Оптические свойства полезные ископаемые относятся к их поведению в присутствии света и тому, как они взаимодействуют со светом при наблюдении с использованием различных оптических методов. Эти свойства включают прозрачность/непрозрачность, цвет, блеск, показатель преломления (RI), плеохроизм, двойное лучепреломление, дисперсию, экстинкцию и кристаллографию.

Микроскопические изображения (XPL, скрещенный поляризованный свет; плоскополяризованный PPL)
  1. Цвет: Цвет минерала может быть полезным диагностическим инструментом. Однако следует отметить, что цвет может сильно различаться в зависимости от примесей, и поэтому он не всегда является надежным показателем идентичности минерала.
  2. Блеск: Блеск относится к тому, как минерал отражает свет. Минералы могут быть металлическими, стеклянными, перламутровыми или тусклыми, и каждый тип блеска может использоваться для идентификации минерала.
  3. Прозрачность: некоторые минералы прозрачны, а другие непрозрачны. Прозрачные минералы можно разделить на бесцветные, окрашенные или плеохроичные (отображающие разные цвета при взгляде на них под разными углами).
  4. Показатель преломления: показатель преломления минерала — это мера того, насколько свет преломляется при прохождении через минерал. Это свойство можно использовать для идентификации минерала путем измерения угла преломления света.
  5. Двойное лучепреломление: Двулучепреломление относится к свойству минерала, которое заставляет свет разделяться на два луча, когда он проходит через минерал. Это свойство особенно полезно для идентификации минералов в тонких срезах под микроскопом.
  6. Дисперсия: Дисперсия относится к тому, как разные цвета света преломляются минералом под разными углами. Это свойство особенно полезно для идентификации драгоценных камней, таких как алмазы.
  7. Плеохроизм: Плеохроизм относится к свойству минерала, которое заставляет его отображать разные цвета, если смотреть на него под разными углами.
  8. Флуоресценции: Некоторые минералы проявляют флуоресценцию, что означает, что они излучают свет при воздействии ультрафиолетового света. Это свойство можно использовать для идентификации полезных ископаемых в определенных условиях.

В целом, оптические свойства являются важным диагностическим инструментом для идентификации минералов. Понимая эти свойства и то, как они соотносятся друг с другом, минералоги могут с высокой степенью точности определить принадлежность минерала.

Оптическая микроскопия

Оптическая микроскопия, также известная как световая микроскопия, является широко используемым методом в области минералогия для идентификации и характеристики минералов. Он предполагает использование микроскопа, который использует видимый свет для увеличения и анализа образцов минералов. Вот некоторые ключевые моменты об оптической микроскопии в минералогии:

Оптическая микроскопия
  1. Принцип: Оптическая микроскопия основана на взаимодействии света с минералами. Когда свет проходит через образец минерала, он может поглощаться, передаваться или отражаться в зависимости от оптических свойств минерала, таких как цвет, прозрачность и показатель преломления. Наблюдая за тем, как свет взаимодействует с минералом под микроскопом, можно получить ценную информацию о его физических и оптических свойствах.
  2. Подобрать оборудование: для оптической микроскопии требуется специализированный микроскоп, оснащенный различными компонентами, включая источник света, линзы, предметный столик для образца минерала и окуляры или камеру для просмотра и захвата изображений. Поляризационные микроскопы, в которых используется поляризованный свет, широко используются в минералогии для изучения оптических свойств минералов.
  3. Образец Подготовка: образцы минералов для оптической микроскопии обычно представляют собой тонкие срезы или полированные тонкие препараты, которые получают путем разрезания тонкого среза образца минерала и помещения его на предметное стекло. Тонкие шлифы обычно используются для изучения минералогии горные породы, а полированные тонкие препараты используются для анализа отдельных зерен минералов.
  4. Насыщенность: Методы оптической микроскопии, используемые в минералогии, включают микроскопию в проходящем свете, которая включает пропускание света через тонкий срез или тонкую матрицу для наблюдения за внутренними свойствами минерала, и микроскопию в поляризованном свете, которая включает использование поляризованного света для изучения оптических свойств минерала, таких как двулучепреломление, гашение и плеохроизм. Другие методы, такие как микроскопия в отраженном свете и флуоресцентная микроскопия, также могут использоваться для конкретных целей идентификации и характеристики минералов.
  5. Идентификация минералов: оптическая микроскопия — мощный инструмент для идентификации минералов на основе их физических и оптических свойств. Наблюдая цвет минерала, прозрачность, форму кристалла, расщепление и другие характеристики под микроскопом, а также используя такие методы, как поляризация и интерференция, минералоги могут идентифицировать минералы и различать различные виды минералов.
  6. ограничения: Оптическая микроскопия имеет некоторые минералогические ограничения. Он может не подходить для идентификации минералов с похожими физическими и оптическими свойствами, а также очень мелких или непрозрачных минералов. В таких случаях для более точной идентификации и характеристики минералов могут потребоваться другие методы, такие как дифракция рентгеновских лучей, электронная микроскопия или спектроскопия.

Оптическая микроскопия — фундаментальный и широко используемый в минералогии метод, дающий ценную информацию о физических и оптических свойствах минералов, необходимую для их идентификации и характеристики.

Зачем использовать микроскоп?

