第四章 正交偏光镜间的晶体光学性质
第一节正交偏光镜的装臵及光学特点
是在单偏光镜的基础上，
加上上偏光镜，并使上、
下偏光的振动方向相互
垂直。这样，在不放任何
矿片的情况下，视域应该
是黑的。如果不黑，表明
上、下偏光的振动方向
没有相互垂直，需要调整。
第二节 正交偏光镜间矿片的消光现象及消光位
1 消光, 矿物在正交偏光镜间呈现黑暗的现象。
矿物消光时,矿片的光率体椭圆半径与上、下偏
光的振动方向平行 。
2 全消光,转动物台 360°,矿片的消光现象不改变。
成因, 正交偏光镜间放臵均质体或非均质体垂直光
轴以外的切片，不改变光波的振动方向，光波不能透
过上偏光镜。
3 四次消光,非均质除垂直光轴以外的切片，光率体
为椭圆，转动物台 360°,光率体椭圆长、短半径与
上、下偏光振动方向 AA,PP有四次平行的机会，
出现四次消光。
4 消光位,非均质除垂直光轴以外的切片，在正交偏
光镜间处于消光时的位臵。矿片在消光位时，其光
率体椭圆长、短半径必定与上、下偏光振动方向
AA,PP平行。 消光位具体用消光角或者消光类型
表示 。
非均质除垂直光轴以外的切片，在消光位以外
的任何位臵,其光率体椭圆长、短半径与上、下偏光
振动方向（ AA,PP）斜交。这样，由下偏光镜透
出光波的振动方向平行 PP，进入矿片后，就会发生
双折射，分解形成振动方向相互垂直的两种偏光。
由于这两种偏光的振动方向与上偏光的振动方向斜
交，当它们进入上偏光镜时，就会再度发生双折射
而分解形成四种偏光，但只有平行上偏光镜的两种
偏光可以透过上偏光镜 (参见前图 )，并且具备了发
生干涉作用的条件，必将发生干涉作用。
? 第三节 正交偏光镜间矿片的干涉现象
如果光源为单色光波，则当光程差为光波半波长的偶
数倍时，干涉结果是二者相互抵消而变黑暗；而当光
程差为光波半波长的奇数倍时，干涉结果是二者相互
叠加，其亮度增加一倍 (见下图 )
矿片干涉结果的明亮程度除取决于光程差外，还与透出
上偏镜两种偏光的振幅大小有关，其振幅越大亮度就越
强。而这两种偏光的振幅大小则取决于矿片上光率体椭
圆半径与上、下偏光镜振动方向之间的夹角。当它们之
间的夹角为 45度时，振幅最大，矿片最明亮。这时的矿
片位臵称 45度位。 (见下图 )
第四节 干涉色及干涉色谱表
1、干涉色
如果光源为单色
光，在正交偏光镜间，在
45度位时插入石英楔，随
着石英楔的慢慢推入，视
域内依次出现明暗相间的
干涉条带。亮带代表增
强，暗带代表减弱。
如果光源为白光时，在正交偏光镜间，在 45度位时插入
石英楔，随着石英楔的慢慢推入，视域内出现的不是明
暗相间的干涉条带，而是不同的颜色。
这是因为白光中七种
不同波长的单色光不
可能同时增强或减
弱，必然有一部分单
色光增强，而另一部
分单色光减弱。这
样，不同程度加强的
单色光波混合起来就
构成了与该光程差相
应的混合颜色。 (见
左图 )这就是干涉色。
2、干涉色及各级序特性
干涉色,正交偏光下用白光观察时，非均质体矿片
呈现的各种颜色。它可以分成不同的级序。
第一级序：暗灰 — 灰白 — 浅黄 — 亮黄 — 橙 — 紫红
第二级序：蓝 — 蓝绿 — 绿 — 黄 — 橙 — 紫红
第三级序：蓝绿 — 绿 — 黄 — 橙 — 红
第四级序：粉红 — 浅绿 — 浅橙
高级白,更高级序各色光波混杂形成一种与珍珠表
面相似的亮白色。
