体结构性质有关，同时还与薄片的厚度有关。,均质体矿物只有一种颜色，且颜色深浅无变化；,非均质体矿物的颜色及深浅随,方向而改变,，在单偏光下旋转物台，非均质体的颜色和深浅都要发生变化，表现为,多色性和吸收性,。,2.,矿物,的多色性、吸收性,多色性,：,矿物的颜色随光波振动方向的不同而发生改变的现象。,吸收性,：,矿物的,颜色深浅,发生变化的现象。,非均质体矿物的,选择性吸收与矿物本身的光学性质,密切相关，其,多色性用光率体主轴,表示。,一轴晶矿物有两个主要颜色，分别与主轴,N,e,和,N,o,相当，称为,二色性矿物,。,实例：,对于一轴晶电气石：其,多色性公式,为：,N,o,深兰色，,N,e,浅紫色，其吸收性公式：,No,Ne,，,富,镁的一轴晶电气石（,No=1.635-1.675,Ne,=1.610-1.650）,二轴晶矿物有三个主要颜色：分别与光率体的三个主轴,N,g,、N,m,、,N,p,，,称为,三色性矿物,。,实例,：对于二轴晶矿物角闪石，其多色性公式为：,N,g,深绿色、,N,m,绿色、,N,p,浅黄绿色，吸收性公式为：,N,g,N,m,N,p,，,为,正吸收,，反之为,反吸收,。,2.3.4矿物的边缘、贝克线、粗糙面及突起,薄片中，,由于矿物与树胶的折射率不同,，当光线透过二者的交界处要发生折射、反射等光学现象，视觉表现为,边缘、贝克线、粗糙面及突起。,（1)矿物的边缘、贝克线概念,在2种折射率不同的物质接触处，光线透过时可以看到,比较黑暗,的边缘，称为,矿物的边缘,；在矿物边缘附近可以看到一条比较明亮的细线，,升降镜筒时亮线移动,，该细线称为,贝克线或光带,。,注解：矿物的边缘、贝克线的成因,矿物的边缘和贝克线是由于两相邻物质的折射率不同,，,光线在,接触处均向折射率高的一方倾斜,，,从而使该测的光线相对增多，形成贝克线；而在另一测光线较少，表现为矿物的边缘。,据此规律可以判断相邻两物质折射率的相对大小,。,注：F,1,F,1,、F,2,F,2,、F,3,F,3,为焦点平面,折射率Nn,(2)矿物的糙面,糙面概念,在单偏光镜下观察矿物的表面时，某些矿物表面比较光滑，某些矿物表面显得较为,粗糙，呈现麻点状,，好像粗糙的皮革，这种现象称为,糙面,。,糙面成因分析,矿物薄片表面呈现显微状的凹凸不平，覆盖在矿片上的树胶的折射率又与矿片的折射率不同。,光线通过两者之间的界面，发生折射,，,甚至全反射作用，,致使矿片表面的光线集散不一,，,而显得明暗程度不同，给人以粗糙的感觉。,两者折射率相差愈大，矿片表面的磨光程度愈差，其糙面愈明显。,(3),矿物的突起,突起概念,在薄片中，各种不同的矿物表面好像高低不同，某些矿物表面显得高一些，某些矿物则显得低平一些，这种现象称为,突起,(,图221),。,原因分析,矿物的突起现象仅仅是,人们视力的一种感觉,，在同一薄片中，各个矿物表面实际上是在同一平面上。所以会产生高低的感觉，,主要是,由于矿物折射率与树胶的折射率不同所引起的,。,矿物与树胶的折射率值相差愈大，,矿物的边缘愈粗，糙面愈明显，则矿物显得突起很高，否则相反。,矿物的突起高低，是矿物边缘与糙面的综合反映，树胶的折射率等于1.54，,折射率大于树胶的矿物属正突起；折射率小于树胶的矿物属负突起。,借助贝克线可以判断矿物突起的正负,。当矿物与树胶接触时，提升镜筒，,贝克线向矿物内移动时，属于正突起；提升镜筒，贝克线向树胶移动属于负突起。,根据矿片边缘、糙面的明显程度及突起的高低，,突起等级划分为,6,个等级,，,如图221和表,2.1,小结：,矿物的边缘、糙面的明显程度以及由此而表现出的突起高低，,都是,反映矿物折射率与树胶折射率的差值大小,。差值愈大，矿物的边界与糙面愈明显，突起愈高。,2.4 透明矿物在正交偏光镜下的光学性质,所谓正交偏光镜，,就是除用下偏光镜之外，再推入上偏光镜，使上、下偏光镜的振动方向互相垂直。,以符号,“PP”,代表下偏镜的振动方向，以符号,“AA”,代表上偏光镜的振动方向。,2.4.1 正