Микроскопы используются в минералогии по разным причинам:

  1. Идентификация минералов: Микроскопы используются для наблюдения за физическими и оптическими свойствами минералов, такими как цвет, прозрачность, форма кристаллов, спайность и другие характеристики, необходимые для их идентификации. Изучая образцы минералов под микроскопом, минералоги могут собирать важную информацию, которая помогает им идентифицировать различные виды минералов и различать похожие минералы.
  2. Минеральная характеристика: микроскопия позволяет детально охарактеризовать минералы, включая их кристаллическую структуру, текстуру и включения. Эта информация дает представление об образовании и истории минералов, что может быть важно для понимания их свойств и применения.
  3. Минералогические исследования: микроскопия используется в минералогических исследованиях для изучения оптических, химических и физические свойства минералов, а также их взаимоотношения с другими минералами и горными породами. Микроскопический анализ может предоставить ценные данные для понимания месторождений полезных ископаемых, минералогических процессов и геологической истории.
  4. Минеральная обработка: микроскопия используется в области переработки полезных ископаемых для анализа и оптимизации обогащения руд и минералов. Изучая образцы минералов под микроскопом, специалисты по переработке полезных ископаемых могут оценить выделение минералов, минеральные ассоциации и минералогические характеристики руд, что может помочь в разработке эффективных стратегий переработки полезных ископаемых.
  5. Геологическое картирование: микроскопию можно использовать при геологическом картировании и разведке полезных ископаемых для выявления и картирования минералов в горных породах и рудах. Эта информация может быть использована для понимания распределения, состава и экономического потенциала месторождения полезных ископаемых в заданной области.
  6. Образование и обучение: микроскопы широко используются в учебных заведениях для обучения студентов минералогии и геологии. Используя микроскопы, учащиеся могут наблюдать и идентифицировать минералы, а также узнавать об их свойствах, возникновении и использовании.

Таким образом, микроскопы являются важными инструментами в минералогии для идентификации, характеристики, исследования, обработки минералов, геологического картирования и обучения. Они позволяют проводить детальное наблюдение и анализ минералов, предоставляя ценную информацию об их свойствах, местонахождении и применении.

Минералы и распространение света

Распространение света через минералы — увлекательная тема минералогии, тесно связанная с оптическими свойствами минералов. Когда свет проходит через минерал, он может подвергаться различным взаимодействиям, таким как поглощение, отражение, преломление и поляризация, которые могут предоставить важную информацию о составе, структуре и свойствах минерала. Вот некоторые ключевые моменты, связанные с распространением света в минералах:

  1. Прозрачность и непрозрачность: Минералы могут быть прозрачными, полупрозрачными или непрозрачными для света, в зависимости от их химического состава и внутренней структуры. Прозрачные минералы пропускают свет практически без рассеяния, в то время как полупрозрачные минералы в некоторой степени рассеивают свет, а непрозрачные минералы вообще не пропускают свет.
  2. Поглощение: Некоторые минералы обладают избирательным поглощением определенных длин волн света из-за присутствия определенных химических элементов или соединений. Это приводит к тому, что минерал кажется окрашенным при рассмотрении под микроскопом или невооруженным глазом. Спектр поглощения минерала может дать информацию о его химическом составе.
  3. Преломление: Преломление — это искривление света при переходе из одной среды в другую с другим показателем преломления. Минералы с различной кристаллической структурой и химическим составом могут иметь разные показатели преломления, которые можно определить с помощью рефрактометра. Показатель преломления является важным оптическим свойством, используемым для идентификации минералов.
  4. поляризация: Свет, проходящий через определенные минералы, может поляризоваться, то есть световые волны колеблются в определенном направлении. Это свойство можно наблюдать с помощью поляризационного микроскопа, позволяющего исследовать минералы в кросс-поляризованном свете. Микроскопия в поляризованном свете является мощным методом, используемым для идентификации и характеристики минералов.
  5. Плеохроизм: Некоторые минералы проявляют плеохроизм, что означает, что они показывают разные цвета, если смотреть на них под разными углами в поляризованном свете. Это свойство обусловлено преимущественным поглощением света в разных направлениях из-за кристаллической структуры минерала и может использоваться в качестве диагностического инструмента при идентификации минералов.
  6. Двойное лучепреломление: двойное лучепреломление, также известное как двойное лучепреломление, — это свойство некоторых минералов разделять свет на два луча с разными показателями преломления. Это можно наблюдать с помощью поляризационного микроскопа, и величина двойного лучепреломления может предоставить информацию о кристаллической структуре и составе минерала.
  7. Оптический знак: Оптический знак минерала относится к направлению, в котором показатели преломления минерала ориентированы относительно его кристаллографических осей. Оптический знак можно определить с помощью поляризационного микроскопа, и он является важной характеристикой, используемой при идентификации минералов.

Изучение того, как свет взаимодействует с минералами и как он распространяется через них, имеет решающее значение в минералогии, поскольку дает важную информацию о составе, структуре и свойствах минералов. Оптические свойства минералов, такие как поглощение, преломление, поляризация, плеохроизм, двойное лучепреломление и оптический знак, используются при идентификации, характеристике и исследованиях минералов. Микроскопические методы, такие как поляризационная микроскопия, широко используются для изучения распространения света через минералы и выявления важных деталей их оптических свойств.

Чтобы использовать прицел, нам нужно немного разобраться в физике света, а затем изучить некоторые инструменты и приемы…
Чтобы использовать прицел, нам нужно немного разобраться в физике света, а затем изучить некоторые инструменты и приемы…

Тонкая секция

Под тонким срезом понимается тонкий срез породы или минерала, который помещают на предметное стекло и шлифуют до толщины обычно 30 микрометров (0.03 мм) с помощью специального оборудования. Тонкие срезы используются в петрология, раздел геологии, изучающий горные породы и минералы под микроскопом для определения их минерального состава, текстуры и других важных характеристик.