干涉色级序的特征有, (1) 每个级序的顶部均以紫红色或红色为标
志； (2) 一级干涉色有灰黑色、灰白色而无蓝色、绿色，二级以上
干涉色有蓝色、绿色而无灰黑色、灰白色； (3) 二级以上干涉色的
变化规律是一致的，基本上为蓝、绿、黄,橙、黑，所不同的是随
着级序的升高，干涉色的鲜艳程度降低、各色序之间的界线越来越
模糊； (4) 当级序很大时，各色序之间的界线基本上已不存在，各
色光波混杂形成一种与珍珠表面相似的亮白色，即高级白。
干涉色色谱表,根据 R=d(N1-N2) 制成的图表，反映光程差、矿片
厚度及双折率之间的关系。 (见下图 )
异常干涉色：
某些矿物呈现不同于色谱表的反常干涉色,
绿泥石：正常一级灰，异常为 柏林蓝或绣褐色 。
3, 干涉色高低的影响因素
干涉色高低取决于光程差
矿物性质
矿物的切
面方向
矿片厚度
平行光轴或光轴
面最大
垂直光轴没有光程差
其余在两者之间
R=d(N1-N2) R— 光程差,d— 矿片厚度,N1-N2— 双折率
第五节 补色法则及补色器
1,补色法则
在正交偏光镜间，两个非均质体任意方向的切片（除
垂直光轴以外的），在 45° 位臵重叠时，两矿片光率体椭圆
半径 同名半径平行,总光程差等于原来两矿片光程差之 和,表
现为 干涉色升高 。 异名半径平行 时,总光程差等于原来两矿片
光程差之 差,其 干涉色降低 （比原来高的干涉色降低，比原
来低的干涉色不一定降低）。
当 异名半径平行 时,如果总光程差等于零，那么矿片就
会变成灰黑色，此现象就是 矿片消色 。
2、几种常用的补色器
⑴ 石膏试板（ λ）
光程差为 550 nm，在正交偏光 45° 位臵时，呈现一
级紫红干涉色，使矿片升高或降低一个 级序 。如矿片干
涉色为一级灰，升高变为二级蓝，降低变为一级黄。
⑵ 云母试板（ 1/4λ）
光程差为 147nm,使矿片升、降一个 色序 。如矿片
为一级紫红，升高变为二记蓝，降低变为一级橙黄。
⑶ 石英楔
光程差为 0至 1680 nm，在 45° 位臵时依次产生一
级到三级干涉色。同名半径平行,干涉色不断升高。
异名半径平行时,干涉色不断降低。
第六节 正交偏光镜间主要光学性质的观察
和测定
1、非均质体矿片上光率体椭园半径方向及名称的测定
⑴ 步骤参见下图。
⑵ 试板选用及干涉色升降判断
①干涉色在 二级黄以下,选用 石膏试板,如原来矿片干涉
色为一级灰,加入石膏试板后,升高为二级蓝,降低为一级黄。 ②
干涉色在 二级黄以上,选用 云母试板,如原来矿片干涉色为二
级黄，升高为二级紫红，降低为二级绿。③高于三级干涉色的
矿片，用石英楔。
2,干涉色级序的观察与测定
⑴ 选切面
干涉色级序的高低与切面方向有关,平行光轴或光轴
面的切面 干涉色最高，要选这种切面测定矿物最高干涉色级
序。
⑵ 楔形边法
⑶ 利用石英楔测定干涉色级序 (参见教材第 58页 )
⑷ 高级白干涉色的鉴定方法
将矿片臵于视域中心，转动载物台使矿片消光，再转 45°
加入石膏试板或云母试板，干涉色不变为高级白。
★ 楔形边法测定矿物的干涉色级序
3,未知矿物双折率的测定
根据 R=d(N1-N2)测定，而且要测定最大双折率才有意
义。平行光轴或光轴面切面的双折率最大，这种切面干涉色最
高，多色性最明显。
⑴ 光程差的测定,测定最高干涉色，在干涉色色谱表上求
出相应的光程差。
⑵ 矿片厚度：一般为 0.03mm。
