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矿石鉴别技术—偏光显微镜

发布时间:2012-02-14   点击次数:4174次

矿石鉴别技术—偏光显微镜

在博物馆学范围内,岩石检验主要用于签定制作石头工具的岩石种类鉴定在古代陶器粘土坯料中发现的矿石或岩石碎片种类,进而判断这些文物所用原材料的准确地理起源位置。岩石鉴定工作一般是从人工制品中切职一个薄片,在特制的偏光显微镜下进行观察,zui后通过对标准岩石样品的比较作出判断。

偏光显微镜是一种装有起偏器和捡偏器的普通光学显敬镜,它是利用一般岩石或矿石薄片邦具有旋光性或双折射特点制作的。在用岩石显微镜检验古代陶器薄片叭它可以向搏物馆学家提供有关陶器原料和制作技术的宝贵信息。

实验时,首先从人工制品上切取—块厚约一毫米面积约两平方厘米的薄片如果样品是硫松多孔的物瓦例如易碎的陶片,为了防止在薄片磨光操作时碎裂,必须事先在样片内注入理科。薄片切取后,用远颧交纳的磨科对其一边途行细心磨光,直到表面变成镜面为止。然后将磨光面用适的粕台剂,粕结在显微镜的玻璃载片上再将未磨光面在磨料上逐渐磨薄到只剩三十微米左右的厚度。大多数矿石或岩石样品,在这样薄的厚度时,薄片样品部是适阴的,因此,在光学显微镜下可用人眼对它直接近行捡验。

用一种有序的方式排列原子,并形成一种有规则三维晶格结构的物质叫做矿石。虽然一种矿物相的化学成分可在—定范围内变化但矿物中有规则的品格结构却是一种的特征标志,这种特征标志洽好可用来鉴别它们。根据岩石的成固一般分为火成岩、变质岩和沉积岩,然后再在这三类中按照其现存的矿物相,矿物微粒大小颗粒形状及排列方式进行更细的分类。

用偏光显微镜鉴别矿物时,被考虑的主要诊断特征是矿物的品格形状及穷理(即晶体易于劈开或分裂的脆弱面)。通过晶体形状鉴别岩石的种类经常受到一些限制,因为在自逐岩石中矿石成分很少生成良好的晶体。此外,实际观察目的晶体形状还决定于薄片样品从标本上切取的平面方向,为了克服这种观察上出现的任意比现在矿石显微镜鉴别原因利用的是:自然光通过穷理面后变成平面偏振光的特性。平面偏振光是一种只在垂直于光线前进方向的平面内某一方向中振动的特殊光线。

光线在各向同性介质中酌速度与传播方向无关,所以,偏振光通过各向同性材料时,它的光波振动方向不会变化。可是,在各向异性介质中,光速将随着传播方向而变化,因此,光线通过各向异性的矿物时,在一般情况下都会观察到职折射现象。亦即一个光束被矿物分成两束。这两束光以不同的速度越过矿帆并且都是平面偏振九两者的偏援光方向相互垂宜。在把这类光学现象用作矿物鉴别基础时应知道属于立方晶系的玻璃和旷物在光学上是各向同性池所有非立方晶系的矿物在光学上都是各向异性。

从石器中切取薄片进行偏光显微镜检验的首要目的:是鉴定制作石器时所用岩石的地理起源位置,进而了解石器被交易的地区范围,以及离原料产地的运输距离。鉴别岩石起源地的工作包括从石器切取一块薄片样品,然后从可能的原料中再切取一块同样的薄片样品,在矿石显微镜中互相进行比较。用火成岩和变质岩制成的石器特别适合于这种鉴别方法,因为这些岩石具有大员的诊断特征可按利用,而这些特征又可使石科的起源地限制于铰小的范围内。与此对比,用沉积岩制成的石器,例如纯石灰岩或矽石氨采用上述方法就比较因农因为这些岩石大多冠在地面上,可以方便地在许多地区找队而不同地区的露头石它们又有同样的矿物学特论这就造成了有许多可能的起源地。这个问题对于研究由精细结构或均质岩石制作的石器时显得特别严重,例如由火烃石或黑昭石制作的石器。

在石料起源地众多的情况下,不能单独依靠偏光显微镜检验来鉴别,利用微量和痕迹元素的化学分忻法将提供表面摆石和黑阳石起源地的有用信息。用偏光显微镜检验青石的困难起因于各地存在着大量漂移砾石,这类砾石曾经被冰川作用漂移了很大距离。英国在过去三十年中用偏光显微镜术检验了一千多把来自新石器时代和青铜器时代早期的石斧,根据这些石斧的矿物质成分及其结池至今已鉴别出了二十多也已确定,这种岩石鉴别技术后来因发现几处着古代未作精加工石斧和石坯的作坊而得到有力支持。

英国发现的玉斧在用偏光显微镜术研究时没有得到结论性的成果,此时就要辅助以x射线衍射技术,玉斧的质量密度和折射宰测量,化学分析方法等。后来发现有些玉斧的原科在英网没有起源地,板假定是从欧州输入的,现在知道那些玉斧足从法同、西北欧和瑞士输入的。矿物检验巳确定了某些英国玉斧与来自法国玉斧之间的矿物学相似性。组同类岩石的石斧。在几伯例电岩石起源地的谁确位置

 

备注:矿石鉴别技术—偏光显微镜文章由http://www.cnnoptics.com/编辑上传。

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