一、目的要求
（1）了解偏光显微镜的构造、装置、调试与使用方法。
（2）了解使用偏光显微镜观察岩石薄片的主要内容。
二、实验内容
（一）偏光显微镜的构造、装置、调试与使用方法
1.认识显微镜各个部件的名称和装置位置（图13-1）
图13-1 奥林帕斯BHSP型偏光显微镜
2.装卸镜头的方法
（1）装卸目镜。将选用的目镜插入镜筒上端，使十字丝处于东西、南北方向上即可。
（2）装卸物镜。不同型号的偏光显微镜，物镜装法不一，装卸时将镜头推进（旋进）或拉出（旋出）即可，但要注意安装时一定要将物镜旋至最尽头、夹紧，以免掉落。
3.调节照明
（1）装上低倍或中倍物镜，插入目镜、打开锁光圈轻轻推出上偏光镜、勃氏镜。下降或推出聚光镜。
（2）下降镜筒到适当位置（离物台约0.5cm）。
（3）转动反光镜至视域最亮，而且光线最均匀，或移动亮度调节钮，调到合适亮度。
光源可用灯光或自然光（但不能把反光镜正对太阳或采用强烈的灯光，以免刺伤眼睛或损坏偏光镜）。
4.调节焦距
（1）在完成上述操作之后，将薄片置于载物台之上（注意：一定要把盖玻璃朝上），用弹簧夹夹住。
（2）从侧面观察物镜镜头，然后转动粗动螺旋，使镜筒下降到最低位置（注意：物镜靠近薄片，但切勿使其接触）。
（3）从目镜中观察，同时转动粗动螺旋，使镜筒上升（动作不宜过快），直到看清楚薄片中的目的物，如果物像不太清晰，则改用微动螺旋调节，至最清晰为止。
（4）换用高倍物镜时，用同样方法调节焦距，但这时必须特别小心，因为高倍物镜的焦距很短，几乎与薄片接触，如稍不注意，就可能压碎薄片，损坏镜头。
5.校正中心
（1）首先检查物镜位置是否安装正确，如果物镜没有装到位，则无法校正中心，而且容易损坏校正螺丝和镜头。
（2）在薄片中选一矿物小颗粒a，移至十字丝中心o，转动物台360°，找出其运动轨迹，至离中心最远时停止转动。
（3）调整物镜（或物台）校正螺丝，使颗粒a沿ao方向移动至约
（4）移动薄片，将矿物颗粒a再移至视域中心o，转动物台，此时若a点仍偏离中心移动。再重复上述操作方法直至a点不离开中心，在原地转动为止。
6.偏光镜方位的检查
偏光显微镜是装有偏光镜的显微镜。装在显微镜载物台之下或垂直照明器之中的偏光镜称为下偏光镜或前偏光镜，装在物镜与目镜之间的偏光镜称为上偏光镜或分析镜。若单独使用下偏光镜，简称单偏光。若上、下偏光镜同时使用，并使二者振动方向垂直，简称正交偏光。正交偏光时，若再加上聚光镜和勃氏镜，简称锥光。
（1）下偏光镜振动方向的确定。选一黑云母解理纹发育的岩石薄片，把黑云母移到视域中心，在单偏光镜下，转动物台至黑云母变得最暗时，此时黑云母解理纹所处的方向，就是下偏光镜的振动方向（随显微镜而异，应呈东西向或南北向）。
（2）上下偏光是否正交的检查。当下偏光镜振动方向确定之后，取下薄片，推入上偏光镜，此时，若视域完全黑暗，表明上下偏光的振动方向完全正交；若不完全黑暗，则需调节上（或下）偏光镜位置，使之全黑为止。
（二）使用偏光显微镜观察岩石薄片的内容
岩石薄片是将岩石或透明矿物的标本用切片机切下一适当厚度的薄块，面积约为2cm×2cm，用金刚砂等研磨材料在磨片机上磨平一面，用树胶等黏合剂粘于载玻璃上；然后将另一面磨平，至其厚度约为0.03mm，再用树胶粘上盖玻璃而成的薄片。在标准厚度的岩石薄片中，可以观察到各种透明矿物的光学性质、测定其光性参数。
