在？進來看看礦物萬花筒？

今天中午，正當我愉快的在辦公室摸魚刷B站的時候，微信突然響了，癱在椅子上的我立刻緊張的坐了起來，生怕是老板叫我下午去給他匯報最近的實驗進展。

哦，原來是我的舍友，那沒事了，讓我康康這個幼稚鬼又發了什么。就這？就這就這？“震驚！一中科院研究所欺負小朋友，竟是因為這個原因……”反復觀看以后，雖然嘴上說著幼稚，但內心OS：“我也好想要一個啊”。沒事！我也有差不多的，上圖！

怎么樣，是不是有點內味兒了

這波啊，這波是簡易的礦物萬花筒。今天就帶大家來看看最近我看到的漂亮的礦物萬花筒，多圖預警！

哎我放，我沒放完呢

別急，小編先給大家解釋一下為什么這些礦物會顯示出變化的鮮艷色彩，解釋完以后小編會按照礦物類型把照片一起放出來的。

先介紹一下我們觀察的工具——偏光顯微鏡(Polarizing microscope)，

上面兩張圖片均是在偏光顯微鏡的正交偏光系統下看到的圖像，偏光顯微鏡是一類光學顯微鏡，使用可見光作為光源（燈泡發射出我們平時肉眼就可以看到的就是一種可見光）。可見的自然光是由無數方向橫振動合成的復雜混合光波（就是垂直光波傳播方向的平面內，各個方向光波的振動都相同）。

那自然光又是怎么變成偏振光的呢？

偏光顯微鏡的光源上方有一個起偏器，當可見的自然光透過顯微鏡的起偏器以后，起偏器只允許光源中振動方向與偏振化方向平行的光波透過，而完全吸收掉振動方向與偏振化方向垂直的光波，這樣自然光透出偏振片以后，所有的光波都轉變為振動方向平行一致的偏光了（自然光的光波在同一平面內各個方向都有振動，經過起偏器以后的偏振光在同一平面內只沿一個方向振動），

還沒完，如果是僅利用偏光顯微鏡的下偏光鏡（起偏器）所觀察到的狀態，我們稱作單偏光系統。前面放出來的五彩斑斕的圖片，都是我們即將要介紹的——正交偏光系統下所拍攝的，正交偏光系統就是在單偏光系統的基礎上，在物鏡與目鏡中間插入上偏光鏡（檢偏器），再次有選擇性的吸收光波振動的方向。當上、下偏光鏡的振動方向相互垂直時正交偏光系統就組裝完成啦，在正交偏光系統下，如果載物臺上不放礦物薄片，那么自然光通過下偏光鏡后形成的偏光透過空氣到達上偏光鏡時，與上偏光鏡允許透過的振動方向垂直導致被吸收而不能透出上偏光鏡，使視域黑暗。

不同的礦物因為結構不同所以具有不同的光學性質，因此在單偏光下就會顯現出各種不同的顏色，由于我們可以控制偏振光的振動方向，所以偏光顯微鏡是觀察礦物的單折射性(各向同性)或雙折射性(各向異性)的有效設備，

接下來跟著小編一起來看一下色彩斑斕的礦物吧，

橄欖石顆粒（圖片來自維基百科）橄欖石手標本（圖片來源于網路）輝橄巖；青海東昆侖；正交偏光25倍橄欖巖；青海東昆侖；正交偏光25倍

橄欖石

橄欖石（Olivine）是一種鎂與鐵的硅酸鹽，化學式為（Mg,Fe）2SiO4，它的名稱Olivine正是源于他的顏色像橄欖（Olive）的綠色，這種顏色被認為是含有鐵元素的結果，而當鐵含量變低時顏色會往黃色轉變，它是地球主要的造巖礦物之一，但是在地表表面上很容易風化。它還出現在部分隕石、月球、火星及一些彗星上（如維爾特二號彗星上彗發部分的塵埃，以及坦普爾一號彗星的彗核）。成色好的達到寶石級別的橄欖石又稱為翠綠橄欖石或貴橄欖石，