Тонкие срезы создаются путем разрезания небольшого кусочка камня или минерала на тонкую пластину, которая затем прикрепляется к предметному стеклу с помощью клея. Затем плиту шлифуют до желаемой толщины с помощью ряда абразивных материалов, таких как порошок карбида кремния, для получения гладкой и ровной поверхности. Полученный тонкий срез затем полируется для улучшения прозрачности и четкости и может быть окрашен красителями или химическими веществами для улучшения определенных характеристик или свойств.

Тонкие срезы обычно изучают под поляризационным микроскопом, также известным как петрографический микроскоп, который оснащен поляризаторами и анализаторами, позволяющими изучать оптические свойства породы или минерала, такие как двойное лучепреломление, плеохроизм и углы экстинкции. Анализируя минералы и их расположение в шлифе, геологи могут идентифицировать тип породы, определить минеральный состав и интерпретировать историю породы, например процессы ее образования и деформации.

Шлифы широко используются в различных областях геологии, в том числе магматическая петрология, осадочная петрология, метаморфическая петрология, экономическая геология и экологическая геология. Они являются важными инструментами для изучения горных пород и минералов на микроскопическом уровне и дают ценную информацию об их происхождении, эволюции и свойствах. Тонкие срезы также широко используются в образовании и исследованиях, поскольку они позволяют детально изучать и анализировать горные породы и минералы, способствуя нашему пониманию геологии Земли и ее истории.

Тонкая секция

Свойства света

  1. Волнообразная природа: Свет обладает волнообразными свойствами, такими как длина волны, частота и амплитуда. Его можно описать как электромагнитную волну, которая проходит через среду или вакуум.
  2. Подобная частицам природа: свет также ведет себя как поток частиц, называемых фотонами, которые несут энергию и импульс.
  3. Скорость: Свет движется с постоянной скоростью около 299,792 XNUMX километров в секунду (км/с) в вакууме, что является самой высокой известной скоростью во Вселенной.
  4. Электромагнитный спектр: Свет существует в диапазоне длин волн и частот, которые вместе образуют электромагнитный спектр. Этот спектр включает в себя различные типы света, такие как видимый свет, ультрафиолетовый (УФ) свет, инфракрасный (ИК) свет, рентгеновские лучи и гамма-лучи, каждый из которых имеет свои уникальные свойства и применение.
Свойства света

Плоскополяризованный свет (PPL):

  1. поляризация: Световые волны могут быть поляризованы, что означает, что их колебания происходят в одной плоскости, а не во всех направлениях. Поляризованный свет имеет определенную ориентацию вектора электрического поля.
  2. поляризаторы: PPL создается путем пропускания неполяризованного света через поляризатор, который представляет собой фильтр, который пропускает только световые волны, колеблющиеся в определенной плоскости, и блокирует волны, колеблющиеся в других плоскостях.
  3. Объекты: PPL обладает такими свойствами, как направление, интенсивность и цвет, которые можно использовать для изучения и анализа различных материалов, таких как минералы и кристаллы, под поляризационным микроскопом.

XPL (перекрещенные поляризаторы):

  1. Техника: XPL — это метод, используемый в микроскопии в поляризованном свете, при котором два поляризатора пересекаются, то есть их плоскости поляризации перпендикулярны друг другу.
  2. Вмешательство: когда тонкий срез минерала или кристалла помещается между скрещенными поляризаторами, он может создавать интерференционные картины, известные как интерференционные цвета или двойное лучепреломление, которые предоставляют информацию об оптических свойствах минерала, таких как показатель преломления и кристаллическая структура.
  3. Идентификация полезных ископаемых: XPL обычно используется в минералогии для идентификации и характеристики минералов на основе их уникальных интерференционных картин и цветов двойного лучепреломления, которые могут помочь в определении состава минерала, кристаллической структуры и других свойств.
Скрещенные поляры

Прохождение Света

Отражение — это процесс, при котором свет или другие формы электромагнитного излучения отражаются от поверхности и возвращаются обратно в ту же среду, из которой он возник, без изменения своей частоты или длины волны. Это явление возникает, когда свет сталкивается с границей между двумя средами с разными показателями преломления или оптической плотностью.

Ключевые моменты отражения:

  1. Угол падения и угол отражения: Угол, под которым свет падает на поверхность, называется углом падения, а угол, под которым он отражается, называется углом отражения. По закону отражения угол падения равен углу отражения, а падающий луч, отраженный луч и нормаль (линия, перпендикулярная поверхности) лежат в одной плоскости.
  2. Зеркальное и диффузное отражение: Отражение может быть зеркальным или рассеянным. Зеркальное отражение возникает, когда свет отражается от гладкой поверхности, такой как зеркало, и отраженные лучи сохраняют свое первоначальное направление и формируют четкое отражение. Диффузное отражение возникает, когда свет отражается от шероховатой или неровной поверхности, такой как бумага или матовая поверхность, и отраженные лучи рассеиваются в разных направлениях, что приводит к менее четкому отражению.
  3. Приложения отражения: Отражение используется во многих повседневных приложениях, таких как зеркала, отражающие поверхности транспортных средств и дорожные знаки для обеспечения видимости, оптические устройства, такие как телескопы и микроскопы, а также в фотографии и искусстве для создания визуальных эффектов.
  4. Закон отражения: Закон отражения гласит, что угол падения равен углу отражения, а падающий луч, отраженный луч и нормаль лежат в одной плоскости. Этот закон является фундаментальным для понимания поведения света, когда он сталкивается с отражающей поверхностью.

