Notes de cours
- clickhereto examiner certaines propriétés optiques minérales et afficher certains minéraux dans la section mince (en plan et une lumière polarisée croisée)
Le pétrographique (Polarisation) Microscope
Propriétés de base de minéraux sous lumière simplement polarisée
Transparence
La plupart des minéraux sont transparents à la lumière dans la section mince à l'exception des minéraux métalliques qui sont opaques.
Sous forme de cristaux et l'agencement des plans de clivage qui les composent sont utiles pour l'identification.
inclusions
Certains minéraux contiennent souvent plus petites inclusions d'autres minéraux.
Toutes les autres propriétés liées au microscope utilisées pour identifier les minéraux dans la section mince se rapportent à la réfraction de la lumière transmise à travers les cristaux.
Comportement lumière
La lumière visible est une partie du spectre électromagnétique. La lumière émise par un objet se déplace en ligne droite, à partir de et vibre perpendiculairement à la direction de sa propagation (dans toutes les directions) dans un mouvement d'onde transverse. Lumière, voyageant sous forme d'onde, a une longueur d'onde (L) définie par la distance entre les crêtes d'ondulations successives (ou creux) et à une vitesse Voyage (c, la vitesse de la lumière). Le nombre d'ondes passant à un point fixe par seconde (une fonction de sa vitesse) définit la fréquence de la lumière (f = c / L).
La lumière visible est composé de toutes les longueurs d'onde entre 0,0004 (violet) et 0,0007 cm (rouge), une plage très étroite dans le spectre électromagnétique totale (longueurs d'onde entre 1000 et 0,0000000001 cm). Ces différentes longueurs d'onde de la lumière produisent les différentes couleurs visuellement perçue par nos yeux. La couleur est le résultat des sensations produites par différentes longueurs d'onde de la lumière sur les pigments dans la rétine de nos yeux. Les trois principaux pigments dans les cônes de notre œil # 146; la rétine de répondre individuellement aux différentes longueurs d'onde du spectre visuel de la lumière. L'absorption de ces trois pigments sont le mécanisme fondamental de la sensation de couleur en ce que la sensation totale de couleur est associée à des caractéristiques d'absorption de ces pigments qui agissent ensemble.
Réfraction dans les Minéraux
Lorsque la lumière rencontre un minéral une partie est réfléchie par la surface du minéral et une partie de la lumière pénètre dans la matière minérale (réseau cristallin). La lumière pénétrant dans le cristal à partir d'un milieu moins dense, comme l'air, subit une modification de sa trajectoire initiale ou intersection (le trajet des rayons de lumière incidente), en raison des arrangements ordonnés d'atomes dans la structure cristalline, et par conséquent est plié ou réfractée. Le degré de réfraction (flexion) du rayon de lumière incidente dépend de la vitesse du rayon lumineux et l'angle du rayon incident. En général, plus la différence de vitesse du rayon lumineux dans l'air par rapport au cristal, plus la réfraction (flexion) du rayon lumineux à travers la matière minérale de sa trajectoire initiale. Comme mentionné ci-dessus, le comportement de la lumière entrant dans un cristal est fondamentalement contrôlée par la structure cristalline. La symétrie interne d'un cristal dépend de l'orientation des atomes. L'agencement des atomes détermine la façon dont la lumière interagit avec le cristal qui va déterminer la quantité de réfraction que la lumière des expériences tout en transmettant à travers le cristal ou l'indice de réfraction (RI) du cristal. Par conséquent, les minéraux peuvent être identifiés par leur indice de réfraction ou indices (si réfracter doublement).
L'indice de réfraction (n) d'une substance est définie comme suit:
Où v est la vitesse de la lumière dans le vide (ou d'air), et V est la vitesse de la lumière dans la substance. On suppose que l'indice de réfraction de la lumière dans l'air est essentiellement le même que le vide, = 1 (l'eau a un indice de réfraction de 1,33, composé pétrologique de montage à glissière, le baume du Canada, a un indice de réfraction de 1,54).
La lumière ralentit lorsqu'elle pénètre dans un minéral, de sorte que l'indice de réfraction sera toujours supérieur à 1. La plupart des minéraux ont des indices de réfraction avec des valeurs comprises entre 1,50 et 1,80.
cristaux isotropes (ceux appartenant au système cristallin cubique) ont seulement un indice de réfraction (voir l'explication ci-dessous). En vertu de cristaux de lumière polarisée plane qui ont un RI qui est différent du composé de la section mince de montage (baume du Canada) sera considéré comme ayant un soulagement. Plus la différence entre le RI du minéral et le composé de fixation, plus le relief apparent. Un test Becke ligne peut être utilisé pour déterminer si le RI minéral est supérieure à la RI baume du Canada.