橄欖石晶體結構

橄欖石類礦物的晶體均屬斜方晶系，其晶體結構內部有獨立的硅氧四面體島狀結構，因此橄欖石屬于孤立島狀硅酸鹽。橄欖石的晶體結構可以被描述為六方最密堆積的氧離子體系中，一半的正八面體空隙被鎂離子或者鐵離子占據，另有1/8的正四面體空隙被硅離子占據。在橄欖石的晶體結構中，氧離子占據三種不同的位置（在圖中被標記為O1、O2和O3），金屬離子占據兩種不同的位置（M1和M2），但是硅離子只占據一種位置（Si），O1、O2、M2和Si均處于鏡像對稱的對稱面上，M1處在對稱中心上，而O3的位置不具有特殊的對稱性。

橄欖石其實也分好多種，鎂橄欖石、鐵橄欖石、錳橄欖石、鈣鎂橄欖石，還有貴橄欖石。我們一般所說的橄欖石就是指貴橄欖石（Chrysolite），是一種鎂橄欖石和鐵橄欖石的類質同象混合物，除了氧、硅、鎂和鐵這四種元素之外，橄欖石只含有很少量的其他元素，常見如錳和鎳。

橄欖石的鏡下鑒定特征是發育裂理（就是圖片中礦物表面那一條條彎彎曲曲的黑線；Ps：裂理和解理是不一樣的，裂理是沿雙晶面破裂或沿細微包裹體分布的縫線，多數表現彎曲, 定向性不明顯，解理是沿一定結晶方向平行排列的細縫線，裂理主要是由于晶體中非固定的其他原因所引起的定向破裂，而解理主要與礦物晶體結構有關，裂理一般不如解理縫線平直, 多數表現彎曲, 定向性不明顯）、正高突起到極高突起（就是看起來感覺比其他大部分礦物更加突出一些）、干涉色高（就是顏色更加鮮艷，呈現黃、綠、橙紅、紫紅、綠藍、海綠、猩紅、粉紅）、晶體縱切面常呈兩端尖銳的六邊形，橫切面近菱形，

輝石巖；南非布希維爾德；正交偏光25倍輝石晶體結構輝石單晶；阿富汗（圖片來自維基百科） 普通輝石；烏干達穆哈武拉火山（圖片來自維基百科） 輝石巖，左上側輝石滑石化；南非布希維爾德；正交偏光25倍 輝長巖，視域中間為單斜輝石，旁邊是具有卡斯巴-鈉長石復合雙晶的斜長石；青海東昆侖；正交偏光25倍

輝石

輝石（Pyroxene）是一種重要的硅酸鹽礦物，是輝石類礦物的總稱，常在火成巖和變質巖中被發現。根據晶體結構的不同，輝石可被分為單斜輝石和斜方輝石兩個亞族，前者屬于單斜晶系，后者屬于斜方晶系。輝石類礦物的共同特點是其晶體中含有硅氧四面體形成的單鏈結構。“輝石”的英文名“Pyroxene”來源于希臘語中的“火”和“外來者”兩個詞。輝石常出現在火山的巖漿中，當這些巖漿凝固后，人們有時會發現輝石的晶體嵌在火山玻璃當中，看起來就像玻璃中的雜質一樣，輝石因此得名，但事實上輝石并非巖漿中的雜質，它在巖漿流出地面之前就已經結晶了。輝石是首先由法國礦物學家阿維命名的。【1】

輝石晶體的硅氧四面體鏈狀結構中可以容納不同的陽離子，因此輝石系列礦物可以有多種不同的化學成分，而對不同種類輝石的命名也是從其化學成分出發，輝石晶體中有兩種不同的陽離子－氧八面體結構，分別被稱為X（或者M2）八面體結構以及Y（或者M1）八面體結構；與此同時，輝石晶體中還有一種四面體結構，用字母T表示。不同種輝石的名稱來源于X八面體結構，Y八面體結構以及T四面體結構中不同的化學元素，Y（M1）八面體結構是由陽離子及6個緊密包圍它的氧原子構成的。而依結構中心的陽離子的大小不同，X（M2）八面體結構可以含有6－8個氧原子，

我們平時見到的輝石大多是普通輝石（Augite），是火成巖中最常見的暗色礦物之一。主要產于鎂鐵質和超鎂鐵質的巖石中, 如輝長巖、輝綠巖和橄欖巖, 在某些中性巖及酸性巖中也時有產出，除了產于火成巖中，中高級變質巖、月巖也可見到普通輝石。

