Определение угла погасания минерала

Оптически анизотропные минералы при скрещенных николях и вращении предметного столика микроскопа на 360° четыре раза темнеют (погасают) и четыре раза просветляются, приобретая ту или иную интерференционную окраску. Кратко это явление можно объяснить следующим образом. Известно, что колебания световых волн в кристаллах взаимно перпендикулярны и параллельны осям индикатрисы. Одинарная поверхность называется индикатрисой, строится таким образом, что в плоскости, перпендикулярной любому направлению луча, откладываются от центра координат по двум взаимно перпендикулярным направлениям обе величины - обыкновенная и необыкновенная (либо скорости, либо показатели преломления). Индикатриса односных кристаллов представляет собой эллипсоид вращения, а индикатриса двуосных – эллипсоид с тремя различными по длине главными осями.

При повороте столика наступает момент, когда оси индикатрисы совпадут с направлением световых колебаний в николях и световая волна, пройдя через поляризатор и кристалл, будет погашена анализатором, который не пропустит этих колебаний. В момент наилучшей видимости интерференционной окраски кристалла оси индикатрисы располагаются под углом 45° к направлению колебаний света в анализаторе и поляризаторе.

Определить оптическую ориентировку означает найти положение осей индикатрисы относительно кристаллографических осей (X, Y, Z). Последние совпадают с трещинами спайности, с направлением удлинения зерна или с хорошо развитыми гранями кристалла.

Практически определение оптической ориентировки сводится к замеру угла между осью индикатрисы и спайностью или удлинением зерна. Этот угол получил название угла погасания. Он замеряется в разрезе, параллельном плоскости индикатрисы. Ng Np, или, то же самое, плоскости оптических осей. Этот разрез характеризуется наивысшей для данного минерала интерференционной окраской.

Как отмечалось, спайность наблюдается в виде системы параллельных трещин. Положение осей индикатрисы наблюдается в момент погасания зерна. Кристаллы погасают, т. е. становятся темными тогда, когда направления осей индикатрисы, параллельно которым колеблется световой луч в кристалле, совпадают с направлением световых колебаний в николях – поляризаторе и анализаторе.

В правильно отрегулированном микроскопе николи установлены так, что плоскости колебаний пропускаемых ими световых лучей ориентированы параллельно нитям окуляра. Это необходимо проверить, приступая к определению оптической ориентировки (порядок проверки описан ниже). Следовательно, нити окуляра в момент погасания зерна указывают на положение осей индикатрисы в данном разрезе минерала.

Для измерения угла погасания берут отсчеты по лимбу столика микроскопа при двух его положениях. Первый отсчет берут тогда, когда направление трещин спайности параллельно одной из нитей окуляра. Второй отсчет проводят в момент погасания зерна, когда параллельно нитям окуляра располагаются оси индикатрисы минерала N1 N2. (Рис.3.1.4.)

Оси индикатрисы в кристаллах средних сингоний – тригональной, тетрагональной и гексагональной, ромбической и некоторых разрезах моноклинной сингонии совпадают с кристаллографическими осями, т. е. спайностью. Угол погасания в таких кристаллах будет равен нулю (или 90°). Такой тип погасания получил название прямого погасания.

 

 

Рис.3.1.4. Схематическая зарисовка ориентировок осей индикатрисы минерала и компенсатора в случаях прямого (а, в) и косого (б, г) погасания. а,б – удлиненное отрицательное; в, г – удлиненное положительное

 

В большинстве разрезов кристаллов моноклинной сингонии и в кристаллах триклинной сингонии оси индикатрисы не совпадают с кристаллографическими осями. Угол погасания в этом случае не равен нулю, а тип погасания называется косым погасанием.

Для определения оптической ориентировки помимо положения осей индикатрисы в кристалле необходимо знать их наименование, т. е. определить, какая из них является осью Ng, а какая – Np. Для этого используют компенсатор – кристаллическую пластинку (слюда, гипс или кварц) с известной величиной разности хода и заданным направлением осей индикатрисы, обычно применяют кварцевый компенсатор с разностью хода более 560 ммк, вдоль длинной стороны которого располагается ось индикатрисы Np, а вдоль короткой – Np. При высоких интерференционных окрасках исследуемого минерала удобнее применять слюдяной компенсатор, имеющий разность хода 150 ммк.

Если при введении компенсатора в оптическую систему микроскопа оси индикатрисы в нем и в зерне изучаемого минерала совпадают по направлению и наименованию, то в соответствии с правилом компенсации разность хода компенсатора прибавляется к разности хода минерала, вследствие чего интерференционная окраска зерна повышается на 560 ммк или 150 ммк. В случае совпадения разноименных осей индикатрисы зерна и компенсатора разность хода компенсатора вычитается из разности хода минерала (или наоборот), и интерференционная окраска зерна понижается.