在偏光显微镜下鉴定透明矿物的光学性质主要通过单偏光、正交偏光、锥光三个系统进行。在单偏光镜下，主要观察矿物的突起、晶形、颜色、多色性、吸收性及解理等；在正交偏光镜间，主要观察矿物的最高干涉色、消光类型、消光角、延性符号、双晶等；在锥光镜下，主要确定非均质矿物的轴性、光性、光轴角等。透明矿物的这些光学性质和光性参数是描述矿物和岩石薄片鉴定的主要内容。
1.在单偏光系统下观察的主要内容
（1）矿物的折射率和突起。折射率是透明矿物最基本、最主要的光学常数，但在薄片中无法直接测出每个矿物的折射率值，而只能借助于直观的突起初步鉴定。矿物的突起决定于矿物本身的折射率和树胶折射率之差（加拿大树胶折射率为1.54）。长期以来人们习惯将突起分为6～7个等级，以方便鉴定（表13-1），表中的负突起指N矿＜N树；正突起指N矿＞N树（N矿为矿物折射率，N树为树胶折射率）。
表13-1 矿物的突起等级和折射率
在岩石薄片中，当某矿物的折射率比树胶的折射率大很多时，就能明显地看出此矿物边缘黑暗、表面粗糙、向上突起。同时在该矿物与树胶接触处还可看到一条比较明亮的细线（贝克线）。提升镜筒，贝克线向该矿物内部方向移动；下降镜筒，贝克线向树胶方向移动。在两个折射率不同的矿物接触处也可见到贝克线，提升镜筒，贝克线向折射率大的矿物移动；下降镜筒，贝克线向射率小的矿物移动。根据贝克线移动规律，可以确定矿物的正负突起。试根据贝克线移动情况，确定石榴子石、橄榄石、角闪石、石英、正长石、萤石等矿物的折射率高低。
（2）矿物的晶形。薄片中所见到的矿物形态，并不是其完整的晶形，而是矿物某一切面的轮廓；因此要想判断某矿物的晶形，必须观察该矿物的各个切面，综合考虑。如角闪石常见到长方形轮廓，同时也能见到近六边形或菱形轮廓，综合后可认为角闪石为长柱状；又如长石常见的是近方形和长方形轮廓，可判断其为板状。
（3）矿物的解理和裂理。在薄片中矿物的解理表现为沿一定结晶方向平行排列的细缝线，即解理缝。裂理（或称裂开、裂纹）是沿双晶面破裂或沿细微包裹体分布的缝线，一般不如解理缝线平直，多数表现弯曲，定向性不明显。
不同矿物解理发育程度不同，如云母类矿物具极完全解理，表现为解理缝细，彼此间距离均匀，往往呈连续的直线贯穿整个晶体；角闪石、辉石和长石具完全（或中等）解理，表现为解理缝清晰但较稀，不完全贯穿晶体而有中断现象；橄榄石则具不完全解理，表现为解理缝稀疏，断断续续，有时仅见解理痕迹。相反橄榄石的裂纹发育，表现为无一定方向的不平直的缝线。石英、石榴子石属无解理的矿物，后者更常见裂纹。
矿物解理清晰程度还与切面方向有关，当矿物切片与解理面垂直时，解理缝最细、最清楚，若稍微提升镜筒，解理缝不向左右移动。
（4）矿物的颜色。指单偏光镜下白光（七色光组成）透过晶体后呈现的颜色，它是未被晶体吸收的部分色光的混合色。如果各色光被矿物等量吸收，透过矿物后仍为白光则该矿物不显示颜色，称无色矿物。此外，颜色还与矿物的其他性质有关，如所含色素离子种类和电价，如含Mn3＋常为红色，含Cr3＋多为绿色。
（5）矿物的多色性和吸收性。对非均质体矿物的非垂直光轴（光轴面）切面而言，当转动物台时若见到颜色有变化，称为多色性；若见到颜色深浅有变化，称吸收性。
例如当黑云母的解理纹平行下偏光振动方向时，颜色最深，呈暗棕色；垂直下偏光振动方向时，颜色最浅，呈浅黄棕色；斜交下偏光振动方向时，颜色介于最深与最浅之间。表明黑云母具有较强的多色性和吸收性。
2.在正交偏光系统下观察的主要内容