⑶ 在色谱表上查未知矿物的双折率，或根据 R=d(N1-N2) 计
算。
4,消光类型及消光角的测定
（ 1） 消光类型
根据矿片在消光位时，解理缝、双晶缝
及晶面迹线等与目镜十字丝之间的关系可分
出 平行消光、对称消光和斜消光 。斜消光时，
光率体椭圆半径与解理缝、双晶缝及晶面迹
线之间的夹角称为 消光角 。
★ 普通角闪石不同方向切面的消光类型
（ 2） 消光角的测定
① 只有测定定向切面的消光角才有意义
单斜晶系一般测定 平行（ 010）切面 的消光角。
如单斜辉石和单斜角闪石，平行（ 010）切面为平行
光轴面切面，干涉色最高，多色性最明显。
三斜晶系矿物一般选择某些特别方向测定消光
角，如斜长石一般是测定 垂直（ 010）切面 的消光
角。
②具体的测定步骤参见下图。
5、矿物延性符号的测定
延性符号的规定：
正延性,长条状矿物切面，其延长方向或解理缝方向与光率
体椭圆长半径 Ng或 Ng′平行或其夹角小于 45° ；
负延性,长条状矿物切面，其延长方向或解理缝方向与光率
体椭圆短半径 Np或 Np′平行或其夹角小于 45° 。
当两者的夹角为 45° 时，延性可正可负。
★ 对于平行消光的矿片需要测定矿片的延性符号，而对于斜消
光的矿片，不需要再测定延性符号，可以根据消光角大小来
确定其延性符号。
★ 延性符
号的测
定。
7、矿物双晶的观察
⑴ 双晶在正脚偏光镜间表现为相邻两个双晶单
体的消光不一致，呈现一明一暗的现象。
⑵ 常见的消光类型：① 简单双晶 ；② 聚片双
晶 ；③ 卡钠复合双晶 ；④ 格子双晶 ；⑤ 卡斯巴双
晶 。
钾长石的卡斯巴双晶
微斜长石的格子状双晶
斜长石的聚片双晶和卡钠联晶
第一节正交偏光镜的装臵及光学特点
是在单偏光镜的基础上，
加上上偏光镜，并使上、
下偏光的振动方向相互
垂直。这样，在不放任何
矿片的情况下，视域应该
是黑的。如果不黑，表明
上、下偏光的振动方向
没有相互垂直，需要调整。
第二节 正交偏光镜间矿片的消光现象及消光位
1 消光, 矿物在正交偏光镜间呈现黑暗的现象。
矿物消光时,矿片的光率体椭圆半径与上、下偏
光的振动方向平行 。
2 全消光,转动物台 360°,矿片的消光现象不改变。
成因, 正交偏光镜间放臵均质体或非均质体垂直光
轴以外的切片，不改变光波的振动方向，光波不能透
过上偏光镜。
3 四次消光,非均质除垂直光轴以外的切片，光率体
为椭圆，转动物台 360°,光率体椭圆长、短半径与
上、下偏光振动方向 AA,PP有四次平行的机会，
出现四次消光。
4 消光位,非均质除垂直光轴以外的切片，在正交偏
光镜间处于消光时的位臵。矿片在消光位时，其光
率体椭圆长、短半径必定与上、下偏光振动方向
AA,PP平行。 消光位具体用消光角或者消光类型
表示 。
非均质除垂直光轴以外的切片，在消光位以外
的任何位臵,其光率体椭圆长、短半径与上、下偏光
振动方向（ AA,PP）斜交。这样，由下偏光镜透
出光波的振动方向平行 PP，进入矿片后，就会发生
双折射，分解形成振动方向相互垂直的两种偏光。
由于这两种偏光的振动方向与上偏光的振动方向斜
交，当它们进入上偏光镜时，就会再度发生双折射
而分解形成四种偏光，但只有平行上偏光镜的两种
偏光可以透过上偏光镜 (参见前图 )，并且具备了发
生干涉作用的条件，必将发生干涉作用。
? 第三节 正交偏光镜间矿片的干涉现象
