Определение породообразующих минералов под микроскопом

При изучении шлифа горной породы под микроскопом рекомендуется сначала разобраться, сколько разных минералов входит в состав изучаемой породы. Для этого нужно руководствоваться обозрением шлифа как при рабочем (10^х), так и при малом увеличении.

В первую очередь следует обратить внимание на цвет минерала и его рельеф. Затем оценить характер трещин спайности: тонкие они или грубые, протягиваются ли через весь кристалл, или обрываются, образуют одну или несколько систем трещин и т.д.

Разбив минералы, слагающие породу, грубо на группы, приступают к детальному изучению каждого минерала.

Породообразующие минералы в петрографической практике определяют по их оптическим свойствам (константам).

Определение констант и описание минералов обычно производится в следующем порядке:

1) Шлиф всегда следует рассмотреть сначала без анализатора и отметить в нем наличие непрозрачных минералов, т.е. рудных минералов (черные при одном николе). Эти минералы изучаются в отраженном свете по другой методике в курсе «Минераграфия».

2) Затем, рассматривая шлиф также без анализатора, выделяют окрашенные и бесцветные минералы.

3) Определяют количество окрашенных минералов, учитывая явления плеохроизма, рельеф, форму минералов, спайность, их продольные и поперечные сечения, наличие трещин отдельности, включения, продукты изменения (для каждого минерала характерны свои специфические вторичные изменения).

4) Определяют количество бесцветных минералов. Для этого прикрывают диафрагму и, просматривая шлиф при одном николе, изменяют фокусировку. Между различными минералами возникает световая полоска Бекке, более четко выявляется разница в шагреневой поверхности. Кроме того, необходимо одновременно обращать внимание на характер спайности или ее отсутствие, формы развития минералов, отмечать продукты вторичных изменений. При одном николе для всех минералов следует установить наличие или отсутствие трещин отдельности, а при двух николях - двойников.

5) Описание минералов начинают с преобладающего минерала или с заметно окрашенного минерала, который отчетливо отличается от других минералов цветом и с ним легко работать.

Таким образом, при одном николе изучают:

а)цвет минерала,

б)форму его развития, зарисовывая продольные и поперечные разрезы, в)размеры его кристаллов,

г)наличие и характерспайности [с замером угла между разными системами трещин спайности],

д)рельеф, шагреневую поверхность и относительный показатель преломления по сравнению с канадским бальзамом.

Дополнительно устанавливают наличие трещин отдельности и двойников (при двух николях).

После определения всех свойств минерала при одном николе приступают к определению других констант минерала.

6) Находят разрез, перпендикулярный к оптической оси. Он характеризуется наиболее низкой интерференционной окраской, отсутствием угасания и плеохроизма (если минерал окрашенный). Этот разрез нужно искать, просматривая шлиф без анализатора и в скрещенных николях.

7) Обнаружив необходимый для исследования разрез, ставят его на крест нитей и переходят на объектив с большим увеличением (40^х или 60^х) и получают для этого сечения интерференционную фигуру в коноскопии (в сходящемся свете). По ее характеру (крест или изогира) определяют осность минерала, а при помощи гипсового (красного) компенсатора определяют оптический знак. Для двуосных минералов по степени изогнутости изогиры оценивают величину угла оптических осей 2V.

Кроме того на этом разрезе можно установить наличие и характер дисперсии, а для окрашенных минералов - окраску по Nm при одном николе.

Итак, на разрезе, перпендикулярном к оптической оси, определяют:

а) осность минерала,

б) оптический знак,

в) угол оптических осей -2V,

г) характер дисперсии оптических осей

д) цвет по Nm (у двуосных) и по No (у одноосных) для окрашенных минералов.

8) Для описываемого минерала находят разрез с максимальной интерференционной окраской. Желательно проверить ориентировку этого разреза в сходящемся свете (параллелен ли этот разрез оптической оси для одноосного минерала или плоскости оптических осей для двуосного минерала, т.е. получается ли на нем в коноскопии интерференционная фигура в виде симметрично окрашенного поля).