Таким образом, отражение — это процесс, при котором свет или другие формы электромагнитного излучения отражаются от поверхности и возвращаются обратно в ту же среду, из которой они возникли, без изменения своей частоты или длины волны. Он включает в себя угол падения и угол отражения, может быть зеркальным или рассеянным, имеет множество практических применений и подчиняется закону отражения.

отражение

Скорость света зависит от среды, через которую он проходит. Свет представляет собой электромагнитную волну, которая взаимодействует с электронами. Распределение электронов различно для каждого материала, а иногда и для разных направлений в материале. Когда свет переходит из одной среды в другую, возникает есть разница в скорости. Лучи света по всей видимости изгибаться в месте контакта

Угол падения ≠ угол преломления.

Прохождение Света

Показатель преломления

Величина преломления связана с разницей в скорости света в каждой среде. Показатель преломления (RI) для воздуха определяется как 1

Абсолютный показатель преломления минерала (n) - это преломление относительно того, что в воздухе.

  •   зависит от атомной/кристаллической структуры
  •   у каждого минерала свой
  •   постоянна для минерала
  •   является диагностическим свойством минерала
  •   между 1.3 и 2.0

В зависимости от атомной структуры минерала может быть одно, два или три значения RI.

Непрозрачный минерал

Непрозрачные минералы – это минералы, которые не пропускают свет и не пропускают свет через себя. Они кажутся непрозрачными или тусклыми при рассмотрении под микроскопом или невооруженным глазом, поскольку не обладают способностью пропускать свет через свою структуру.

Непрозрачные минералы обычно состоят из материалов, которые не прозрачны или не пропускают свет из-за своих физических и химических свойств. Они могут содержать различные примеси, минералы или элементы, которые поглощают или рассеивают свет, препятствуя его прохождению.

Некоторые примеры непрозрачных минералов включают самородные металлы, такие как золото, Серебряный, и медь, а также такие сульфиды, как пирит, галенит, и халькопирит. Эти минералы обычно встречаются в рудные месторождения и часто связаны с металлической рудой депозиты. Другие непрозрачные минералы включают определенные оксиды, карбонаты и сульфаты, которые могут иметь металлический или неметаллический состав.

Непрозрачный минерал в гранит
Повернуто 45o в PPL

Прозрачный минерал

Прозрачные минералы — это минералы, пропускающие свет, благодаря чему они кажутся прозрачными или полупрозрачными при рассмотрении под микроскопом или невооруженным глазом. Эти минералы имеют кристаллическую структуру, которая позволяет свету проходить через их решетку, что позволяет им передавать свет, не рассеивая и не поглощая его.

Прозрачные минералы могут иметь широкий спектр цветов и могут проявлять различные оптические свойства, такие как плеохроизм (изменение цвета в зависимости от ориентации), двойное лучепреломление (двойное преломление) и интерференционные цвета при просмотре под микроскопом с поляризованным светом. Эти свойства можно использовать для идентификации и дифференциации прозрачных минералов.

Некоторые примеры прозрачных минералов включают кварц, кальцит, полевой шпат, гранат, турмалин, и топаз. Эти минералы обычно встречаются в горных породах и минералах из различных геологических условий и находят разнообразное применение в промышленности, ювелирных изделиях и научных исследованиях.

CPX в габбро
Закон о госзакупках

Беке Лайн

Линия Бекке — это оптическое явление, наблюдаемое при погружении минерального или другого прозрачного материала в жидкость с другим показателем преломления. Это полезный метод, используемый в оптической минералогии для определения относительного показателя преломления минерала по сравнению с окружающей средой, который может предоставить информацию об оптических свойствах минерала.

При помещении минерала на предметное стекло и погружении в жидкость с показателем преломления выше или ниже, чем у минерала, по краю минерала появляется соответственно светлая или темная кайма. Эта граница называется линией Бекке. Направление, в котором движется линия Бекке при изменении фокуса, может предоставить информацию об относительном показателе преломления минерала по сравнению с окружающей средой.

Явление линии Бекке возникает из-за разницы показателей преломления между минералом и окружающей средой. Когда показатель преломления среды выше показателя преломления минерала, линия Бекке смещается в сторону минерала, а когда показатель преломления среды ниже показателя преломления минерала, линия Бекке удаляется от минерала. Положение и движение линии Бекке можно наблюдать и анализировать под микроскопом с поляризованным светом, и его можно использовать в качестве инструмента для идентификации минералов и определения их оптических свойств.

Линия Бекке — ценный инструмент оптической минералогии для изучения оптических свойств минералов, в том числе их показателей преломления, двойного лучепреломления и других оптических характеристик. Он широко используется для идентификации и характеристики минералов в геологии, петрологии и материаловедении.

Край зерна действует как линза, искажающая свет.
Пертит:
Микроклин с растворенным альбитом
показывает линию Бекке между двумя минералами
(PPL)

Облегчение

Рельеф в контексте оптической минералогии относится к разнице в яркости или темноте минерала по сравнению с окружающей средой при просмотре под микроскопом с поляризованным светом. Это одно из оптических свойств минералов, которое можно наблюдать и использовать для идентификации минералов и определения их характеристик.

Рельеф обычно наблюдается как разница в яркости или темноте минерала по сравнению с окружающей средой, которая обычно представляет собой предметное стекло или среду для заливки. Эта разница в яркости или темноте вызвана разницей в показателях преломления между минералом и окружающей средой. Когда показатель преломления минерала выше, чем у среды, он кажется ярче, а когда он имеет более низкий показатель преломления, он кажется темнее.