如果光源为单色光波，则当光程差为光波半波长的偶
数倍时，干涉结果是二者相互抵消而变黑暗；而当光
程差为光波半波长的奇数倍时，干涉结果是二者相互
叠加，其亮度增加一倍 (见下图 )
矿片干涉结果的明亮程度除取决于光程差外，还与透出
上偏镜两种偏光的振幅大小有关，其振幅越大亮度就越
强。而这两种偏光的振幅大小则取决于矿片上光率体椭
圆半径与上、下偏光镜振动方向之间的夹角。当它们之
间的夹角为 45度时，振幅最大，矿片最明亮。这时的矿
片位臵称 45度位。 (见下图 )
第四节 干涉色及干涉色谱表
1、干涉色
如果光源为单色
光，在正交偏光镜间，在
45度位时插入石英楔，随
着石英楔的慢慢推入，视
域内依次出现明暗相间的
干涉条带。亮带代表增
强，暗带代表减弱。
如果光源为白光时，在正交偏光镜间，在 45度位时插入
石英楔，随着石英楔的慢慢推入，视域内出现的不是明
暗相间的干涉条带，而是不同的颜色。
这是因为白光中七种
不同波长的单色光不
可能同时增强或减
弱，必然有一部分单
色光增强，而另一部
分单色光减弱。这
样，不同程度加强的
单色光波混合起来就
构成了与该光程差相
应的混合颜色。 (见
左图 )这就是干涉色。
2、干涉色及各级序特性
干涉色,正交偏光下用白光观察时，非均质体矿片
呈现的各种颜色。它可以分成不同的级序。
第一级序：暗灰 — 灰白 — 浅黄 — 亮黄 — 橙 — 紫红
第二级序：蓝 — 蓝绿 — 绿 — 黄 — 橙 — 紫红
第三级序：蓝绿 — 绿 — 黄 — 橙 — 红
第四级序：粉红 — 浅绿 — 浅橙
高级白,更高级序各色光波混杂形成一种与珍珠表
面相似的亮白色。
干涉色级序的特征有, (1) 每个级序的顶部均以紫红色或红色为标
志； (2) 一级干涉色有灰黑色、灰白色而无蓝色、绿色，二级以上
干涉色有蓝色、绿色而无灰黑色、灰白色； (3) 二级以上干涉色的
变化规律是一致的，基本上为蓝、绿、黄,橙、黑，所不同的是随
着级序的升高，干涉色的鲜艳程度降低、各色序之间的界线越来越
模糊； (4) 当级序很大时，各色序之间的界线基本上已不存在，各
色光波混杂形成一种与珍珠表面相似的亮白色，即高级白。
干涉色色谱表,根据 R=d(N1-N2) 制成的图表，反映光程差、矿片
厚度及双折率之间的关系。 (见下图 )
异常干涉色：
某些矿物呈现不同于色谱表的反常干涉色,
绿泥石：正常一级灰，异常为 柏林蓝或绣褐色 。
3, 干涉色高低的影响因素
干涉色高低取决于光程差
矿物性质
矿物的切
面方向
矿片厚度
平行光轴或光轴
面最大
垂直光轴没有光程差
其余在两者之间
R=d(N1-N2) R— 光程差,d— 矿片厚度,N1-N2— 双折率
第五节 补色法则及补色器
1,补色法则
在正交偏光镜间，两个非均质体任意方向的切片（除
垂直光轴以外的），在 45° 位臵重叠时，两矿片光率体椭圆
半径 同名半径平行,总光程差等于原来两矿片光程差之 和,表
现为 干涉色升高 。 异名半径平行 时,总光程差等于原来两矿片
光程差之 差,其 干涉色降低 （比原来高的干涉色降低，比原
来低的干涉色不一定降低）。
当 异名半径平行 时,如果总光程差等于零，那么矿片就
会变成灰黑色，此现象就是 矿片消色 。
2、几种常用的补色器
⑴ 石膏试板（ λ）
光程差为 550 nm，在正交偏光 45° 位臵时，呈现一
