环形屏蔽法及应用-晶体光学与光性矿物学

环形屏蔽法（Annular screening method）是焦点屏蔽法中的一种方法，其装置是在偏光显微镜上换上后焦平面上装有锁光圈的特殊物镜，当锁光圈全部打开时，像普通物镜一样可用于直照法和斜照法；若将锁光圈缩小，仅留一小孔，则只能使不发生折射的光波（即对该光波N矿=N油）通过，挡住了发生折射的光波（对于这些光波，N矿不等于N油）（图7-13）。结果，在矿物颗粒边缘显示不发生折射光波的颜色，从而确定出对于黄光N矿是大于还是小于N油。

（一）环形屏蔽法的装置步骤

（1）装上带锁光圈的物镜。

（2）推出上偏光镜，不使用聚光镜，用强光源照明。

（3）加入勃氏镜，缩小照明器或物台下面的锁光圈，使光源成为一个亮点。

（4）观察光源像（亮点）。若像不在视域中心（图7-14A），转动照明系统的中心调节螺丝，使光源像移到视域中心（图7-14B）。

（5）缩小物镜锁光圈，使物镜锁光圈像略大于光源像（图7-14C）。

（6）退出勃氏镜，装置完毕。

用这种装置进行观察时，矿物颗粒具有环形边缘，该边缘的宽度同物镜锁光圈缩小的大小有关，而视域的亮度与光源亮点的大小有关。调节两个锁光圈的大小，使视域亮度和矿物颗粒边缘环宽度合适后再进行观察。此外，用于环形屏蔽法的碎屑油浸片一定要加盖玻片，且盖玻片下要充满浸油。

（二）环形屏蔽法比较N矿与N油相对大小的原则

在环形屏蔽法装置下见到矿物颗粒边缘有两种现象：一种是暗色边缘（暗环）；一种是彩色边缘（彩环）。

暗色边缘表示N矿与N油相差较大，在可见光范围内对所有单色光N矿都不等于N油，所有单色光或者都折向矿物，或者都折向浸油。此时，不能用环形屏蔽法，而只能用直照法和斜照法判断N矿与N油的相对大小。

图7-13　环形屏蔽法中色边形成示意图

K.矿物；A—E.示不同光波

图7-14　环形屏蔽的装置步骤

彩色边缘表示N矿与N油在可见光范围内相等，色环的颜色即是使N矿=N油的光波颜色，如矿物颗粒具有绿色环边，即表明对绿光N矿=N油。由于浸油的色散远比矿物的色散强，当对紫、青、蓝、绿光N矿=N油时，则对黄光N矿一定大于N油，即矿物具绿、蓝、紫色环边时，N矿＞N油；当对橙、红光N矿=N油时，则对黄光N矿一定小于N油，即矿物颗粒具有橙、红色环边时，N矿＜N油；只有矿物颗粒具有黄色环边时，才表示N矿=N油。

综上所述，环形屏蔽法中据矿物颗粒彩色环边判断N矿与N油相对大小的原则可简单记忆为：“红橙油高黄相等，绿蓝青紫油便低”。

（三）用环形屏蔽法对透明造岩矿物和宝石进行晶体光学鉴定

将待测的透明造岩矿物或宝石制成碎屑油浸片，首先用直照法或斜照法比较N矿与N油相对大小，当N油与N矿在可见光范围内相等时，矿物在环形屏蔽装置下出现彩色边环，可根据环边颜色进行以下系统晶体光学鉴定。

1.区分均质体与非均质体(www.xing528.com)

若多个颗粒具有相同的颜色，即为均质体，若具有两种以上的颜色，即为非均质体。

2.确定轴性

旋转物台，观察3～5个矿物颗粒的两个消光位的环边颜色，若都具有一个共同色（No），矿物即为一轴晶，否则为二轴晶。

3.确定光性符号

将红、橙、黄、绿、蓝、青、紫颜色顺序中红色一端称为低色（相应折射率较低），紫色一端称为高色（相应折射率较高）。若一轴晶中的共同色为低色（No＜Ne′），矿物光性符号为正；若共同色为高色（No＞Ne′），矿物光性符号为负。

对于二轴晶矿物要观察多（5～10）个颗粒，首先要找出环边颜色的最高色（Ng）和最低色（Np），然后找一个全消光或近于全消光的颗粒，取它的环边颜色为中间色（Nm）。若中间色接近最高色，表明（Ng-Nm）＜（Nm-Np），矿物光性符号为负；若中间色接近最低色，表明（Ng-Nm）明显大于（Nm-Np），光性符号为正。当（Ng-Nm）与（Nm-Np）相近时，颜色的相对相近程度难以判断，因而光性正负也无法判断。

4.快速测定矿物主折射率

见到色散效应后，按矿物环边最高色更换浸油（或改变浸油折射率），使最高色变为黄色，且为少数颗粒（15%±）所具有，其他颗粒为橙、红、暗红、暗环边等（轻动盖玻片，翻动矿物颗粒，仍然是这种情况），则此时的N油为二轴晶的Ng，或一轴正晶的Ne，或一轴负晶的No。若按矿物环边最低色更换浸油，使最低色为黄色，且为少数颗粒所具有，其他颗粒具绿、蓝、青、紫、暗紫、黑等环边（轻动盖玻片，仍然是这种情况），则此时的N油为二轴晶的Np，或一轴正晶的No，或一轴负晶的Ne。

测二轴晶的Nm，最好选择垂直OA的颗粒，该种颗粒在正交偏光镜下全消光。如果颗粒少，可轻动盖片，使某颗粒处于垂直OA位置。按该种颗粒环边颜色换油，使环边的颜色为黄色，则此时的N油为Nm。

5.求矿物的最大双折射率和二轴晶的2V值

测出一轴晶的主折射率后，即可计算出矿物的最大双折射率｜Ne-No｜，验证光符正负。

测出二轴晶的主折射率后，不仅可计算出矿物的最大双折射率Ng-Np，还可按光轴角公式计算出2V值，确定光性符号。环形屏蔽法测定折射率的精度达0.001～0.002，计算出的2V值较准确。

6.求矿物的NF-NC值（图7-15）

图7-15　用两种浸油的色散线求矿物ND及NF-NC值

设测某矿物Ng时，加浸油1（N油1）时矿物环边最高色为颜色1（λ1），加浸油2（N油2）时矿物环边最高色为颜色2（λ2），用哈特曼网（Hartmann’s dispersion net）作图不仅可求出Ng，还可求出Ng的NF-NC值。作图步骤如下：

（1）把两种浸油的色散率线绘制在哈特曼网上。

（2）在λ=λD的线上找到N=N油1、N=N油2的两点，过此两点分别作浸油1、浸油2色散率线的平行线，即为两种浸油的色散线。

（3）找到浸油1色散线与λ=λ1的交点a和浸油2色散线与λ=λ2的交点b，过a、b作直线，则该直线即为矿物Ng的色散线。

（4）找到矿物色散线与C、D、F谱线的交点c、d、f，读出c、d、f三点的纵坐标值NC、ND、NF，则Ng=ND，（NF-NC）即为矿物Ng方向的中部色散值。