Рельеф можно использовать в качестве диагностического признака для идентификации минералов, поскольку разные минералы имеют разные показатели преломления и, следовательно, демонстрируют разную степень рельефа. Например, минералы с высоким рельефом, кажущиеся более яркими на фоне окружающей среды, могут указывать на минералы с высокими показателями преломления, такие как кварц или гранат. Минералы с низким рельефом, кажущиеся более темными на фоне окружающей среды, могут указывать на минералы с более низкими показателями преломления, такие как кальцит или плагиоклаз полевой шпат.

Рельеф обычно наблюдают и оценивают под скрещенными поляризаторами, которые обычно используются в микроскопии в поляризованном свете. Наблюдая рельеф минерала в сочетании с другими оптическими свойствами, такими как цвет, двойное лучепреломление и плеохроизм, можно идентифицировать и охарактеризовать минералы, что дает ценную информацию для геологических и материаловедческих исследований.

Апатит

Расщепление

Спайность в контексте минералогии относится к тенденции минералов разрушаться по определенным плоскостям слабости, что приводит к образованию гладких, плоских поверхностей. Это свойство определяется кристаллической структурой минерала, и его можно наблюдать и измерять в тонком шлифе под микроскопом в поляризованном свете.

Расщепление является результатом расположения атомов или ионов в кристаллической решетке минерала. Минералы с кристаллической структурой часто имеют плоскости ослабления, вдоль которых связи между атомами или ионами слабее, что позволяет минералу разрушаться по этим плоскостям при воздействии напряжения. Полученные поверхности обычно гладкие и плоские, и они могут иметь отчетливые геометрические узоры в зависимости от кристаллической решетки минерала.

Спайность является важным свойством, используемым при идентификации минералов, поскольку разные минералы демонстрируют разные типы и качество спайности. Некоторые минералы могут иметь идеальную спайность, когда минерал легко и плавно ломается по определенным плоскостям, в результате чего получаются плоские поверхности с блестящими или отражающими свойствами. Другие минералы могут иметь несовершенную спайность или отсутствовать, что приводит к неровной или шероховатой поверхности при разрушении.

Спайность может быть описана на основе количества и ориентации плоскостей спайности. Общие термины, используемые для описания спайности, включают базальное (происходящее параллельно основанию кристалла), призматическое (происходящее параллельно удлиненным граням кристалла), кубическое (происходящее перпендикулярно кубическим граням) и ромбоэдрическое (происходящее под углами, отличными от 90 градусов).

Амфиболы
например роговая обманка ~ 54o/ 126o
Пироксен например авгит ~ 90o;

Перелом

Излом — это свойство минералов, которое описывает, как они ломаются при воздействии напряжения, но не проявляют расщепления, которое представляет собой тенденцию минералов разрушаться по определенным плоскостям слабости. В отличие от расщепления, в результате которого образуются гладкие, плоские поверхности, при разрушении минерала образуются неровные, неровные или шероховатые поверхности.

Разрушение может произойти в минералах, у которых отсутствует четко выраженная кристаллическая структура или нет выраженных плоскостей спайности. Он также может возникать в минералах, подвергшихся деформации или внешним воздействиям, нарушившим их кристаллическую решетку. Перелом может быть вызван различными факторами, такими как удар, давление или изгиб.

В минералах можно наблюдать несколько типов разрушения, в том числе:

  1. Раковистый излом: этот тип излома приводит к образованию гладких изогнутых поверхностей, которые напоминают внутреннюю часть морской раковины. Это обычно наблюдается в минералах, которые являются хрупкими и ломаются со стекловидным или стекловидным видом.
  2. Неправильный перелом: этот тип излома приводит к образованию шероховатых, неровных поверхностей без отчетливого рисунка. Это обычно наблюдается в минералах, которые не имеют четко выраженных плоскостей спайности и ломаются беспорядочно.
  3. Оскольчатый перелом: Этот тип перелома приводит к образованию длинных осколкообразных или волокнистых поверхностей. Это обычно наблюдается в минералах, которые имеют волокнистую природу, таких как минералы асбеста.
  4. Хакли перелом: этот тип разрушения приводит к образованию неровных поверхностей с острыми краями и беспорядочным рисунком. Это обычно наблюдается в минералах, которые пластичны и ломаются с появлением разрывов или разрывов.

Излом может быть важным свойством, используемым при идентификации минералов, поскольку он может предоставить дополнительную информацию о физических свойствах и поведении минералов при воздействии нагрузки. Его также можно использовать для различения минералов с похожими физическими свойствами, но разными характеристиками разрушения.

Оливин в габбро (PPL)

Метамиктная текстура

Текстура метамикта относится к определенному типу текстуры, наблюдаемой в некоторых минералах, которые были изменены высокими уровнями радиации, обычно радиоактивными элементами. Это радиационно-индуцированное изменение заставляет кристаллическую решетку минерала становиться аморфной, неупорядоченной или полностью разрушаться, что приводит к характерной метамиктной текстуре.

Метамиктная текстура обычно наблюдается в таких минералах, как циркон (ZrSiO4) и торит (ThSiO4), которые содержат радиоактивные элементы, такие как уран (U) и торий (Th). Эти минералы могут подвергаться процессу, называемому метамиктизацией, при котором излучение повреждает кристаллическую структуру, что приводит к аморфизации или полному разрушению исходной кристаллической структуры.

