以下内容转自上海市地质学会关键词：矿物薄片，光学岩相显微分析，平面偏振光，正交偏振系统专题小谈对于矿物与岩石的分析和鉴定在我看来是地质学的最基本也是最重要的能力之一在野外，地质学家通常通过肉眼和简单经验判断岩石的矿物成分，例如通过手工取样了解样品的晶体惯态、矿物解理和裂理、条痕、硬度等进行判断。
回到实验室，则可以通过矿物的一系列光学性质对样品进行岩相显微分析在偏光显微镜下可以观察到矿物的突起、各向异性、各向同性、不透光性、干涉色、消光类型、孪晶等性质这些都是在对矿物以及岩石薄片进行光学岩相显微分析后可以知道的。
对透明矿物薄片的分析可以进一步了解岩石的成因和演化的历史在不同的区域地质中，薄片甚至可以反映不同的地质过程，如在变质作用下产生的矿物形态等等本期将简单介绍光学岩相分析中比较基础的一些概念解理（Cleavage）
是用来鉴别矿物的一个重要且有效的性质和手段解理受到组成矿物的原子结构的控制，原子形成多个平面结构时，层与层之间的化学键比层内化学键要弱，从而更容易断裂形成解理，这个趋势所发生的位置就是矿物的解理面这种特性在微观和宏观层面都可以体现出来，最典型的就是黑云母（Biotite）的结构。
黑云母样品和平面偏振光下的黑云母薄片（棕色部分）黑云母的宏观样品呈现出片状结构，非常柔软容易剥落，显微镜下黑云母也呈现唯一的沿{001}平面的极完全解理矿物有着不同角度的解理面，如普通角闪石（Hornblende），有着标志性的两个沿{110}的完全解理面，相交呈56°和124°。
辉石族则可观察到横切面有近90°的两组解理角度的区别可以为我们区分角闪石和辉石提供依据也有的矿物的解理极不完全或没有解理，比如石英（Quartz）无解理，通常表现为贝壳状断裂（conchoidal fractures）；电气石（Tourmaline）的解理极不完全，通常沿垂直长柱面断裂。
普通角闪石的解理呈56°和124°
单斜辉石的解理呈近90°
无色锂电气石所呈现的无解理断裂突起（Relief）是由于矿物与树胶或者周围矿物之间的折射率的差异而出现的一种光学现象在薄片中观察矿物时会发现有的矿物突起，有的低平，这只是一种视觉效应由于制作岩矿薄片时使用树胶将磨薄的岩矿薄片上下粘在玻璃板上，光穿过不同介质时会发生折射。
当矿物折射率大于树胶时，折射角大于入射角，折射光线的反向延长线汇集一点会使矿物看似向上突起；相反，当矿物折射率小于树胶时，折射角小于入射角，折射光线的反向延长线汇集一点使矿物看似向下突起树胶折射率约为1.540，矿物折射率与树胶折射率差异越大，突起越明显。
正负两种突起的等级一般分为“低”，“中”，“高”，和“极高”四个级别下面这个石榴石-云母片岩中，石榴石斑状变晶有着正高突起，周围的基质中黑云母和白云母呈现正中突起，石英的突起则较低
一处片岩中各矿物呈现出的不同等级突起当我们讨论折射率的时候，贝克线测试（Becke line test）可以帮助我们确定两种介质之间的折射率关系贝克线是出现在（高突起）矿物边缘明亮的细线由于两种介质之间折射率不同导致折射光发生聚敛，光线在聚敛处被加强，从而形成了贝克线。
贝克线紧贴矿物的黑色边缘，当我们抬升或下降显微镜镜筒，贝克线会随折射角度向内或向外移动通过贝克线移动规律我们可以判断两种介质的相对折射率：提升镜筒（或下降物台），贝克线向折射率大的方向移动；下降镜筒（或上升物台），贝克线向折射率小的方向移动。
贝克线是一条明亮的细线，在边缘内外移动各向异性的非均质矿物将入射光分解为速度不同，折射率各异，振动面方向互相垂直的两列平面偏振光（O光和E光）的现象叫做双折射（Double refraction）这一部分涉及很多复杂的矿物结晶学知识，之后有机会再逐步深入展开，这里只是开个头，介绍一些简单概念。
下图是光在偏光显微镜中的主要传播过程自然光从下方反射至下偏光镜，光线过滤为一个固定方向上振动的偏振光该偏振光经过载物台上的矿物，发生双折射，形成具有光程差的振动面相互垂直的两列平面偏光这两列偏振光再经过上偏光镜（偏光方向与下偏光镜垂直时形成正交偏光系统，多用来观察矿物消光、干涉等特征）进行二次分解，形成的两列偏光频率相等，有光程差的偏振光，会形成干涉叠加。
这也是非均质矿物在正交偏光系统下形成干涉色的原因
偏光显微镜的“过滤”作用与矿物晶体的双折射下面举几个例子，如绿帘石，是一种钙元素丰富的矿物，在平面偏振光下呈现高突起、浅黄色，而在正交偏振光下呈现出高干涉色正交偏振光下还可以观察到一些矿物的标志性特点，如斜长石的多合孪晶，。
透辉石的简单孪晶，微斜长石的栅格状孪晶，方解石的形变孪晶。
