ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИ ОДНОМ ПОЛЯРИЗАТОРЕ

Для ясного представления явлений, происходящих под

микроскопом при одном поляризаторе, необходимо усвоить особенности прохождения света через систему поляризатор и минерал, а также необходимо знать оптические свойства кристаллических веществ: окраска, плеохроизм и показатели преломления.

Работа производится обычно с объективом 8^х в микроскопах МП или 9^х в микроскопах МИН и 10^х в микроскопах Leitz. (О необходимости смены объектива при решении каких-либо задач будет указываться особо).

* Для этой поверки рекомендуется иметь шлиф некатаклазированного слюдяного гранита.

При одном поляризаторе у минералов исследуются такие свойства: степень прозрачности, окраска и плеохроизм, форма и размеры зерен, спайность, показатель преломления.

1. Степень прозрачности. По степени прозрачности различают минералы: непрозрачные, полупрозрачные и прозрачные.

Непрозрачные минералы совершенно не просвечивают даже в тонких краях. К ним относятся магнетит, пирит, ильменит и другие.

В некоторых случаях к непрозрачным минералам начинающие ошибочно относят густо окрашенные минералы, например, рутил. Чтобы убедиться в непрозрачности минерала, необходимо повысить интенсивность света, для чего включается линза Лазо. Густо окрашенные минералы в этом случае будут просвечивать.

Полупрозрачные минералы едва просвечивают в пластинках толщиной 0,03 мм, например, гематит, хромит.

Изучение непрозрачных и полупрозрачных минералов производится в отраженном свете и составляет предмет минера-графии.

Прозрачные минералы исследуются в проходящем свете, они и будут предметом нашего изучения.

2. Окраска минерала и плеохроизм. Все прозрачные минералы могут быть бесцветными - (например, кварц, полевые шпаты) и окрашенными: Окрашенные минералы могут быть неплеохроичными (минералы кубической сингонии — шпинель, гранат, флюорит) и плеохроичными. Последние при вращении столика микроскопа изменяют свою окраску.

Свойство двупреломляющих кристаллов давать различную окраску в зависимости от направления и называется плеохроизмом. Плеохроичные минералы могут быть дихроичными (минералы одноосные) и трихроичными (минералы двуосные).

Различают плеохроизм трех видов:

а) изменяется интенсивность (густота) окраски (биотит);

б) изменяется густота окраски и цвет (роговая обманка, эгирин);

в) изменяется только цвет (гиперстен).

При исследовании плеохроизма необходимо обращать внимание на характер его в различных сечениях минерала (продольных и поперечных).

В некоторых минералах плеохроизм может проявляться более интенсивно около включений циркона, ортита, апатита и других минералов, содержащих редкоземельные элементы. Такое усиление окраски вокруг включений называется плеохроичными оболочками или двориками. Наиболее часто они встречаются у биотита. Иногда плеохроичные дворики наблюдаются даже у бесцветных минералов (кордиерит).

3. Изучение формы зерен. Нередко на форму зерен при описании под микроскопом мало обращается внимания, в то время как для определения некоторых минералов она является руководящим диагностическим признаком. Представление о пространственной форме минерала слагается на основании изучения его разрезов в плоскости шлифа. Поэтому нельзя путать пространственную форму кристалла с формой зерен отдельных его сечений.

Некоторые разрезы минералов бывают настолько характерны, что дают возможность судить о принадлежности минерала к определенной сингонии. Обычно же определение сингонии возможно сопоставлением формы зерен с другими данными (углами угасания, осностью и т.д.).

Изучение формы зерен бесцветных минералов, особенно когда контуры их слабо заметны, удобнее производить с включенным анализатором.

4. Изучение спайности. Спайность тесно связана с формой кристалла, и изучение ее производится одновременно с изучением формы зерен (рис. 7 – 11). Спайность и ее проявление в различных разрезах дает возможность составить представление о пространственном облике кристалла, а часто определить и название минерала даже в тех случаях, когда форма его сечений в плоскости шлифа совершенно неправильная. В одних минералах трещины спайности идут только по одному направлению, как, например, в слюдах (рис. 7), в других они идут по двум или более кристаллографическим равнозначным направлениям, образуя

характерные углы. Так, достаточно обнаружить в шлифе разрезы минерала, со спайностью по призме под углом 124 °, чтобы отнести этот минерал к группе амфиболов (рис. 9).