Метамиктовые минералы могут иметь определенные характерные особенности, в том числе:

  1. Потеря кристаллической формы: метамиктовые минералы могут терять свою типичную кристаллическую форму и под микроскопом выглядеть как бесформенные массы или неправильные зерна.
  2. Аморфная или неупорядоченная структура: у метамиктовых минералов может отсутствовать упорядоченное расположение атомов, характерное для кристаллических минералов, и они выглядят аморфными или неупорядоченными.
  3. Высокий рельеф: минералы метамикта могут иметь высокий рельеф, что означает, что они кажутся яркими на темном фоне в скрещенно-поляризованном свете из-за их аморфной или неупорядоченной природы.
  4. Потеря двойного лучепреломления: минералы метамикта могут потерять свое двойное лучепреломление, то есть способность расщеплять свет на два разных показателя преломления из-за их аморфной или неупорядоченной структуры.

Текстура метамикта может быть важным диагностическим признаком, используемым для идентификации и характеристики минералов, подвергшихся воздействию высоких уровней радиации. Это также может дать представление о геологической истории и процессах, которым подверглись эти минералы, например, об их воздействии радиоактивных элементов, что может иметь значение для их потенциального использования в геохронологии, радиометрическом датировании и других научных приложениях.


Циркон и Алланит

Цвет в PPL

Цвет, наблюдаемый в плоскополяризованном свете (PPL), является важным свойством, используемым при идентификации и характеристике минералов под микроскопом. Взаимодействие света с минералами может привести к различным цветам при просмотре в PPL, и эти цвета могут предоставить ценную информацию о составе минерала, кристаллической структуре и оптических свойствах.

В PPL минералы могут иметь разные цвета в зависимости от их оптических свойств, например:

  1. Изотропные минералы: Изотропные минералы — это минералы, которые не проявляют двойного лучепреломления и имеют одинаковый показатель преломления во всех направлениях. Эти минералы будут казаться черными или серыми в PPL, потому что они не разделяют свет на два разных показателя преломления.
  2. Анизотропные минералы: анизотропные минералы — это минералы, которые проявляют двойное лучепреломление и имеют разные показатели преломления в разных направлениях. Эти минералы могут иметь широкий спектр цветов в PPL, включая оттенки серого, белого, желтого, оранжевого, красного, зеленого, синего и фиолетового, в зависимости от кристаллической структуры и состава минерала.
  3. Плеохроические минералы: Плеохроизм — это свойство некоторых минералов проявлять разные цвета, если смотреть на них в разных кристаллографических направлениях. В PPL плеохроические минералы могут показывать разные цвета при вращении предметного столика микроскопа, предоставляя ценную диагностическую информацию для идентификации минерала.
  4. Поглощающие и передающие свойства: Минералы могут проявлять избирательное поглощение и пропускание определенных длин волн света из-за их химического состава и кристаллической структуры, в результате чего в PPL наблюдаются определенные цвета.

Цвета, наблюдаемые в PPL, можно использовать в сочетании с другими оптическими свойствами, такими как рельеф, спайность, излом и форма кристаллов, чтобы помочь идентифицировать и охарактеризовать минералы. Важно обращаться к справочникам по идентификации минералов и использовать соответствующие методы и инструменты идентификации минералов, чтобы точно интерпретировать цвета, наблюдаемые в PPL, и проводить надежную идентификацию минералов.

Изотропные минералы

Изотропные минералы — это минералы, которые не обладают двойным лучепреломлением, то есть имеют одинаковый показатель преломления во всех направлениях. В результате они не проявляют никаких интерференционных цветов или эффектов поляризации при просмотре под поляризационным микроскопом в плоскополяризованном свете (PPL) или перекрестно-поляризованном свете (XPL). Вместо этого изотропные минералы обычно выглядят черными или серыми при просмотре в PPL без изменения цвета или яркости при вращении предметного столика микроскопа.

Примеры изотропных минералов включают:

  1. Гранат: Гранат — это распространенная группа минералов, которая может встречаться в различных цветах, таких как красный, оранжевый, желтый, зеленый, коричневый и черный. Он изотропен и не проявляет двойного лучепреломления.
  2. магнетит: Магнетит — это черный минерал с сильными магнитными свойствами, обычно встречающийся в изверженных и магматических породах. метаморфических пород. Он изотропен и не показывает никаких интерференционных цветов в PPL или XPL.
  3. Пирит: Пирит, также известный как «золото дураков», представляет собой металлический желтый минерал, который обычно встречается в осадочных, метаморфических и Магматические породы. Он изотропен и не проявляет двойного лучепреломления.
  4. галит: Галит, также известный как каменная соль, представляет собой бесцветный или белый минерал, обычно встречающийся в осадочные породы. Он изотропен и не показывает никаких интерференционных цветов в PPL или XPL.
  5. Сфалерит: Сфалерит является обычным цинк минерал, который может встречаться в различных цветах, таких как коричневый, черный, желтый, зеленый и красный. Он изотропен и не проявляет двойного лучепреломления.

Изотропные минералы важно идентифицировать и распознавать при идентификации минералов с помощью оптической микроскопии, поскольку отсутствие у них двойного лучепреломления и характерный черный или серый вид в PPL могут помочь отличить их от анизотропных минералов, которые демонстрируют интерференционные цвета и эффекты поляризации.

Между скрещенными полюсами

Изотропные минералы всегда выглядят черными, независимо от ориентации кристалла или поворота столика.

