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干渉色(クロスニコルで観察)   [戻る]

干渉色は鉱物の複屈折(複屈折量)により,下方ニコルと共に上方ニコルを入れた状態(クロスニコル)で観察されます。

通常の造岩鉱物はクロスニコルでステージを回転させると,1回転(360°)毎に4回ずつ明るくなったり,暗くなったりします(下写真/普通角閃石:対角位で青緑のもの)。最も明るくなったときを
対角位,最も暗くなったときを消光位といいます。




適切な厚さ(約0.03mm)の薄片では,対角位において,石英・アルカリ長石・斜長石の場合は灰色〜白色(ときに淡い黄色)で,黒雲母・普通角閃石・普通輝石・かんらん石の場合,黄・赤・緑・青など多彩な色です(斜方輝石の場合はやや淡い黄色程度)。このクロスニコルの対角位で観察される鉱物の色を
干渉色といいます。

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なお,等軸晶系の鉱物や火山ガラスはあらゆる方向で複屈折量は0なので干渉色は示さず,クロスニコル下では常に暗黒です(↓)。



等軸晶系の鉱物である鉄ばんざくろ石を偏光顕微鏡で見た様子。左は平行ニコル,右はクロスニコルで,クロスニコルではステージを回転させても常に暗黒で干渉色を示さない。




頑火輝石の干渉色

干渉色は同種の鉱物でも結晶方位によって異なり,この頑火輝石(左側の黒線で模式的に直方体に示しているのが頑火輝石の結晶)のように,同じ鉱物でも結晶方位(薄片中の粒子の断面の方向)により,干渉色は大きく異なる(下のかんらん石参照↓)。





かんらん石の干渉色

これは玄武岩中のかんらん石で,粒子により結晶方位が異なるため,紫・青・桃・黄など違った色に見えている(干渉色は同種の鉱物でも結晶方位によって異なる。上の頑火輝石参照)。

なお,この薄片の全体的な厚さは0.03mmだが,かんらん石の割れ目や輪郭部は0.01mm以下になっており,その部分の干渉色は低く,白〜淡黄色に見えている。
同じ鉱物でも薄片の厚さによっても干渉色は大きく異なる(右図 → )。




かんらん石の薄片の厚さによる干渉色の違い
同じ鉱物でも薄片の厚さによっても干渉色は大きく異なる。薄くなるほど干渉色が低くなり,厚くなるほど干渉色が高くなる。
上の
「ミシェルレビの干渉色図表」では0.06mmまでの薄片の厚さと干渉色の関係が示されている。


上述のように,干渉色(複屈折量)は同種の鉱物でも結晶方位・薄片の厚さによって異なります(すべての鉱物は光軸方向では複屈折量が0で干渉色は示さず暗黒に近い)。通常,鉱物の複屈折量は,厚さが0.03mmの時の最大の複屈折量をもつ結晶方位をもって表します(1軸性結晶ならε-ω・ω-ε,2軸性結晶ならγ-α)。主な造岩鉱物の最大の複屈折量は,石英・アルカリ長石・斜長石が0.01前後,斜方輝石が0.007〜0.015前後,普通角閃石・普通輝石が0.02〜0.03程度,かんらん石が0.04前後,黒雲母が0.04〜0.08前後です。
鉱物の最大の複屈折量・干渉色・薄片の厚さを図表にしたものが「ミシェルレビの干渉色図表」(下図)で,これを用いて鉱物の複屈折量を推定し同定に利用します。



ミシェルレビの干渉色図表(複屈折量が著しく大きい鉱物は,4次以上の干渉色を示し,それは水に浮かんだ虹色の油膜のように見える)



なお,エジリン・紅れん石・リーベック閃石・Tiを多く含む黒雲母(下写真)・ルチルなど,濃色の鉱物(平行ニコルで濃色に見える鉱物)は,クロスニコル下においても干渉色にその鉱物自身の色が重なって見えるため,干渉色がわかりにくいです。



上写真のTiを多く含む黒雲母は平行ニコルで濃褐色を呈し,クロスニコル下では干渉色にその色が重なって見えるため,干渉色がわかりにくい。



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異常干渉色
複屈折量が小さいベスブ石・斜灰れん石などは,本来,1次の灰〜白程度の干渉色を示す鉱物ですが,鮮やかな青色・褐色などの干渉色を示すことがあります。これを異常干渉色といいます。異常干渉色は,複屈折量が小さく,かつ,光の波長の違いでその複屈折量がかなり異なる鉱物に観察されます。しかし,それはベスブ石・斜灰れん石・クロリトイド・ある種の緑泥石などに限られています。

ベスブ石の異常干渉色

ベスブ石は最大の複屈折量が0.008程度で,本来,1次の白程度の干渉色しか示さない鉱物だが,このように鮮やかな青・褐色の異常干渉色を示すことがある。
斜灰れん石の異常干渉色

斜灰れん石は最大の複屈折量が0.01程度で,本来,1次の淡黄色程度の干渉色しか示さない鉱物だが,このように鮮やかな青・褐色の異常干渉色を示すことがある。


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光学異常


ざくろ石の仲間は一般に等軸晶系の鉱物で干渉色を示さずクロスニコルで暗黒ですが,灰ばんざくろ石と灰鉄ざくろ石の固溶体は原子配列において互いに同形置換しあうAl原子とFe3+原子が秩序的に配列し,斜方晶系などの対称になっていることがあります。このようなものは1次の黄色までの干渉色を示します(このざくろ石のAl原子とFe3+原子の秩序配列はX線粉末回折データからはわからない)。
このような現象を「光学異常」といいますが,異常ではなく,観察している鉱物が有する性質が偏光顕微鏡で観察されているものです。
X線粉末回折データで分からない鉱物の性質が,偏光顕微鏡下で「光学異常」として認められることは多いです。

1次の白色の干渉色を示す灰ばんざくろ石と灰鉄ざくろ石の固溶体

ざくろ石類は本来,等軸晶系だが,灰ばんざくろ石と灰鉄ざくろ石の固溶体では
原子配列において互いに同形置換しあうAl原子とFe3+原子が秩序的に配列し,等軸晶系の対称からずれて,クロスニコルで干渉色を示すものがある。上写真はスカルン中のもので1次の白色の干渉色を示し,ステージを45°回転させると規則性のある分域構造をなしているのがわかる。