При изучении спайности отмечается степень ее совершенства. Спайность весьма совершенная проявляется в виде тонких прямолинейных трещин, протягивающихся через весь минерал (слюды, карбонаты, рис. 7).

Спайность совершенная характеризуется более грубыми прерывистыми трещинами, не всегда прямолинейными (полевые шпаты, роговые обманки, пироксены, рис. 8 и 9).

Спайность несовершенная проявляется в виде коротких редких трещинок (оливин, рис. 10).

В некоторых минералах спайность совершенно отсутствует (кварц, апатит, гранаты, рис. 11).

При наличии пересекающейся спайности измеряется угол спайности. Для этого с одной из нитей окуляра совмещают одну систему трещин спайности и берут отсчет на столике. Затем поворотом столика с той же нитью совмещают вторую систему трещин спайности и снова берут отсчет. Разность отсчетов дает угол спайности. При этом чтобы измерить истинный угол, выбираются разрезы, перпендикулярные к плоскостям спайности. В таких разрезах трещины спайности должны быть наиболее тонкими, иначе угол спайности может быть занижен или завышен относительно истинного.

Кроме спайности, в некоторых минералах наблюдается отдельность, которая проявляется в виде трещин, более резких, грубых и нередко извилистых (турмалин, апатит, пироксен).

Изучение спайности и формы зерен минералов в различных сечениях рекомендуется произвести в следующих шлифах:

1) в гранитах — у биотита, мусковита, апатита, сфена, кварца;

2) в гранодиоритах или диоритах — у

роговой обманки, плагиоклаза;

3) в габбро — у пироксенов;

4) в дунитах или перидотитах — у

оливина.

5. Определение размера зерен. Опре-

деление размера зерен производится окуляр-микрометром (сетчатым и линейным), цена

деления которого вычисляется при помощи

объект-микрометра.

Объект-микрометр представляет собой стек-

лянную пластинку на которой нанесена шкала

длиной 1 мм, разделенная на 100 частей. Таким

образом, каждое деление объект-микрометра равно 0,01 мм. Объект-

микрометр помещается вместо шлифа на столик микроскопа.

Объект-микрометр помещается вместо шлифа на столик микроскопа. При наведении на фокус в поле зрения должны быть ясно видны и шкала окуляра, и шкала объект-микрометра. Шкалу объект-микрометра на столике устанавливают так, чтобы ее нулевое деление совпало с нулевым делением шкалы окуляра, и определяют, сколько делений шкалы окуляра соответствует одному миллиметру объект-микрометра. После этого определяют цену одного деления шкалы окуляра по формуле:

n = а∙0,01/ в,

где а — количество делений объект-микрометра;

в — количество делений окуляр-микрометра.

При рядовых описаниях, не требующих большой степени точности, размеры зерен можно оценивать на глаз исходя из размера диаметра поля зрения при данном увеличении. Размер диаметра поля зрения измеряется также с помощью объект-микрометра. Для этого нулевое деление шкалы объект-микрометра совмещают с пересечением нитей окулярного креста и определяют размер радиуса поля зрения.

Для микроскопа, с которым вы работаете, необходимо составить табличку по следующей форме:

Микроскоп МИН-4 № 32250

При определении размеров зерен необходимо указывать размер наименьший, наибольший и преобладающий.

Если минерал имеет вытянутую форму, то указывать длину и ширину. Для зерен, имеющих неправильную или изометричную форму, указывать размер в поперечнике.

6. Определение показателя преломления. Самым точным методом определения показателя преломления является иммерсионный метод, основанный на определении показателя преломления минерала при погружении его в жидкость с известным показателем преломления.

При исследовании минерала в шлифе его показатель преломления определяется путем сравнения с показателем преломления канадского бальзама, близкого к 1,540. Определение показателя преломления имеет очень большое значение при диагносцировании минералов в шлифах. Поэтому необходимо обращать особенно большое внимание на практические приемы, с помощью которых он определяется. Показатель преломления в шлифах определяется путем наблюдения ограничений, световой полоски Бекке и дисперсионного эффекта, рельефа, характера поверхности и псевдоабсорбции. Все перечисленные явления более отчетливо наблюдаются в параллельных лучах, поэтому большое значение имеет правильная регулировка освещения. Для этого необходимо выполнять следующие условия:

1) постепенно прикрывать ирис-диафрагму до получения более отчетливого изображения;

2) опустить осветительное устройство вниз по направлению к зеркальцу микроскопа;

3) для получения более отчетливой полоски Бекке следует сменить объектив на более сильный, с увеличением 20^х. Это производится в том случае, если выполнение первых двух условий не дает должного эффекта.