Между скрещенными полюсами

Индикатриса

Индикатриса — это геометрическое представление, используемое в минералогии и оптике для описания оптических свойств анизотропных минералов. Это трехмерный эллипсоид, который представляет изменение показателей преломления минерала по отношению к различным кристаллографическим направлениям.

Анизотропные минералы имеют разные показатели преломления в разных кристаллографических направлениях из-за их внутренней кристаллической структуры. Индикатриса помогает описать взаимосвязь между кристаллографическими осями минерала и показателями преломления, связанными с этими осями.

Индикатрису можно визуализировать в трех измерениях, при этом ее оси представляют основные показатели преломления минерала. Эти оси обычно обозначаются как n_x, n_y и n_z, где n_x и n_y представляют два перпендикулярных показателя преломления в плоскости индикатрисы, а n_z представляет показатель преломления вдоль оптического (ось с) направления.

Форма индикатрисы может дать информацию об оптических свойствах минерала. Если индикатриса представляет собой сферу, минерал изотропен, то есть имеет одинаковый показатель преломления во всех направлениях. Если индикатриса представляет собой эллипсоид, минерал анизотропен, то есть имеет разные показатели преломления в разных кристаллографических направлениях.

Индикатриса является полезным инструментом для изучения оптических свойств минералов, и ее можно использовать для определения важных оптических свойств, таких как двойное лучепреломление, оптический знак и оптический угол, которые имеют решающее значение для идентификации и характеристики минералов.

Изотропная индикатриса

Анизотропный полезные ископаемые

Анизотропные минералы — это минералы, которые проявляют различные физические или оптические свойства в разных кристаллографических направлениях. Это связано с их внутренней кристаллической структурой, которая приводит к изменению таких свойств, как показатель преломления, двойное лучепреломление, цвет и другие оптические свойства, в зависимости от направления наблюдения. Анизотропные минералы также известны как минералы с двойным преломлением, потому что они расщепляют один падающий световой луч на два луча с разными показателями преломления.

Анизотропные минералы могут проявлять широкий спектр оптических свойств, включая плеохроизм (разные цвета при взгляде с разных сторон), интерференционные цвета (цвета, наблюдаемые в поляризованном свете), экстинкцию (полное исчезновение зерна минерала при вращении) и другие свойства, которые можно наблюдать с помощью различных оптических методов, таких как микроскопия в поляризованном свете.

Примеры анизотропных минералов включают кальцит, кварц, полевой шпат, маленький, амфибол, пироксен и многие другие. Эти полезные ископаемые обычно встречаются в самых разных типах горных пород и имеют важное промышленное, экономическое и геологическое значение. Изучение анизотропных минералов и их оптических свойств является фундаментальной частью минералогии и петрологии и играет решающую роль в идентификации, характеристике и понимании физических и оптических свойств горных пород и минералов в различных геологических условиях.

одноосный – свет проникает во все, кроме one специальное направление разделено на 2 плоскополяризованных компонента, которые вибрируют перпендикулярно друг другу и движутся с разными скоростями

двухосный – свет проникает во все, кроме два специальные направления разложены на 2 плоскополяризованные составляющие…

По особым направлениям («оптическим осям») минерал считает себя изотропным, т. е. расщепления не происходит.

Одноосные и двуосные минералы можно подразделить на оптически положительные и оптически отрицательные в зависимости от ориентации быстрых и медленных лучей относительно осей xtl.

1-Свет проходит через нижний поляризатор

Цвет и плеохроизм

Цвет и плеохроизм являются важными оптическими свойствами минералов, которые можно наблюдать с помощью микроскопии в поляризованном свете.

Цвет относится к внешнему виду минералов при обычном или белом свете. Минералы могут проявлять широкий спектр цветов из-за их химического состава и наличия различных примесей или структурных дефектов. Цвет можно использовать в качестве диагностического свойства при идентификации минералов, хотя он не всегда надежен, поскольку некоторые минералы могут иметь сходные цвета.

С другой стороны, плеохроизм — это явление, при котором минералы проявляют разные цвета, если смотреть на них с разных кристаллографических направлений в поляризованном свете. Это свойство связано с анизотропной природой минералов, из-за которой они по-разному поглощают свет вдоль разных кристаллографических осей. Плеохроизм часто наблюдается у минералов, имеющих значительную разницу в поглощении света по разным кристаллографическим направлениям.

Плеохроизм обычно наблюдают с помощью поляризационного микроскопа, в котором минерал помещают между скрещенными поляризаторами, а предметный столик поворачивают в разные стороны, чтобы наблюдать за изменением цвета. При вращении предметного столика минерал может проявлять разные цвета, от бесцветного (погасшего) до одного или нескольких отчетливых цветов. Количество цветов и интенсивность плеохроизма могут дать важные подсказки для идентификации минералов, поскольку разные минералы обладают уникальными плеохроическими свойствами.

- плагиоклаз бесцветный
- роговая обманка плеохроична

Индекс преломления (RI или n)

Показатель преломления (RI или n) — это оптическое свойство минералов, которое описывает, насколько минерал изгибает или преломляет свет при прохождении через него. Она определяется как отношение скорости света в вакууме к скорости света в минерале.

Показатель преломления является ценным инструментом идентификации минералов, поскольку он может помочь различать минералы со схожими физическими свойствами. Различные минералы имеют разные показатели преломления из-за различий в их химическом составе, кристаллической структуре и плотности.

Показатель преломления обычно определяют с помощью рефрактометра, который представляет собой специализированный прибор, используемый в минералогии и геммологии. Рефрактометр измеряет угол, под которым преломляется свет при прохождении через образец прозрачного минерала, и на основе этого угла рассчитывается показатель преломления.