平面偏振光下的绿帘石
正交偏振光下的绿帘石
平面偏振光下的斜长石（中心）
正交偏振光下的斜长石
透辉石的简单孪晶
微斜长石的栅格状孪晶
方解石的形变孪晶正交偏光系统下还能够观察到矿物的消光性质（Extinction）消光是指在正交偏振系统下矿物在视域内呈现黑暗的现象消光性质也是区分均质和非均质矿物的一个特性：光性均质矿物在正交偏光镜下出现“全消光”，即转动载物台一周后视域内矿物始终为黑暗。
原因是其光学性质各向相同，入射光不产生双折射，偏振光入射后的折射光仍为振动方向相同的偏光因此偏光穿过矿物后无法通过上偏光镜，从而导致完全黑暗非均质矿物任意方位的切片在正交偏光镜下，通过旋转载物台一周，会出现四次消光。
非均质矿物在任意方位的切片与光率体的交线为椭圆形，因此这个方向上的切片只允许振动面方向分别与光率体椭圆切面长、短半径平行的偏光透过如下图是一处矽线石-蓝晶石片麻岩，可以看到云母基质中包裹着一处蓝晶石（孪晶结构），转动显微镜载物台会观察到其消光现象。
消光现象除了非均质矿物的消光和均质矿物的全消光，有的矿物是完全不透明的（opacity），其矿物薄片在平面和正交偏振光下都呈黑色例如磁铁矿就是完全不透明矿物均质矿物的全消光在平面偏振光下是不存在的如石榴石是均质矿物，在平面偏振光下透明。
磁铁矿在平面偏振光下
磁铁矿在正交偏振光下
石榴石在平面偏振光下
石榴石在正交偏振光下理论拾贝这期介绍一种常用到的地质思想——“梯度”（Gradient）梯度的概念贯穿物质与能量的流动，扩散，运输等很多领域，其规律与推导出的公式也都存在一定的共性，都运用了梯度的思想首先是用来描述扩散作用的菲克定律（Ficks Law of Diffusion）：分子从高浓度区域向低浓度区域的扩散通量与浓度梯度成正比。
J即为扩散通量（Diffusion flux），代表分子通过单位面积的速率而这里的梯度则是浓度梯度，看作是浓度关于分子位置变化的导数D是扩散系数。负号指示分子从高浓度向低浓度扩散的方向。
达西定律（Darcys Law）则描述了孔隙介质中水流通量q与水力梯度成正比这里的K代表水流的传导性，它是由第二个公式计算得来k是渗透性（permeability），ρ是液体密度，g是标量重力加速度，μ是动力粘度（dynamic viscosity）。
达西定律稍微复杂一点，因为还需要粘度的参数。但我们还是可以看出后面的导数部分还是一个梯度，即水力梯度（垂直高度关于水平距离的导数）
热传导的傅里叶定律（Fouriers Law）指出热传导速率与温度梯度成正比。结构与前两个相同，都是一个系数乘上一个梯度的形式。q在这里表示热流密度，k是物质的热导率，温度梯度是温度关于距离的导数。
我们可以看到，在思考物质和能量的流动运输这一个动态的过程时，我们通常要提到不同的梯度，这也是这些公式之间的共通之处词汇表阿卡斯塔片麻岩（Acasta Gneiss）：地球上已知的，并进行过充分年代测定的最古老的岩石。
形成于距今约40.3亿年的太古宙发现于加拿大Slave Craton阿卡斯塔片麻岩是一处高度变质的灰色花岗片麻岩，与距今36亿年的白色花岗片麻岩互层杰克山岗锆石（Jack Hills Zircon）：地球上已知的，并进行过充分年代测定的最古老的矿物。
形成于距今44亿年的冥古宙发现于西澳大利亚的Narryer Gneiss Terrane参考文献1. Barker, A. J. (2014). A key for identification of rock-forming minerals in thin section。
. CRC Press.2. 常丽华, 陈曼云, 金巍, 李世超, & 于介江. (2006). 透明矿物薄片鉴定手册.3. MacKenzie, W. S., Adams, A. E., & Brodie, K. H. (2017).
Rocks and minerals in thin section: A colour atlas. CRC Press.4. Petrographic Microscopy, Slides from ESS212, University of Washington
5. 赵敬松, 唐洪明, & 雷卞军. (2003). 矿物岩石薄片研究基础.每期总结：本期作为矿物与岩石这一个庞大知识体系的引入，介绍了对其进行光学岩相显微研究的基础，在后续相关专题中将继续介绍如晶体的分类，变质作用的显微构造等内容。
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