在？进来看看矿物万花筒？

今天中午，正当我愉快的在办公室摸鱼刷B站的时候，微信突然响了，瘫在椅子上的我立刻紧张的坐了起来，生怕是老板叫我下午去给他汇报最近的实验进展。

哦，原来是我的舍友，那没事了，让我康康这个幼稚鬼又发了什么。就这？就这就这？“震惊！一中科院研究生欺负小朋友，竟是因为这个原因......”反复观看以后，虽然嘴上说着幼稚，但内心OS：“我也好想要一个啊”。没事！我也有差不多的，上图！

怎么样，是不是有点内味儿了

这波啊，这波是简易的矿物万花筒。今天就带大家来看看最近我看到的漂亮的矿物万花筒，多图预警！

哎我放，我没放完呢

别急，小编先给大家解释一下为什么这些矿物会显示出变化的鲜艳色彩。解释完以后小编会按照矿物类型把照片一起放出来的。

先介绍一下我们观察的工具——偏光显微镜(Polarizing microscope)。

上面两张图片均是在偏光显微镜的正交偏光系统下看到的图像。偏光显微镜是一类光学显微镜，使用可见光作为光源（灯泡发射出我们平时肉眼就可以看到的就是一种可见光）。可见的自然光是由无数方向横振动合成的复杂混合光波（就是垂直光波传播方向的平面内，各个方向光波的振动都相同）。

那自然光又是怎么变成偏振光的呢？

偏光显微镜的光源上方有一个起偏器，当可见的自然光透过显微镜的起偏器以后，起偏器只允许光源中振动方向与偏振化方向平行的光波透过，而完全吸收掉振动方向与偏振化方向垂直的光波，这样自然光透出偏振片以后，所有的光波都转变为振动方向平行一致的偏光了（自然光的光波在同一平面内各个方向都有振动，经过起偏器以后的偏振光在同一平面内只沿一个方向振动）。

还没完，如果是仅利用偏光显微镜的下偏光镜（起偏器）所观察到的状态，我们称作单偏光系统。前面放出来的五彩斑斓的图片，都是我们即将要介绍的——正交偏光系统下所拍摄的。正交偏光系统就是在单偏光系统的基础上，在物镜与目镜中间插入上偏光镜（检偏器），再次有选择性的吸收光波振动的方向。当上、下偏光镜的振动方向相互垂直时正交偏光系统就组装完成啦，在正交偏光系统下，如果载物台上不放矿物薄片，那么自然光通过下偏光镜后形成的偏光透过空气到达上偏光镜时，与上偏光镜允许透过的振动方向垂直导致被吸收而不能透出上偏光镜，使视域黑暗。

不同的矿物因为结构不同所以具有不同的光学性质，因此在单偏光下就会显现出各种不同的颜色。由于我们可以控制偏振光的振动方向，所以偏光显微镜是观察矿物的单折射性(各向同性)或双折射性(各向异性)的有效设备。

接下来跟着小编一起来看一下色彩斑斓的矿物吧。

橄榄石（Olivine）是一种镁与铁的硅酸盐，化学式为（Mg,Fe）2SiO4，它的名称Olivine正是源于他的颜色像橄榄（Olive）的绿色，这种颜色被认为是含有铁元素的结果，而当铁含量变低时颜色会往黄色转变。它是地球主要的造岩矿物之一，但是在地表表面上很容易风化。它还出现在部分陨石、月球、火星及一些彗星上（如维尔特二号彗星上彗发部分的尘埃，以及坦普尔一号彗星的彗核）。成色好的达到宝石级别的橄榄石又称为翠绿橄榄石或贵橄榄石。

橄榄石类矿物的晶体均属斜方晶系。其晶体结构内部有独立的硅氧四面体岛状结构，因此橄榄石属于孤立岛状硅酸盐。橄榄石的晶体结构可以被描述为六方最密堆积的氧离子体系中，一半的正八面体空隙被镁离子或者铁离子占据，另有1/8的正四面体空隙被硅离子占据。在橄榄石的晶体结构中，氧离子占据三种不同的位置（在图中被标记为O1、O2和O3），金属离子占据两种不同的位置（M1和M2），但是硅离子只占据一种位置（Si）。O1、O2、M2和Si均处于镜像对称的对称面上，M1处在对称中心上，而O3的位置不具有特殊的对称性。

橄榄石其实也分好多种，镁橄榄石、铁橄榄石、锰橄榄石、钙镁橄榄石，还有贵橄榄石。我们一般所说的橄榄石就是指贵橄榄石（Chrysolite），是一种镁橄榄石和铁橄榄石的类质同象混合物。除了氧、硅、镁和铁这四种元素之外，橄榄石只含有很少量的其他元素，常见如锰和镍。

橄榄石的镜下鉴定特征是发育裂理（就是图片中矿物表面那一条条弯弯曲曲的黑线；Ps：裂理和解理是不一样的，裂理是沿双晶面破裂或沿细微包裹体分布的缝线，多数表现弯曲, 定向性不明显。解理是沿一定结晶方向平行排列的细缝线。裂理主要是由于晶体中非固定的其他原因所引起的定向破裂，而解理主要与矿物晶体结构有关。裂理一般不如解理缝线平直, 多数表现弯曲, 定向性不明显）、正高突起到极高突起（就是看起来感觉比其他大部分矿物更加突出一些）、干涉色高（就是颜色更加鲜艳，呈现黄、绿、橙红、紫红、绿蓝、海绿、猩红、粉红）、晶体纵切面常呈两端尖锐的六边形，横切面近菱形。