Порядок определения угла погасания осуществляется следующим образом:

1. Регулируется микроскоп (освещение, центрировка, скрещенность николей).

2. Нити окуляра устанавливаются параллельно плоскостям колебаний поляризатора и анализатора, для чего используются особенности плеохроизма биотита. Для установки нитей окуляра поступают так. Анализатор выключается, и в точку пересечения нитей окуляра помещается зерно биотита, с хорошо выраженными трещинами спайности. Затем столик микроскопа поворачивается до момента наиболее темной окраски биотита. В таком положении одна из нитей окуляра должна быть параллельна его спайности. Если этого не наблюдается, то следует повернуть окуляр так, чтобы нить совпала с направлением трещин спайности.

3. На столик микроскопа устанавливается шлиф с исследуемым минералом и с включенным анализатором, находится зерно с четкими трещинами спайности и наиболее высокой интерференционной окраской (в таком сечении в плоскости шлифа располагаются оси Ng и Np). Это зерно помещается в центре поля зрения.

4. Столик микроскопа поворачивается до момента, когда трещины спайности совпадут по направлению с одной из нитей окуляра. В таком положении делается первый отсчет по лимбу столика.

5. Столик поворачивается до полного погасания зерна, и делается второй отсчет. Разница отсчетов соответствует величине угла погасания α

6. Зерно зарисовывается в момент погасания, наносится положение осей индикатрисы (параллельно нитям окуляра), и на рисунке указывается величина измеренного угла погасания α. Зарисовку можно делать и при выключенном анализаторе, чтобы лучше видеть спайность.

7. Из положения погасания столик микроскопа поворачивается по часовой стрелке на 45° (для совмещения по направлению осей индикатрисы минерала с осями индикатрисы компенсатора).

8. В специальную прорезь в тубусе микроскопа, расположенную над объективом, вводится компенсатор, при этом отмечается изменение интерференционной окраски зерна минерала. Её повышение означает, что в кристалле и компенсаторе совпадают одноименные оси индикатрис и, следовательно, ось индикатрисы минерала, параллельная горизонтальной нити окуляра, является осью Np в случае понижения интерференционной окраски – осью Ng (следует помнить, что изменение окраски происходит на величину, соответствующую разности хода компенсатора).

9. На зарисовке подписываются наименования осей индикатрисы и результаты работы выражаются в следующем виде:

cNg = α, cNp = 90°– α,

где с – условное обозначение спайности.

Например, угол погасания α, равный 15°, образован спайностью и

осью Ng, поэтому cNg = 15°, тогда c Np = 90° – α = 75°.

10. Определяется знак удлинения минерала. Удлинение минерала считается положительным, если ближайшей осью индикатрисы по отношению к длинной стороне кристалла или направлению спайности является ось Ng (, т. е. cNg < 45°, и отрицательным, если этой осью является Np. В последнем случае cNp < 45°.

Для диагностики плагиоклазов в шлифах обычно используют зависимость между химическим составом этих минералов и положением оптической индикатрисы в их кристаллах (табл. 3.2).

Точное определение положения оптической индикатрисы возможно при исследовании плагиоклазов на универсальном столике Е. С. Федорова..

Таблица 3. 2

Оптические свойства плагиоклазов

Минерал	Показатель преломления	Δ = n g – np	Величина угла 2V, град	Оптический знак
ng	nm	np
Альбит Олигоклаз Андезин Лабрадор Битовнит Анортит	1,538     1,589	1,532     1,583	1,528     1,576	0,008–0,010 0,008 0,008 0,010 0,010–0,011 0,013	60–70 75–90 75–90 90–80 80–75	+ – + + – –

На обычном столике микроскопа определяют углы погасания плагиоклазов в ориентированных разрезах, для которых построены кривые зависимости величины углов погасания от состава плагиоклазов

Для определения номеров плагиоклазов чаще всего используют следующие разрезы: разрез с симметричным погасанием двойников, перпендикулярный к грани пинакоида (010); разрез, перпендикулярный к грани пинакоидов (010) и (001).

Первый разрез находится по следующим признакам:

• тонкие и четкие следы плоскостей срастания альбитовых двойников, не сдвигающиеся при перемещении тубуса микроскопа и располагающиеся параллельно длинной стороне зерна;

• одинаковая интерференционная окраска двойниковых полосок в момент, когда двойниковый шов параллелен нитям окуляра;

• симметричное погасание обеих систем двойниковых полосок (одна система

двойников гаснет при повороте столика по часовой стрелке, другая – при повороте против часовой стрелки).

Найденное зерно устанавливается в центре поля зрения так, чтобы двойниковый шов совпадал с вертикальной нитью окуляра, и делается первый отсчет по лимбу столика. Затем поворачивают столик микроскопа до момента полного погасания одной из систем двойников и берут второй отсчет.