Une ligne Becke est une bande ou de la jante de la lumière visible le long d'un grain / limite de cristal à la lumière polarisée dans un plan. On voit le mieux en utilisant la lentille de puissance intermédiaire (ou de faible puissance dans certains cas), sur le bord du grain.
Test de ligne Becke
Quand un grain minéral est retiré de mise au point par l'abaissement de la platine du microscope, une ligne de lumière étroit se forme sur le bord du grain de minéral et de se déplacer vers le milieu d'indice de réfraction plus élevé. Si la ligne Becke se déplace dans le grain minéral, le minéral a un RI plus élevé que le liquide. L'indice de réfraction unique est importante pour les minéraux isotropes.
Détermination d'une # minérale 146; RI peut être effectué par le montage de la glissière dans des liquides (huiles) avec différentes valeurs de RI et la détermination (à l'aide du test de ligne Becke) qui liquide (avec calibré RI) le minéral # 146; RI est le plus étroitement appariés. Très détermination de l'indice de réfraction précis de minéraux sont faits avec une lumière monochromatique et un dispositif appelé un réfractomètre.
minéraux isotropes restent sombres (éteints) dans toutes les positions sous lumière polarisée croisée, ce qui les rend faciles à distinguer des minéraux anisotropes à section mince. Dans certaines conditions, certains minéraux anisotropes uniaxes montrent l'extinction de la lumière (restent sombres dans certaines positions) sous lumière polarisée croisée.
L'angle entre une direction de vibration rayon lumineux (ordinaire ou extraordinaire) et toute direction cristallographique déterminée (clivage ou une face cristalline identifiée dans la section mince) est appelé l'angle d'extinction. L'angle d'extinction d'un minéral se trouve en première rotation du minéral dans une position d'extinction puis en faisant tourner le minéral (par rotation de l'étape a) jusqu'à ce que la fonction cristallographique identifiable (clivage ou une face de cristal) est parallèle aux directions de vibration polariseur et l'analyseur (comme indiqué par le réticule oculaire). L'angle d'extinction est l'angle entre la position d'extinction minérale et le polariseur (ou analyseur). Si l'angle entre la fonction cristallographique et le polariseur (ou analyseur) directions de vibration est égale à zéro, le minéral est dit avoir extinction droite. Si l'angle est non nul, le minéral est dit d'avoir l'extinction incliné.
L'angle d'extinction peut être un caractère distinctif important pour les différents minéraux. Cependant, il est important de noter que les grains du même minéral, dans des orientations différentes, montreront différents types d'extinction. Si l'extinction inclinée est indiquée pour la plupart des grains du minéral, il est utile de noter l'angle d'extinction maximale indiquée.
En général, les minéraux appartenant aux systèmes cristallins quadratiques, hexagonaux, trigonal ou orthorhombiques montreront l'extinction droite. Minéraux appartenant aux systèmes monocliniques et tricliniques montrent généralement l'extinction incliné.
Le jumelage est une caractéristique importante de feldpars plagioclases qui présentent souvent une stripey à section mince. Le cristal dans la section mince est observé que des lamelles étroites en noir et blanc qui alternent en orientation. Ceux-ci sont provoquées par des lamelles d'une orientation (le noir lamelles) étant dans une position d'extinction, tandis que l'autre (les lamelles blanc) est pas.
En savoir plus sur anisotropes Minerals uniaxiaux et biaxiaux
minéraux anisotropes sont divisés en deux groupes: uniaxiales et biaxiales.
minéraux hexagonaux et système cristallin tétragonal sont caractérisés par deux ou trois axes cristallins égaux (dans la longueur) (axe A) dans le plan perpendiculaire à l'axe optique (axe c) d'une longueur différente (supérieure ou inférieure à l'axe a ). Les indices de réfraction des rayons réfractés ordinaires et extraordinaires des minéraux dans ces systèmes cristallins sont caractérisés par les deux longueurs de l'axe de cristal différentes. Dans ces cas, où la lumière est divisée en un des rayons ordinaires et extraordinaires le long de deux axes cristallins, il y a un axe optique le long duquel les rayons lumineux se déplacent avec la même vitesse (zéro biréfringence) et, par conséquent, ces minéraux anisotropes sont appelés uniaxial .