輝石在鏡下的鑒別特征具有接近87°的兩組解理，這一特征是區別輝石和角閃石的主要標志之一（角閃石的兩組解理夾角近124°，小編在剛上大學部的時候輝石、角閃石傻傻分不清楚）。一般為短柱狀、粒狀、橫切面一般近八邊形和近四邊形，正高突起，干涉色最高到二級頂部（黃、橙、紅、藍、綠、黃、紫紅），輝石和橄欖石干涉色乍一看有點相似，并且輝石中也可發育裂理，但與輝石本身的解理縫相比, 其裂理有時顯得更為細而密集。而橄欖石中并不發育解理，輝石中可見近垂直的兩組解理，這是和橄欖石做鏡下區分的最有效鑒定條件。

石英；吉林延邊；正交偏光25倍 球粒流紋巖；內蒙古甲烏拉-查干布拉根銀鉛鋅礦田；正交偏光25倍 石英；黑龍江東安；正交偏光25倍（此為做激光實驗的樣品，厚度過厚導致干涉色異常，石英正常的干涉色應該為一級灰白）紫水晶，含鐵錳質的二氧化硅流體滲透進巖石空洞，附壁結晶而成；巴西吉林延邊；CL（cathodoluminescence）冷陰極發光+光學顯微鏡拍攝，25倍。像不像復仇者聯盟里面的宇宙魔方洛基手里拿著宇宙魔方黑龍江東安；CL（cathodoluminescence）熱陰極發光+光學顯微鏡拍攝，5倍。像不像奇異博士里面的鏡像空間奇異博士進入鏡像空間

石英

石英（Quartz）是我們日常生活中非常常見的一種礦物，成分為SiO2，SiO2的單晶體就是水晶，而多晶體則形成玉髓、瑪瑙，我們平時看到的普通玻璃是不具備晶體結構的SiO2，海灘上的沙子基本上就是由石英和長石組成，其晶體結構是SiO4（硅-氧四面體）的連續框架，其中每個氧在兩個四面體之間共享，得到SiO2的總化學式，石英的種類有很多，有一些被做為半寶石使用，自古以來石英被廣泛用作制作珠寶和硬石雕刻，尤其在歐洲和中東地區。石英砂和水晶在工藝和工業上具有多種用途, 如制造各種光學儀器, 廣泛應用于電子、超聲波技術上。工業水晶用來制造各種珠寶裝飾品, 除無色透明者外, 市場上還常見紫水晶（鐵替代硅導致色心的缺陷）、黃水晶（存在鐵氧化物或者鋁替代硅導致色心的缺陷）、煙水晶(可能與鐳輻射有關) 、東陵石(含鱗片狀赤鐵礦或云母, 褐紅、微黃色) 、貓眼石(石英交代纖狀石棉) 以及茶晶, 墨晶等，一般純凈石英可作玻璃和陶瓷原料石英有高溫β－石英和低溫α－兩種變體，常壓下溫度低于573℃高溫β－石英就會向低溫α－石英轉變，所以我們一般看到的都是α－石英，

石英的鏡下鑒定特征是表面光滑無解理、正低突起（與橄欖石相比像是橄欖石蓋在了石英上面）、干涉色低（顏色看起來比較淡，灰、灰白、黃白，色調很像無印良品風），注意哦，石英不與橄欖石共生哦，因為橄欖石主要產于SiO2不飽和的鎂鐵-超鎂鐵質巖中，

最后再給大家看一下小編最近實驗中看到的兩張好看的礦物照片。這兩張分別是在冷、熱陰極發光－光學顯微鏡系統下拍攝的照片，有沒有人知道這兩個分別是什么礦物呢，大家可以大膽推測并在文章底下留言哦。

各位小伙伴們喜歡嘛，由于這些圖片全部拍攝于于我們的實驗觀察工作中，美觀性考慮欠佳，如果大家喜歡這個系列的話，就動動小手將文章轉發給朋友們看，小編春節放假回來就立馬想辦法給大家展示一些更標準的礦物顯微鏡下照片，到時候會有更精美的照片和更有趣的講解哦，同時感謝中科院地質與地球物理研究所的同學和老師們提供樣品。

PS：

【1】 大陸大百科全書智慧藏中的輝石條目

礦物鏡下特征鑒定均參考于《光性礦物學簡明教程》，賴志云，高潔，吳康軍編著；《透明礦物薄片鑒定手冊》，常麗華，陳曼云，金巍，李世超，于介江編著。