均质体矿物由于各向同性，所以它的任何切面在正交偏光间均表现为全消光（转动物台没有变化），因此均质体矿物主要是在单偏光系统下观察。对非均质体矿物，除单偏光系统外，还需在正交偏光甚至锥光系统下进行观察，以便区分相似的矿物。在正交偏光系统下，非均质体矿物的主要观察内容如下：
（1）消光类型。消光类型是指板状、柱状矿物处在消光位时，其解理缝（双晶缝）或晶体轮廓等与目镜十字丝（代表上下偏光振动方向）的相互关系。一般当矿物处于消光位时，若解理（双晶）或晶体轮廓与十字丝之一平行时，称平行消光；若两组解理或晶体轮廓平分十字丝时，称对称消光；若解理或晶体轮廓与十字丝之一斜交时称斜消光。
（2）消光角。对斜消光的矿物，要测定它们的消光角，即这些矿物的解理或晶体轮廓与十字丝（代表上下偏光振动方向）之一相交的夹角。
（3）干涉色。是指非均质体、非垂直光轴或光轴面的切片，在正交偏光间，当白光不同波长的七色光通过矿物晶体时，由白光干涉而成的各种颜色。当用白光照射，在正交偏光间将石英楔（石英沿光轴方向由薄至厚磨成楔形）慢慢插入试板孔，可见干涉色由低到高的规律变化，先后出现四个级序：Ⅰ级干涉色：暗灰-灰白-黄白-亮黄-橙-紫红；Ⅱ级干涉色：蓝-绿-黄绿-黄-橙-紫红；Ⅲ级干涉色：绿蓝-蓝绿-绿-绿黄-猩红-粉红；Ⅳ级干涉色：紫灰-灰蓝-淡绿-高级白。
3.在锥光系统下某些光学数据的确定
在岩石薄片鉴定中，一般不需使用锥光系统，若必须确定矿物的轴性、光性或光轴角（2V）时，可选用适当切面在锥光下确定。在锥光下通常利用干涉图测定矿物晶体的轴性、光性、光轴角等。
干涉图是非均质矿物在锥光下呈现的、由干涉条带组成的图案。干涉图的形态因矿物晶体的光性和切片方向不同而不同。一轴晶垂直光轴切片的干涉图由一个黑十字与若干同心圆干涉色色圈组成；二轴晶垂直锐角等分线的干涉图由一个黑十字与若干“∞”字形干涉色色圈组成。
（1）确定轴性。旋转载物台时，一轴晶垂直光轴切面的干涉图中的黑十字保持不变。一轴晶斜交（小斜）光轴切面的干涉图中的黑十字的交点绕视域中心做圆周移动；当光轴方向与薄片法线夹角较大时，光轴出露点（黑十字交点）落在视域之外，视域内只能见到一条黑带及部分干涉色色圈。旋转载物台时，黑带做上下、左右平行移动。
旋转载物台时，二轴晶垂直光轴切面的干涉图中的黑十字与若干“∞”字形干涉色色圈也保持不变。二轴晶斜交（小斜）光轴切面的干涉图由一黑臂和卵形色环组成，光轴不通过十字丝，转动载物台，黑臂时直时弯。
（2）测定光性符号。一轴晶测定光性符号时首先确定象限和N′e、No的方位，根据一轴晶矿物Ne＞No为正光性，Ne＜No为负光性的原则。在确定象限后，插入石膏检板（λ），检板长方向为短半径，注意观察黑十字附近干涉色（Ⅰ级灰）的变化，若一、三象限变蓝（升高），二、四象限变黄（降低），该矿物为正光性，否则相反。
二轴晶测定光性符号时，首先需搞清在干涉图中光率体要素的方位（黑臂弯曲的凹区称钝角区，凸区称锐角区），在45°位置上插入石膏试板观察弯曲黑臂两侧干涉色（Ⅰ级灰）变化情况，如锐角区变黄（降低），而钝角区变蓝（升高），该矿物为正光性。
（3）在二轴晶垂直光轴切面干涉图上目估光轴角（2V）。在垂直一个光轴切片干涉图中，当光轴面与上、下偏光镜振动方向成45 °夹角时，黑带弯曲程度与光轴角大小成反比。光轴角越大，黑带越直。当2V＝90°时，黑带成直带状；当2V＝0°时，黑带弯曲成90°；2V介于0°与90°之间时，黑带弯曲度介于90°与直带状之间。据此可以估计光轴角（2V）的大小。