9) В выбранном сечении определяют величину двойного лучепреломления (ng – np), устанавливают характер угасания, угол угасания и знак главной зоны (удлинения), без анализатора описывают характер плеохроизма по Ng и Np и составляют формулу абсорбции.

Кроме того на этом разрезе можно еще раз определить оптический знак (если разрез ориентирован параллельно оптической оси одноосного минерала или плоскости оптических осей двуосного минерала).

Итак, на разрезе с максимальной интерференционной окраской определяют:

а) величину двойного лучепреломления ng – np,

б) характер угасания и угол угасания,

в) знак удлинения,

г) без анализатора - характер плеохроизма и формулу абсорбции для окрашенных минералов,

д) дополнительно можно определить оптический знак, если выбранное сечение является ориентированным.

10) После определения и записи всех оптических свойств (констант) одного минерала обращаются к таблицам или справочникам, чтобы дать этому минералу определенное название.

11) Затем приступают к определению и описанию оптических свойств следующего минерала.

Нередко в шлифе какой-то минерал представлен несколькими зернами случайных сечений. В таком случае следует помнить, что определенные на этих сечениях константы могут отличаться от табличных значений. Так например, при исследовании клинопироксена в шлифе может не оказаться сечения, параллельного плоскости оптических осей (проверяется в коноскопии и отмечается в описании). В этом случае от табличных (истинных) значений часто отличаются такие константы как величина двойного лучепреломления (она обозначается уже как ng^/ – np^/), угол угасания (обозначается как С: Ng^/), что следует учитывать при работе.

Для минералов с изометричными формами развития и не обладающими спайностью (например, кварц) некоторые константы (характер и угол угасания, знак удлинения) не определяются.

ЛИТЕРАТУРА

Вербицкий П.Г. Основы кристаллооптики и методы изучения минералов под микроскопом. Киев: изд-во Киевского Университета, 1967

Зубков В.В. Краткий курс общей петрографии. М.: Углетехиздат, 1950

Гаврилова В.Н. Учебное пособие по курсу «Основы кристаллооптики и методика исследования минералов под микроскопом».М.: изд-во МГРИ, 1980

Лодочников В.Н. Основы кристаллооптики. М.-Л.: Госгеолиздат, 1947

Лучицкий В.Н. Петрография. Т.1. М.-Л.: Госгеолиздат, 1947

Сазонов А.М. Лабораторный практикум по петрографическим методам исследования. Красноярск: изд-во КГУ, 1990

Трегер В.Е. Оптическое определение породообразующих минералов. М.:Недра, 1968

Приложение 1

План

самостоятельной работы по построению и описанию оптической индикатрисы одноосных и двуосных кристаллов

1) Привести химические формулы заданных минералов и назвать их сингонию;

2) сформулировать определение оптической индикатрисы;

3) для каждого минерала нарисовать оптическую индикатрису, учитывая осность, оптический знак и сингонию;

4) нанести на оба рисунка все главные элементы индикатрисы и подписать их;

5) вписать оптическую индикатрису в кристалл соответствующего минерала и показать на рисунке кристаллографические плоскости и оси минерала;

6) перечислить элементы оптической индикатрисы и охарактеризовать их;

7)определить величину двойного лучепреломления на разных сечениях оптической индикатрисы для одноосного и двуосного минерала своего варианта;

8) описать ориентировку оптической индикатрисы для заданных минералов;

9) объяснить прикладное значение оптической индикатрисы (для каких целей и как используются разные сечения индикатрисы при определении констант минералов, привести соответствующие рисунки):

А) для одноосного минерала:

а) разрез, перпендикулярный оптической оси,

б) разрез, параллельный оптической оси

(признаки этих разрезов, интерференционная фигура и причины ее возникновения, определение оптического знака с объяснением причин появления соответствующих интерференционных окрасок);

Б) для двуосного минерала:

а) разрез, перпендикулярный острой биссектрисе,

б) разрез, перпендикулярный оптической оси,

в) разрез, параллельный плоскости оптических осей

(признаки этих разрезов, интерференционная фигура и причины ее возникновения, определение оптического знака и угла оптических осей с объяснением причин появления соответствующих интерференционных окрасок).