辉石（Pyroxene）是一种重要的硅酸盐矿物，是辉石类矿物的总称，常在火成岩和变质岩中被发现。根据晶体结构的不同，辉石可被分为单斜辉石和斜方辉石两个亚族，前者属于单斜晶系，后者属于斜方晶系。辉石类矿物的共同特点是其晶体中含有硅氧四面体形成的单链结构。“辉石”的英文名“Pyroxene”来源于希腊语中的“火”和“外来者”两个词。辉石常出现在火山的岩浆中，当这些岩浆凝固后，人们有时会发现辉石的晶体嵌在火山玻璃当中，看起来就像玻璃中的杂质一样，辉石因此得名。但事实上辉石并非岩浆中的杂质，它在岩浆流出地面之前就已经结晶了。辉石是首先由法国矿物学家阿维命名的。【1】

辉石晶体的硅氧四面体链状结构中可以容纳不同的阳离子，因此辉石系列矿物可以有多种不同的化学成分，而对不同种类辉石的命名也是从其化学成分出发。辉石晶体中有两种不同的阳离子－氧八面体结构，分别被称为X（或者M2）八面体结构以及Y（或者M1）八面体结构；与此同时，辉石晶体中还有一种四面体结构，用字母T表示。不同种辉石的名称来源于X八面体结构，Y八面体结构以及T四面体结构中不同的化学元素。Y（M1）八面体结构是由阳离子及6个紧密包围它的氧原子构成的。而依结构中心的阳离子的大小不同，X（M2）八面体结构可以含有6－8个氧原子。

我们平时见到的辉石大多是普通辉石（Augite），是火成岩中最常见的暗色矿物之一。主要产于镁铁质和超镁铁质的岩石中, 如辉长岩、辉绿岩和橄榄岩, 在某些中性岩及酸性岩中也时有产出。除了产于火成岩中，中高级变质岩、月岩也可见到普通辉石。

辉石在镜下的鉴别特征具有接近87°的两组解理，这一特征是区别辉石和角闪石的主要标志之一（角闪石的两组解理夹角近124°，小编在刚上大学的时候辉石、角闪石傻傻分不清楚）。一般为短柱状、粒状、横切面一般近八边形和近四边形，正高突起。干涉色最高到二级顶部（黄、橙、红、蓝、绿、黄、紫红）。辉石和橄榄石干涉色乍一看有点相似，并且辉石中也可发育裂理，但与辉石本身的解理缝相比, 其裂理有时显得更为细而密集。而橄榄石中并不发育解理，辉石中可见近垂直的两组解理，这是和橄榄石做镜下区分的最有效鉴定条件。

石英（Quartz）是我们日常生活中非常常见的一种矿物，成分为SiO2，SiO2的单晶体就是水晶，而多晶体则形成玉髓、玛瑙，我们平时看到的普通玻璃是不具备晶体结构的SiO2，海滩上的沙子基本上就是由石英和长石组成。其晶体结构是SiO4（硅-氧四面体）的连续框架，其中每个氧在两个四面体之间共享，得到SiO2的总化学式，石英的种类有很多，有一些被做为半宝石使用，自古以来石英被广泛用作制作珠宝和硬石雕刻，尤其在欧洲和中东地区。石英砂和水晶在工艺和工业上具有多种用途, 如制造各种光学仪器, 广泛应用于电子、超声波技术上。工业水晶用来制造各种珠宝装饰品, 除无色透明者外, 市场上还常见紫水晶（铁替代硅导致色心的缺陷）、黄水晶（存在铁氧化物或者铝替代硅导致色心的缺陷）、烟水晶(可能与镭辐射有关) 、东陵石(含鳞片状赤铁矿或云母, 褐红、微黄色) 、猫眼石(石英交代纤状石棉) 以及茶晶, 墨晶等。一般纯净石英可作玻璃和陶瓷原料石英有高温β－石英和低温α－两种变体，常压下温度低于573℃高温β－石英就会向低温α－石英转变，所以我们一般看到的都是α－石英。

石英的镜下鉴定特征是表面光滑无解理、正低突起（与橄榄石相比像是橄榄石盖在了石英上面）、干涉色低（颜色看起来比较淡，灰、灰白、黄白，色调很像无印良品风）。注意哦，石英不与橄榄石共生哦，因为橄榄石主要产于SiO2不饱和的镁铁-超镁铁质岩中。

最后再给大家看一下小编最近实验中看到的两张好看的矿物照片。这两张分别是在冷、热阴极发光－光学显微镜系统下拍摄的照片，有没有人知道这两个分别是什么矿物呢，大家可以大胆推测并在文章底下留言哦。

各位小伙伴们喜欢嘛，由于这些图片全部拍摄于于我们的实验观察工作中，美观性考虑欠佳，如果大家喜欢这个系列的话，就动动小手将文章转发给朋友们看，小编春节放假回来就立马想办法给大家展示一些更标准的矿物显微镜下照片，到时候会有更精美的照片和更有趣的讲解哦。同时感谢中科院地质与地球物理研究所的同学和老师们提供样品。

PS：

【1】 中国大百科全书智慧藏中的辉石条目

矿物镜下特征鉴定均参考于《光性矿物学简明教程》，赖志云，高洁，吴康军编著；《透明矿物薄片鉴定手册》，常丽华，陈曼云，金巍，李世超，于介江编著。