Ограничения

Граница между минералом и канадским бальзамом или двумя бесцветными минералами, находящимися в непосредственном стыке друг с другом, может быть замечена только в том случае, если показатели их преломления различны. Чем больше разница в показателях преломления соприкасающихся минералов или минерала и канадского бальзама, тем более резкими становятся ограничения.

Полоска Бекке

Как известно из курса кристаллооптики, световая полоска Бекке появляется на границе двух минералов с различными показателями преломления (вследствие несимметричного распределения лучей наибольшее количество их на стороне более преломляющего минерала), причем при поднятии тубуса микроскопа - она перемещается в сторону минерала с большим показателем преломления, и наоборот, при опускании — на минерал с меньшим показателем преломления. Передвижение тубуса микроскопа следует производить осторожно, на очень небольшую величину, при помощи микрометренного винта. (Наблюдение световой полоски особенно важный и даже единственный способ отличия минералов друг от друга, когда они оба бесцветны и показатели преломления их близки, (например, полевые шпаты и кварц).

При пользовании световой полоской Бекке, кроме перечисленных выше, необходимо выполнять следующие условия:

1. Граница между двумя исследуемыми веществами должна быть чистой, без вторичных продуктов и мутных посторонних частиц.

2. Стык сравниваемых веществ должен быть непосредственным, т. е. между ними не должно быть хотя бы очень тонкой трещинки, заполненной канадским бальзамом. Такую тонкую трещину легко обнаружить в скрещенных николях по его изотропности.

Одновременно с наблюдением полоски Бекке обычно можно наблюдать дисперсионный эффект, выражающийся в появлении цветной световой полоски на границе двух разнопреломляющих бесцветных минералов. Менее преломляющие минералы в стыке с более преломляющими кажутся золотисто-желтыми или розоватыми, а более преломляющие — голубовато-зеленоватыми (дисперсионный эффект Лодочникова). Этот эффект начинающие улавливают с трудом. Он становится более отчетливым при незначительном выфокусировании изображения, лучше его наблюдать с нормальным увеличением (8^х, 9^х и 10^х).

Наблюдение дисперсионного эффекта является незаменимым, а иногда единственным способом отличия щелочных полевых шпатов от кварца и плагиоклаза, особенно в случае мелкозернистого агрегата этих минералов.

Для наблюдения ограничений световой полоски Бекке и дисперсионного эффекта необходимо, чтобы стык сравниваемых веществ был непосредственным, а граница между ними была бы чистой, свободной от вторичных, посторонних образований и мутных частиц.

Наблюдения перечисленных явлений начинающим рекомендуется производить в шлифе свежего гранита.

Рельеф

Явления неравномерного распределения освещения в двух соприкасающихся разнопреломляющих минералах вызывают ложный оптический эффект, состоящий в том, что минералы с большим показателем преломления кажутся более толстыми, как бы рельефно выступающими (сфен, апатит в шлифе гранита), а минералы с низкими показателями преломления в окружении более преломляющих кажутся лежащими ниже (кварц в гранат-пироксеновых породах). Это явление и называется рельефом минерала. По характеру рельефа все минералы подразделяются на:

1) минералы с отрицательным рельефом n < 1,540;

2) минералы, не обладающие рельефом n ≈ 1,540;

3) минералы с положительным рельефом n > 1,540.

Отсюда понятно и мнемоническое правило Лодочникова относительно полоски Бекке: при [ П ] однятии тубуса полоска Бекке перемещается в сторону минерала с [П] оложительным рельефом, при [О] пускании — в сторону минерала с [О] трицатель-ным рельефом.

Шагреневая поверхность

Вследствие специфики изготовления шлифов поверхность их остается неровной, шероховатой. Она напоминает поверхность шагреневой кожи и называется шагреневой поверхностью.