级紫红干涉色，使矿片升高或降低一个 级序 。如矿片干
涉色为一级灰，升高变为二级蓝，降低变为一级黄。
⑵ 云母试板（ 1/4λ）
光程差为 147nm,使矿片升、降一个 色序 。如矿片
为一级紫红，升高变为二记蓝，降低变为一级橙黄。
⑶ 石英楔
光程差为 0至 1680 nm，在 45° 位臵时依次产生一
级到三级干涉色。同名半径平行,干涉色不断升高。
异名半径平行时,干涉色不断降低。
第六节 正交偏光镜间主要光学性质的观察
和测定
1、非均质体矿片上光率体椭园半径方向及名称的测定
⑴ 步骤参见下图。
⑵ 试板选用及干涉色升降判断
①干涉色在 二级黄以下,选用 石膏试板,如原来矿片干涉
色为一级灰,加入石膏试板后,升高为二级蓝,降低为一级黄。 ②
干涉色在 二级黄以上,选用 云母试板,如原来矿片干涉色为二
级黄，升高为二级紫红，降低为二级绿。③高于三级干涉色的
矿片，用石英楔。
2,干涉色级序的观察与测定
⑴ 选切面
干涉色级序的高低与切面方向有关,平行光轴或光轴
面的切面 干涉色最高，要选这种切面测定矿物最高干涉色级
序。
⑵ 楔形边法
⑶ 利用石英楔测定干涉色级序 (参见教材第 58页 )
⑷ 高级白干涉色的鉴定方法
将矿片臵于视域中心，转动载物台使矿片消光，再转 45°
加入石膏试板或云母试板，干涉色不变为高级白。
★ 楔形边法测定矿物的干涉色级序
3,未知矿物双折率的测定
根据 R=d(N1-N2)测定，而且要测定最大双折率才有意
义。平行光轴或光轴面切面的双折率最大，这种切面干涉色最
高，多色性最明显。
⑴ 光程差的测定,测定最高干涉色，在干涉色色谱表上求
出相应的光程差。
⑵ 矿片厚度：一般为 0.03mm。
⑶ 在色谱表上查未知矿物的双折率，或根据 R=d(N1-N2) 计
算。
4,消光类型及消光角的测定
（ 1） 消光类型
根据矿片在消光位时，解理缝、双晶缝
及晶面迹线等与目镜十字丝之间的关系可分
出 平行消光、对称消光和斜消光 。斜消光时，
光率体椭圆半径与解理缝、双晶缝及晶面迹
线之间的夹角称为 消光角 。
★ 普通角闪石不同方向切面的消光类型
（ 2） 消光角的测定
① 只有测定定向切面的消光角才有意义
单斜晶系一般测定 平行（ 010）切面 的消光角。
如单斜辉石和单斜角闪石，平行（ 010）切面为平行
光轴面切面，干涉色最高，多色性最明显。
三斜晶系矿物一般选择某些特别方向测定消光
角，如斜长石一般是测定 垂直（ 010）切面 的消光
角。
②具体的测定步骤参见下图。
5、矿物延性符号的测定
延性符号的规定：
正延性,长条状矿物切面，其延长方向或解理缝方向与光率
体椭圆长半径 Ng或 Ng′平行或其夹角小于 45° ；
负延性,长条状矿物切面，其延长方向或解理缝方向与光率
体椭圆短半径 Np或 Np′平行或其夹角小于 45° 。
当两者的夹角为 45° 时，延性可正可负。
★ 对于平行消光的矿片需要测定矿片的延性符号，而对于斜消
光的矿片，不需要再测定延性符号，可以根据消光角大小来
确定其延性符号。
★ 延性符
号的测
定。
7、矿物双晶的观察
⑴ 双晶在正脚偏光镜间表现为相邻两个双晶单
体的消光不一致，呈现一明一暗的现象。
⑵ 常见的消光类型：① 简单双晶 ；② 聚片双
晶 ；③ 卡钠复合双晶 ；④ 格子双晶 ；⑤ 卡斯巴双
晶 。
钾长石的卡斯巴双晶
微斜长石的格子状双晶
斜长石的聚片双晶和卡钠联晶