Orthorhombique, des minéraux du système à cristaux monocliniques et tricliniques ont trois axes cristallins (a, b, c) de longueur inégale. Les valeurs RI des rayons lumineux réfractés par les minéraux dans ces systèmes cristallins sont caractérisés par les trois différentes longueurs de l'axe de cristal. Notez, dans ces cas, la lumière est divisée le long de deux des trois axes du cristal possibles à la fois en fonction de l'orientation des axes cristallins de la matière minérale dans la section mince. Il y a deux plans dans ces minéraux anisotropes perpendiculaires à laquelle les rayons lumineux réfractés Voyage à la même vitesse (le même RI) et, par conséquent, montrer zéro biréfringence (ils apparaissent sombres sous une lumière polarisée croisée lors d'une rotation). Ces minéraux anisotropes qui ont deux axes optiques sont appelés biaxiale.
figures d'interférence minérale sont produites par la lumière convergente (lumière conoscopique) sous polariseurs croisés. figures d'interférence sont résolus par la Bertrand lentille qui est une lentille convergente qui permet l'observation des figures d'interférence projetées par rapport au plan focal arrière de l'objectif et, par la suite, non résolus par l'objectif de forte puissance.
La convergence de la lumière polarisée avec les mêmes longueurs d'onde provoque une interférence destructive lorsque la lumière est éteinte parallèle aux polariseurs de microscope. En lumière polarisée croisée est produit une figure croix noire (isogyre).
minéraux uniaxes orientées avec leurs axes optiques perpendiculaires au plan des isogyres émission de section mince centrée. Dans d'autres cas où les minéraux visionnées sont orientés de telle sorte que leurs axes optiques sont à un angle au plan de la section mince, les isogyres apparaissent décentré.
minéraux biaxiaux (avec deux axes optiques) vus sous lumière conoscopique produisent également des figures d'interférence isogyre. Cependant, isogyres minérales biaxiale se séparent en deux isogyres hyperboliques que la platine du microscope est mis en rotation. L'angle entre les deux axes optiques d'un minéral anisotrope biaxial est l'angle optique (2V). Un minéral biaxiale a une bissectrice aiguë (un plan qui coupe l'angle optique aiguë) et une bissectrice obtus (un plan qui coupe l'angle obtus optique).
Signes optiques minéraux
Si le rayon ordinaire d'un minéral uniaxe est déterminé à avoir une plus grande vitesse que le rayon extraordinaire, le minéral est dit uniaxe positif et uniaxe négatif si le rayon extraordinaire est déterminé à avoir la plus grande vitesse.
La plupart des minéraux uniaxes ont un signe optique négatif.
Biaxiales signes optiques
Le signe optique d'un minéral biaxial est plus facile de déterminer à l'aide de plaques lorsque les deux accessoires (la figure d'interférence de la bissectrice aiguë) ou seulement l'un des chiffres de l'axe optique (de isogyres) sont observés pour le minéral.
Par définition, la vitesse de tous les rayons lumineux se déplaçant le long d'un axe optique ont une vitesse constante. Pour un minéral biaxe négatif de la vitesse de rayons lumineux dans le plan de bissectrice aiguë sont plus lentes que la vitesse de déplacement des rayons lumineux dans le plan bissecteur obtus du minéral. Quand une plaque de plâtre (à rayons lent orienté parallèlement au plan optique obtus) est inséré dans le trajet de la lumière sortant d'un minéral biaxe négatif la direction lente de la plaque en position perpendiculaire à la direction lente du minéral (voyageant dans le plan de bissectrice aiguë). Dans ce cas, la plaque de plâtre permet de réduire l'interférence (soustraction) sur les rayons de lumière se déplaçant lentement et une couleur jaune est produite sur le côté convexe de la isogyre. L'insertion d'une plaque d'accessoire de gypse dans le trajet lumineux d'un résultat positif minéraux biaxiale dans la production d'une couleur bleue sur le côté convexe des isogyres d'interférence.
Minéralogie optiques Références
Shelley, D. Manuel d'optique minéralogie. Elservier, Amsterdam (1981). 239 pp.
Stoiber, R.E. et Morse, S.A. Microscopique Identification des cristaux. Krieger, New York. (1981). 278 pp.