Шагреневая поверхность, благодаря рассеянию света на неровной поверхности, тем резче выявляется, чем больше различие в показателях преломления минерала и канадского бальзама, в который минерал погружён. В том случае, когда показатели преломления минерала и канадского бальзама равны, минерал и канадский бальзам в оптическом отношении составляют как бы одно целое и поверхность минерала кажется такой же гладкой и ровной, как и у канадского бальзама. Если бы поверхность шлифа в процессе изготовления отполировывалась, то характер поверхности различных минералов был бы одинаков независимо от их преломления и различие проявлялось бы только в их рельефности.

Псевдоабсорбция

Псевдоабсорбцией — изменением характера шагреневой поверхности с поворотом столика микроскопа — обладают все анизотропные сечения двупреломляющих минералов. Более отчетливо она проявляется у минералов с большим двупреломлением (с большой разницей в показателях преломления по осям Ng и Np оптической индикатрисы) и особенно резко бросается в глаза у таких минералов, у которых показатель преломления Ng много выше, чем у канадского бальзама, a Np мало отличается от него. Сильной псевдоабсорбцией обладают карбонаты, причем у кальцита она проявляется более отчетливо, чем у сидерита, так как у кальцита показатель преломления Np ниже, чем у канадского бальзама, а у сидерита оба показателя преломления значительно выше, чем у канадского бальзама. Несколько слабее псевдоабсорбция наблюдается у мусковита, а опытный глаз улавливает разницу в показателях преломления даже у таких минералов, как кварц.

Для определения показателя преломления по данной оси эллипсоида необходимо совместить эту ось с направлением колебаний поляризатора. Совмещение производится путем установления данного зерна на угасание в скрещенных николях, после чего анализатор выключается и производится определение показателя преломления.

По характеру ограничений, рельефу и шагреневой поверхности все бесцветные минералы подразделяются Лодочниковым на 7 групп:

Для определения показателя преломления и умения пользоваться таблицей Лодочникова (т. е. правильно относить минералы к выделяемым группам) рекомендуется просмотреть все эталонные минералы, приведенные в таблице, в указанных шлифах: опал — в песчаниках (обычно глауконитовых) с опаловым цементом; калиевые полевые шпаты, кислые плагиоклазы, кварц, апатит, сфен — в гранитах; основные плагиоклазы, пироксены — в габбро; оливин — в дунитах или перидотитах; карбонаты — в талько-карбонатных породах; гранаты — в скарнах.

Задание и вопросы для самопроверки по работе при одном поляризаторе

1. Отрегулировать микроскоп и произвести его поверки: а) отцентрировать; б) проверить перпендикулярность нитей;

в) установить николи в скрещенное положение; г) произвести юстировку; д) определить плоскость колебаний поляризатора.

2. Отыскать в шлифах окрашенные плеохроичные минералы, проследить характер изменения окраски и определить вид плеохроизма у биотита в граните, у роговой обманки в диорите, у гиперстена в габбро-норите, у эгирина в нефелиновом сиените, у турмалина в слюдяном сланце.

3. Просмотреть спайность, ее характер (степень совершенства): у мусковита, биотита, карбоната, роговой обманки, пироксена, оливина.

4. Исследовать форму зерен и направления спайности в зависимости от разреза (спайность по одному или двум направлениям) и измерить угол спайности у роговых обманок, пирок-сенов, полевых шпатов.

5. Определить цену деления окулярного микрометра и определить размер зерен. Определить диаметр поля зрения микроскопа с объективами 8^х, 9^х, 20^х.

6. Пользуясь полоской Бекке и дисперсионным эффектом, определить показатель преломления относительно канадского бальзама у минералов: кварца, калиевого полевого шпата (ортоклаза, микроклина), мусковита.

7. Какой дисперсионный эффект наблюдается: на границе калиевого полевого шпата и канадского бальзама, кварца и канадского бальзама, мусковита и кварца?

8. Определить характер шагреневой поверхности, рельефа, ограничений у минералов: флюорита, микроклина, кварца, мусковита, апатита, пироксена, оливина, сфена.

9. Пользуясь таблицей светопреломления Лодочникова, отыскать в шлифах минералы: опал, флюорит, калиевые полевые шпаты, плагиоклазы (кислые и основные), кварц, мусковит, апатит, пироксен, роговую обманку, оливин, сфен, гранат.

10. Наблюдать явления псевдоабсорбции у мусковита, карбоната.

11. Пользуясь явлением псевдоабсорбции, определить расположение осей оптической индикатрисы у мусковита и карбоната относительно трещин спайности. Сделать зарисовки с указанием расположения осей индикатрисы относительно спайности.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: