礦石鑒別技術(shù)—偏光顯微鏡

在博物館學(xué)范圍內(nèi)，巖石檢驗(yàn)主要用于簽定制作石頭工具的巖石種類鑒定在古代陶器粘土坯料中發(fā)現(xiàn)的礦石或巖石碎片種類，進(jìn)而判斷這些文物所用原材料的準(zhǔn)確地理起源位置。巖石鑒定工作一般是從人工制品中切職一個(gè)薄片，在特制的偏光顯微鏡下進(jìn)行觀察，zui后通過(guò)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)巖石樣品的比較作出判斷。

偏光顯微鏡是一種裝有起偏器和撿偏器的普通光學(xué)顯敬鏡，它是利用一般巖石或礦石薄片邦具有旋光性或雙折射特點(diǎn)制作的。在用巖石顯微鏡檢驗(yàn)古代陶器薄片叭它可以向搏物館學(xué)家提供有關(guān)陶器原料和制作技術(shù)的寶貴信息。

實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先從人工制品上切取—塊厚約一毫米面積約兩平方厘米的薄片如果樣品是硫松多孔的物瓦例如易碎的陶片，為了防止在薄片磨光操作時(shí)碎裂，必須事先在樣片內(nèi)注入理科。薄片切取后，用遠(yuǎn)顴交納的磨科對(duì)其一邊途行細(xì)心磨光，直到表面變成鏡面為止。然后將磨光面用適的粕臺(tái)劑，粕結(jié)在顯微鏡的玻璃載片上再將未磨光面在磨料上逐漸磨薄到只剩三十微米左右的厚度。大多數(shù)礦石或巖石樣品，在這樣薄的厚度時(shí)，薄片樣品部是適陰的，因此，在光學(xué)顯微鏡下可用人眼對(duì)它直接近行撿驗(yàn)。

用一種有序的方式排列原子，并形成一種有規(guī)則三維晶格結(jié)構(gòu)的物質(zhì)叫做礦石。雖然一種礦物相的化學(xué)成分可在—定范圍內(nèi)變化但礦物中有規(guī)則的品格結(jié)構(gòu)卻是一種的特征標(biāo)志，這種特征標(biāo)志洽好可用來(lái)鑒別它們。根據(jù)巖石的成固一般分為火成巖、變質(zhì)巖和沉積巖，然后再在這三類中按照其現(xiàn)存的礦物相，礦物微粒大小顆粒形狀及排列方式進(jìn)行更細(xì)的分類。

用偏光顯微鏡鑒別礦物時(shí)，被考慮的主要診斷特征是礦物的品格形狀及窮理（即晶體易于劈開(kāi)或分裂的脆弱面）。通過(guò)晶體形狀鑒別巖石的種類經(jīng)常受到一些限制，因?yàn)樵谧灾饚r石中礦石成分很少生成良好的晶體。此外，實(shí)際觀察目的晶體形狀還決定于薄片樣品從標(biāo)本上切取的平面方向，為了克服這種觀察上出現(xiàn)的任意比現(xiàn)在礦石顯微鏡鑒別原因利用的是：自然光通過(guò)窮理面后變成平面偏振光的特性。平面偏振光是一種只在垂直于光線前進(jìn)方向的平面內(nèi)某一方向中振動(dòng)的特殊光線。

光線在各向同性介質(zhì)中酌速度與傳播方向無(wú)關(guān)，所以，偏振光通過(guò)各向同性材料時(shí)，它的光波振動(dòng)方向不會(huì)變化?？墒?，在各向異性介質(zhì)中，光速將隨著傳播方向而變化，因此，光線通過(guò)各向異性的礦物時(shí)，在一般情況下都會(huì)觀察到職折射現(xiàn)象。亦即一個(gè)光束被礦物分成兩束。這兩束光以不同的速度越過(guò)礦帆并且都是平面偏振九兩者的偏援光方向相互垂宜。在把這類光學(xué)現(xiàn)象用作礦物鑒別基礎(chǔ)時(shí)應(yīng)知道屬于立方晶系的玻璃和曠物在光學(xué)上是各向同性池所有非立方晶系的礦物在光學(xué)上都是各向異性。

從石器中切取薄片進(jìn)行偏光顯微鏡檢驗(yàn)的首要目的：是鑒定制作石器時(shí)所用巖石的地理起源位置，進(jìn)而了解石器被交易的地區(qū)范圍，以及離原料產(chǎn)地的運(yùn)輸距離。鑒別巖石起源地的工作包括從石器切取一塊薄片樣品，然后從可能的原料中再切取一塊同樣的薄片樣品，在礦石顯微鏡中互相進(jìn)行比較。用火成巖和變質(zhì)巖制成的石器特別適合于這種鑒別方法，因?yàn)檫@些巖石具有大員的診斷特征可按利用，而這些特征又可使石科的起源地限制于鉸小的范圍內(nèi)。與此對(duì)比，用沉積巖制成的石器，例如純石灰?guī)r或矽石氨采用上述方法就比較因農(nóng)因?yàn)檫@些巖石大多冠在地面上，可以方便地在許多地區(qū)找隊(duì)而不同地區(qū)的露頭石它們又有同樣的礦物學(xué)特論這就造成了有許多可能的起源地。這個(gè)問(wèn)題對(duì)于研究由精細(xì)結(jié)構(gòu)或均質(zhì)巖石制作的石器時(shí)顯得特別嚴(yán)重，例如由火烴石或黑昭石制作的石器。

在石料起源地眾多的情況下，不能單獨(dú)依靠偏光顯微鏡檢驗(yàn)來(lái)鑒別，利用微量和痕跡元素的化學(xué)分忻法將提供表面擺石和黑陽(yáng)石起源地的有用信息。用偏光顯微鏡檢驗(yàn)青石的困難起因于各地存在著大量漂移礫石，這類礫石曾經(jīng)被冰川作用漂移了很大距離。英國(guó)在過(guò)去三十年中用偏光顯微鏡術(shù)檢驗(yàn)了一千多把來(lái)自新石器時(shí)代和青銅器時(shí)代早期的石斧，根據(jù)這些石斧的礦物質(zhì)成分及其結(jié)池至今已鑒別出了二十多也已確定，這種巖石鑒別技術(shù)后來(lái)因發(fā)現(xiàn)幾處著古代未作精加工石斧和石坯的作坊而得到有力支持。

英國(guó)發(fā)現(xiàn)的玉斧在用偏光顯微鏡術(shù)研究時(shí)沒(méi)有得到結(jié)論性的成果，此時(shí)就要輔助以x射線衍射技術(shù)，玉斧的質(zhì)量密度和折射宰測(cè)量，化學(xué)分析方法等。后來(lái)發(fā)現(xiàn)有些玉斧的原科在英網(wǎng)沒(méi)有起源地，板假定是從歐州輸入的，現(xiàn)在知道那些玉斧足從法同、西北歐和瑞士輸入的。礦物檢驗(yàn)巳確定了某些英國(guó)玉斧與來(lái)自法國(guó)玉斧之間的礦物學(xué)相似性。組同類巖石的石斧。在幾伯例電巖石起源地的誰(shuí)確位置

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