Приложение 2

План

описания цветных минералов под микроскопом

1) Номер шлифа

2) название минерала

3) свойства минерала при одном николе:

а) цвет

б) форма (с зарисовкой продольного и поперечного разрезов)

в) размеры

г) спайность (с углом между трещинами спайности для пироксенов и амфиболов)

д) рельеф

е) шагреневая поверхность

ж) показатель преломления по сравнению с канадским бальзамом (1,537)

4) оптические свойства минерала на разрезе, перпендикулярном оптической оси:

а) осность (с рисунком интерференционной фигуры)

б) оптический знак (рисунок с «красным» компенсатором)

в) для двуосных минералов угол оптических осей 2V

г) для оливинов и ортопироксенов определить железистость по диаграммам

5) оптические свойства на разрезе, параллельном оптической оси (для одноосного минерала), или параллельном плоскости оптических осей (для двуосного минерала)

а) наивысшая интерференционная окраска и величина двойного лучепреломления

б) характер угасания (прямое или косое)

в) угол угасания (для минералов с косым угасанием)

г) знак главной зоны, или удлинения (сделать рисунки, поясняющие пункты б, в и г

6) описать осевую окраску (плеохроизм) для окрашенных минералов:

а) цвет по Ng и Np - на разрезе с наивысшей интерференционной окраской (с рисунками)

б) цвет по Nm - на разрезе, перпендикулярном оптической оси, а для амфиболов можно использовать кроме того поперечный разрез (с двумя системами спайности)

в) составить схему (формулу) абсорбции

6) описать вторичные изменения: оценить интенсивность и равномерность развития вторичных минералов и привести их оптические свойства, которые позволяет определить шлиф.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
1. Основные положения кристаллооптики
	1.1.Естественный и поляризованный свет, показатель преломления, изотропные и анизотропные вещества, двупреломление
	1.2.Общие сведения об оптической индикатрисе
	1.3.Оптическая индикатриса одноосных кристаллов
	1.4.Оптическая индикатриса двуосных кристаллов
	1.5.Ориентировка индикатрисы в кристаллах различных сингоний
2. Поляризационный микроскоп
	2.1.Устройство микроскопа
	2.2.Поготовка микроскопа к работе
	2.3.Поверки микроскопа
3. Изучение свойств минералов под микроскопом
	3.1.Изучение минералов при одном николе
	3.1.1. Цвет минералов и плеохроизм
	3.1.2. Форма кристаллов и их размер
	3.1.3. Спайность
	3.1.4.Показатель преломления, рельеф, шагреневая поверхность
	3.2. Изучение минералов в скрещенных николях
	3.2.1.Оптические явления в системе: поляризатор - кристалл - анализатор
	3.2.2.Интерференционные окраски и величина двойного лучепреломления
	3.2.3.Характер и угол угасания
	3.2.4.Определение знака удлинения или главной зоны
	3.2.5.Плеохроизм и его качественная оценка
	3.3.Изучение минералов при скрещенных ни- колях в сходящемся свете
	3.3.1.Коноскопия одноосных кристаллов
	3.3.1.1.Разрез, перпендикулярный к оптической оси одноосного кристалла
	3.3.1.2.Определение оптического знака на разрезе, перпендикулярном оптической оси
	3.3.1.3.Разрез, параллельный оптической оси одноосного кристалла
	3.3.2. Коноскопия двуосных минералов
	3.3.2.1. Разрез, перпендикулярный острой биссектрисе
	3.3.2.2.Определение оптического знака на разрезе, перпендикулярном острой биссектрисе
	3.3.2.3.Разрез, перпендикулярный оптической оси двуосного кристалла
	3.3.2.4.Разрез, параллельный плоскости оптических осей двуосного кристалла
	3.3.2.5. Дисперсия оптических осей
4. Определение породообразующих минералов под микроскопом
Литература
Приложение 1
Приложение 2

[1] Следует помнить, что суммарная разность хода в системе поляризатор-кристалл-анализатор равна R+l/2. Поэтому при R = 2nl/2 колебания гасятся, а при R = (2n+1)l/2 - усиливаются