Разница первого и второго отсчетов соответствует величине угла погасания α1. Далее поворачивают столик микроскопа в противоположную сторону до полного погасания другой системы двойниковых полос и снова делают отсчет. Разница первого и последнего отсчетов соответствует величине угла погасания α2. Углы погасания α1 и α2 должны быть равны друг другу или могут отличаться на несколько градусов (2–3°). В последнем случае надо взять последнюю величину (α1+α2).

Измерение углов погасания проводят в нескольких разрезах (не менее трех). Из полученных значений угла погасания выбирают максимальное, по нему определяют номер плагиоклазов, пользуясь диаграммой (рис. 3.1.5.).

Второй разрез, перпендикулярный к (010) и (001), находится по следующим признакам:

• наличие в зернах плагиоклаза тонких трещин спайности, располагающихся под прямым углом друг к другу (спайность лучше наблюдать при выключенном анализаторе);

• наличие альбитовых двойников с четкими границами между ними, не сдвигающимися при подъеме и опускании тубуса;

• присутствие помимо двойников, параллельных длинной стороне зерна, двойниковых полос, расположенных перпендикулярно к первым (периклиновые двойники).

Выбранное зерно плагиоклаза ставят в центр поля зрения, чтобы направление альбитовых двойников совпадало с вертикальной нитью окуляра (рис. 3.1.5.). В таком положении берется первый отсчет. Интерференционная окраска двойниковых полос в этот момент должна быть одинаковой или отличаться незначительно.

Поворачивая столик микроскопа сначала в одну, а затем в другую сторону, измеряют углы погасания двойников α1 и α2, которые либо равны, либо близки по величине друг к другу. Состав плагиоклазов определяют по диаграмме (рис. 3.1.5.кривая Е).

В эффузивных породах плагиоклазы часто образуют и крупные кристаллы – вкрапленники – и мелкие кристаллы, размером менее 0,1 мм – микролиты, являющиеся составной частью основной массы породы. По химическому составу они в большинстве случаев отличаются друг от друга.

При определении состава плагиоклазов в микролитах эффузивных пород разрезы, пригодные для измерения углов погасания, находятся по форме зерна, близкой к квадратной, с гранями (001) и (010), отсутствию двойниковых полос и иногда видимым трещинкам спайности (Даминова, 1974). Микролит устанавливается в центре поля зрения так, чтобы грань (010) совпадала с вертикальной нитью окуляра. При таком положении зерна берется первый отсчет по лимбу столика. Затем, повернув столик до момента погасания микролита, берут второй отсчет.

По разнице отсчетов определяют угол погасания, а затем по его величине – номер плагиоклаза (см. рис. 3.1.5., кривая Е).

 

Рис. 3.1.5. Диаграмма для определения плагиоклазов
угол погасания в град.
													Кривая Е
-10												-10
-20												-20
-30												-30
-40												-40
-50												-50
			Содержание анортита в %
			альбит	Олиго-клаз	андезин	лабра-дор	битовкит	анортит

 

Для того чтобы отличить грань (10) от грани (001), нужно помнить, что в плагиоклазах до № 70 угол (010) Np, будет всегда меньше угла (001) Np. Поэтому из двух углов погасания, которые образуют стороны квадрата с Np для определения состава плагиоклаза следует взять меньший по величине. Если плагиоклазы в породе будут более основными, чем № 70, состав их по описанному методу определить нельзя, так как в таком случае отличить грань (010) от грани (001) невозможно. В ряде случаев можно пользоваться более простым способом определения состава плагиоклазов, предложенным А. Иогансеном (1932), который заключается в следующем. Находится микролит таблитчатой или призматической формы, не имеющий двойникового строения, помещается в центр поля зрения так, чтобы его удлинение совпадало с вертикальной нитью окуляра, и делается отсчет по лимбу. Затем столик микроскопа поворачивается по часовой стрелке до полного погасания зерна и снова берется отсчет. Разница отсчетов дает величину угла погасания. Далее микролит ставится в первоначальное положение и замеряется угол погасания при повороте столика против часовой стрелки. Из полученных углов погасания выбирают наименьший по величине. При таком методе необходимо сделать замеры не менее чем в пяти зернах, а для определения состава плагиоклазов по кривой I на диаграмме (см. рис. 3.5.) взять максимальный по величине угол (см. табл. 3.3). При определении состава плагиоклазов в микролитах также необходимо сравнивать величину их показателя преломления с показателем преломления канадского бальзама. У кислых плагиоклазов до № 30 показатель преломления меньше, чем у канадского бальзама, а у более основных по составу – больше.

Таблица 3.3

Определение состава плагиоклаза по углу погасания

Метод симметричного угасания	Метод Беке–Беккера
Номер плагиоклаза	Угол угасания	Номер плагиоклаза	Угол угасания
	-20 -16 -10 -5		-20 -15 -10 -8

 

⇐ Предыдущая45678910111213Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: