АНАЛИЗ МИНЕРАЛОВ
КРИСТАЛЛООПТИЧЕСКИЙ
Новокузнецк
КРИСТАЛЛООПТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МИНЕРАЛОВ
Петрография использует разные методы исследований. Наиболее точным методом диагностики минералов является кристаллооптический при помощи поляризационного микроскопа. Наблюдения в нем производятся в параллельном или сходящемся (коноскопическом поляризованном свете. Увеличительная система микроскопа позволяет изучать оптические свойства минералов кристаллах размером до 1-2 мкм.
Изучение минералов при одном николе
Прозрачные минералы изучают в проходящем свете под петрографическим поляризационным микроскопом. Непрозрачные (рудные) минералы исследуются в отраженном свете с помощью минераграфического поляризационного микроскопа. Оптические свойства минерала определяют в различных произвольных сечениях кристаллических зерен в тонких (0,03мм) просвечивабщихся петрографических шлифах.
Свойства минералов о, определяемыев поляризованном свете с одним поляризатором:
1. Форма зёрен, симметрия кристаллических сечений, облик минеральных индивидов и углы контура ограничения кристаллических зерен.
2. Спайность, определение угла между плоскостями спайности.
3. Показатели преломления, рельеф сечений кристаллических зерен, шагреневая поверхность по относительному показателю преломления (эффекты Бекке и Лодочникова).
4. Окраска минералов. Плеохроизм.
5. Псевдоабсорбция.
Форма зёрен - является важным диагностическим признаком минерала. Она позволяет по произвольным сечениям дать объемное представление о кристалле. Форма кристаллов и минеральных зерен зависит от природы их формировании и наличия свободного пространства. В зависимости от этого выделяются:
• идиоморфные кристаллы, имеющие хорошие кристаллографические очертания или огранку, образуются первыми из расплава, их росту ничто не мешают далеко отстоящие соседние кристаллы, контуры идиоморфных индивидов прямолинейно многоугольные и симметричные;
• гипидиоморфные кристаллы имеют частично правильные прямолинейные кристаллографические контуры, а частично искаженные очертания за счет соприкосновения в процессе роста с соседними кристаллическими индивидами; они выделяются позже идиоморфных, которые искажают форму и ограничивают их свободный рост;
• ксеноморфные кристаллические зерна не имеющие правильной прямолинейной многоугольной формы, они образуются в оставшихся свободных промежутках между ранее образованными идиоморфными и гипидиоморфными кристаллами. Они образовались последними в заключительную стадию формирования горной породы.
Формы минеральных зерен приведены на рис. 1.
Облик кристаллов и кристаллических зерен характеризет степень их развития по трем взаимно перпендикулярным линейным параметрам:. По соотношению длин этих параметров различают:
· Изометричный облик кристаллов и зерен при ax,=by,= cz. Плоские сечения этих кристаллов в шлифах также изометричны, независимо от направления. В шлифах идиоморфные кристаллы имеют изометричные полигональные плоские сечения; гипидиоморфные кристаллы имеют частично правилные полигональные контуры, а частично неправильные вынужденные ограничения от контакт с соседними кристаллами;
· Удлиненный облик кристаллов и зерен формируется при ax » by<. cz. В зависимости от удлинения, выражаемого соотношением cz / ax, различают боченковидный, коротко столбчатый, столбчатый, шестоватый, игольчатый и волокнистый или волосовидный разновидности удлиненного облика. Поперечное сечание удлиненных кристаллов всегда имеют меньше размеры, соответствующие их толщине.
· Уплощенный облик минеральных индивидов при ax » by >.. В зависимости от уплощения, выражаемого соотношением cz / ax, различают: толстотаблитчатый, таблитчатый, тонкотаблитчатый, пластинчатый, листоватый, чешуйчатый облики. Уплощенные кристаллы в сечениях параллельных cz,всегда имеют удлиненную форму.
Следует быть внимательны при определении облика удлиненных и уплощенных минеральных индивидов.
Определение формы минералов позволяет судить о последовательности их формирования, скорости роста кристаллов, изменении химического состава расплавов-растворов, а также о геологических условиях образования пород и руд.
 |
Рис. 1. Формы зерен минералов: А - гипидиоморфные формы зерен характерны для мусковита и хлоритоида; ксеноморфные зерна кварца и циркона; Б - идиоморфный авгит, гипидиоморфный плагиоклаз, ксеноморфные выделения оливина и магнетита
Спайность - это способность минералов раскалываться по плоским поверхностям. В кристаллах под микроскопом она наблюдается в виде тонких, прямых и параллельных линий. При изучении минералов в шлифах определяется характер и количество систем спайности.
В продольных разрезах кристаллов отмечается одна система спайности. Необходимо помнить, что в кристаллах, где плоскости спайности идут по отношению к плоскости шлифа под косым углом (до 30°), спайность отчётливо не наблюдается, трещины спайности трудно заметить. В поперечных разрезах некоторых минералов фиксируются две системы спайности (например, у амфиболов и пироксенов). Угол между системами трещин и линий спайности определяется следующим образом:
1. Найти зерно с 2-мя системами хорошо наблюдаемых трещин спайности (это поперечный разрез зерна).
2. Поставить одну из систем параллельно вертикальной нити окуляра. Взять отсчёт по любому нониусу лимба столика микроскопа.
3. Повернуть столик микроскопа в любую сторону до совмещения с вертикальной нитью второй системы спайности. Взять отсчёт по этому же нониусу.
4. Разность замеров определяет угол между системами спайности. При значении угла больше 90° необходимо от 180° отнять полученный результат для получения острого угла.
5. Для получения величины угла, приближающегося к истинной, нужно замерить несколько углов в зёрнах одного и того же минерала, взять из всех значений максимальное.
Рисунок 2. У амфиболов углы между системами спайности составляют 56° и 124°; у пироксенов - 87° и 93°.
Сравнение показателя преломления минералов или различных сред. Эталон - показатель преломления канадского бальзама (к. б.) пк.б = 1,537. Все минералы можно сравнивать с этим веществом, применяя некоторые оптические эффекты.
Эффект Бекке (полоска Бекке). Наблюдается на границе канадского бальзама с минералом или на границе двух любых минералов (рис. 3). Полоска представляет скопление световых лучей на границе сред в результате перераспределения световых лучей. Она обусловлена эффектом полного внутреннего отражения при переходе света из среды с большим показателем преломления п1 в среду с меньшим показателем п2.
Для наблюдения полоски Бекке необходимо прикрыть диафрагму под столиком микроскопа при объективе 9х, 10х (в зависимости от марки микроскопа) или поставить объектив 20х.
Необходимо помнить, что при поднятии тубуса микроскопа полоска Бекке движется в сторону среды с большим показателем преломления.
Рельеф наблюдается у минералов, которые отличаются по показателю преломления от канадского бальзама (к. б.).
Рис. 3. Световая полоска в шлифе на границе двух минералов. Без анализатора
Различают 3 типа рельефа:
1. Положительный, если пминерала > пк.б. Минералы выглядят в шлифе как бы приподнятыми по отношению к канадскому бальзаму.
2. Нейтральный (не имеют рельефа), если пминерала минерала близок к пкб Минералы и канадский бальзам выглядят на одном уровне.
3. Отрицательный, если пминерала < пк.б Минералы выглядят как бы опущенными, вдавленными по сравнению с канадским бальзамом.
Определение показателя преломления минерала производится при объективе 9х (полосу Бекке и эффект Лодочникова определяют при 20х), включаются линза Лазо, линза Бертрана и анализатор.
По рельефу, шагреневой поверхности и поведению полоски Бекке можно определить оптическую группу для данного минерала (табл. 1).
Шагреневая поверхность - это неровности на поверхности минерала, которые приводят к неравномерному распределению лучей света. Неравномерность освещения позволяет наблюдать неровную поверхность минералов, подобно поверхности кожи (шагреневая кожа имеет очень тонкий рисунок неровностей).
Если разница в показателях преломления минерала и канадского бальзама большая, то все неровности поверхности минерала наблюдаются отчетливо.
Если минерал и канадский бальзам имеют близкие показатели преломления, то шагреневая поверхность практически не видна.
Таким образом, шагреневая поверхность наблюдается тем лучше, чем больше разница в показателях преломления минералов и канадского бальзама.
Псевдоабсорбция - это явление ложного поглощения света (наблюдается только у бесцветных минералов). Некоторые анизотропные минералы имеют большую разницу в показателях преломления по Ng и Np. Например, у кальцита Ng = No = 1,658 (группа VI), Np = Ne= 1,486 (группа I).
Таблица 1 - Классификация минералов по показателю преломления
| Группа | п | Рельеф | Шагреневая поверхность | Дисперсионный эффект Лодочникова | Минералы |
| I | 1,41 – 1,51 | Отрицатель-ный, хорошо виден | Наблюдается при открытой диафрагме | Полоска Бекке имеет розовый цвет, идет на к.б. | Флюорит, опал, лейцит, содалит, вулканические стекла риолитов |
| II | 1,51 - 1,53 | Отрицатель-ный, плохо заметен | Отсутствует или слабая (даже при закрытой диафрагме) | Полоска Бекке имеет розовый цвет (граница бесцветных минералов и к. б.), идет на к. б. | Плагиоклазы №0-5 (альбит), к.п.ш., гипс, монтмориллонит, вулканические стекла трахитов, дацитов, андезитов |
| III | 1,53-1,54 | Отсутствует | Отсутствует | Полоска Бекке незаметна | Плагиоклазы № 5-15 (альбит, олигоклаз), халцедон, нефелин, серпентин, вулканические стекла андезибазальтов |
| IV | 1,54 -1,60 | Положитель-ный | Видна только при почти полностью закрытой диафрагме | Полоска Бекке имеет зеленоватую окраску, идет на минерал | Плагиоклазы № 15-100 (олигоклаз - анортит), кварц, хлориты, мусковит, флюорит, тальк, вулканические стекла базальтов |
| V | 1,60- 1,65 | Положитель-ный | Положительная, видна при 1/2 открытой диафрагме | Полоска Бекке имеет зеленоватый цвет, идет на минерал | Биотит, роговая обманка, тремолит, актинолит, турмалин, топаз, глауконит |
| VI | 1,65- 1,75 | Положитель-ный, резкий | Положительная резкая, видна при открытой диафрагме | Не улавливается, эффект Лодочникова слабый | Пироксены, щелочные амфиболы, оливин, силлиманит, ортит, гроссуляр |
| VII | >1,75 | Положитель-ный, очень резкий (зерна как бы окружены темно-серой полосой) | Положительная очень резкая (поверхность минерала серая) | Дисперсионный эффект не улавливается | Эпидот, эгирин, циркон, монацит, сфен, рутил, анатаз, корунд, шеелит, альмандин |
При вращении столика микроскопа минерал по показателю преломления будет относиться к разным группам:
• в положении, когда показатель преломления отличается от пк.б, у минерала отмечается резкий рельеф и шагреневая поверхность (в данном случае это Ng);
• в положении, когда показатель преломления близок к пк,б, у минерала рельеф и шагреневая поверхность проявляются крайне слабо (в данном положении это Np) (рис. 4).
 |
| Рис. 4. Псевдоабсорбция в кальците (без анализатора). А, Б — наблюдаются изменения в рельефе, шагрени в левой и правой половине зерна кальцита |
Рис. 5. Плеохроизм биотита: А-в направлении, параллельно колебанию световых волн поляризатора; Б-в направлении, перпендикулярно направлению колебания световых волн поляризатора
|
Плеохроизм - изменение цвета минерала при повороте столика микроскопа (наблюдается только у окрашенных минералов). Он обусловлен различным поглощением света в разных направлениях в кристалле (рис. 5).
Различают 3 типа плеохроизма:
1. Изменяется интенсивность окраски. Например, у биотита с тёмно-коричневого до светло-коричневого.
2. Изменяется цвет минерала. Например, с коричневого на зелёный.
3. Изменяется и цвет, и интенсивность одновременно. Например, с тёмно- зелёного до светло-коричневого.
Дата добавления: 2014-12-15; просмотров: 4850;