Показатель преломления можно использовать в сочетании с другими оптическими свойствами, такими как плеохроизм, угол экстинкции и двойное лучепреломление, для облегчения идентификации минералов в шлифах или полированных образцах минералов. Это важный параметр при изучении минералов и их оптических свойств, он может дать ценную информацию о составе и структуре минералов.

Облегчение

Рельеф — это оптическое свойство минералов, которое относится к степени, в которой минерал выделяется или контрастирует с окружающей средой при рассмотрении под микроскопом в проходящем свете. Это связано с разницей в показателях преломления между минералом и окружающей средой, обычно средой крепления или породой, вмещающей минерал.

Минералы с более высоким рельефом кажутся более заметными на фоне окружающей среды, в то время как минералы с более низким рельефом кажутся более похожими по яркости или цвету на окружающую среду. Рельеф обычно наблюдается в тонких срезах минералов с помощью микроскопии в проходящем свете, когда минерал рассматривается между скрещенными полярами или в плоскополяризованном свете.

Рельеф может быть полезен при идентификации минералов, поскольку он может дать ключ к разгадке показателя преломления минерала, что может помочь сузить список возможных минералов на основе их известных показателей преломления. Рельеф может варьироваться в зависимости от химического состава минерала, кристаллической структуры и других факторов. Например, минералы с более высокими показателями преломления, такие как кварц, могут иметь более высокий рельеф, тогда как минералы с более низкими показателями преломления, такие как полевые шпаты, могут иметь более низкий рельеф.

Рельеф также можно использовать для определения относительного содержания различных минералов в породе, поскольку минералы с более высоким рельефом могут казаться более распространенными по сравнению с минералами с более низким рельефом. В некоторых случаях рельеф может предоставить информацию об изменении или выветривание минералов, так как измененные минералы могут иметь другой рельеф по сравнению с неизмененными минералами.

2 – Вставьте верхний поляризатор

Вставьте верхний поляризатор

3 – Теперь вставьте тонкий срез камня

Теперь вставьте тонкий срез скалы

Вывод должен заключаться в том, что минералы каким-то образом переориентировать планы, в которых вибрирует свет; часть света проходит через верхний поляризатор

4 – Обратите внимание на вращающуюся сцену

Большинство минеральных зерен изменить цвет как сцена вращается; эти зерна идут черный 4 раза при вращении на 360° – ровно каждые 90o

вращающаяся сцена
Таблица цветов Мишеля-Леви — табл. 4.11

Оценка двулучепреломления

Двойное лучепреломление — это оптическое свойство минералов, которое относится к разнице показателей преломления между двумя взаимно перпендикулярными направлениями колебаний света, проходящего через минерал. Обычно это наблюдается в минералах под микроскопом в поляризованном свете, когда минерал рассматривается между скрещенными полярами или в коноскопическом представлении.

Оценить двойное лучепреломление минералов можно несколькими способами, в том числе:

  1. Визуальная оценка: двойное лучепреломление можно оценить визуально, наблюдая интерференционные цвета, которые проявляет минерал при просмотре между скрещенными полярами. Интерференционные цвета являются результатом разности фаз между двумя ортогональными световыми волнами, прошедшими через минерал, которая определяется двулучепреломлением минерала. Используя стандартную справочную диаграмму или диаграмму Мишеля-Леви, двойное лучепреломление можно оценить на основе наблюдаемых интерференционных цветов.
  2. Измерение замедления: двойное лучепреломление можно оценить путем измерения замедления минерала с помощью пластины замедления или четвертьволновой пластины. Запаздывание — это разница в длине оптического пути между двумя ортогональными световыми волнами, прошедшими через минерал, которая напрямую связана с двойным лучепреломлением. Путем измерения замедления и применения соответствующей калибровки можно оценить двойное лучепреломление.
  3. Дисперсия двойного лучепреломления: Некоторые минералы обладают дисперсией двойного лучепреломления, при которой двойное лучепреломление изменяется в зависимости от длины волны света. Измеряя двойное лучепреломление на разных длинах волн, например, с помощью коноскопической призмы или спектроскопа, можно определить дисперсию двойного лучепреломления, которая может предоставить информацию о составе минерала и оптических свойствах.

Важно отметить, что оценка двойного лучепреломления является качественным методом и может не давать точных количественных значений. Точность оценки зависит от таких факторов, как качество микроскопа, толщина минерала, а также опыт и навыки наблюдателя в интерпретации интерференционных цветов или измерении замедления. Поэтому часто бывает необходимо подтвердить оценки двойного лучепреломления другими методами, такими как использование передовых методов, таких как рефрактометрия или спектроскопия, для получения более точных и точных результатов.

Вымирание

Экстинкция — это термин, используемый в оптической минералогии для описания явления, когда минерал переходит из ярко освещенного в темный или почти темный под скрещенными полярами в поляризационном микроскопе. Это полезное свойство для идентификации минералов и понимания их кристаллографической ориентации.

Различают два основных типа вымирания:

  1. Параллельное вымирание: при этом типе угасания минерал угасает (становится темным), когда его кристаллографическая ось параллельна поляризатору и анализатору в конфигурации со скрещенными полярами. Это означает, что свет, проходящий через минерал, блокируется анализатором, и минерал кажется темным. Минералы с параллельным угасанием обычно изотропны или их кристаллографические оси выровнены с направлениями поляризации микроскопа.
  2. Наклонное вымирание: В этом типе угасания минерал угасает (становится темным) под наклонным углом к ​​поляризатору и анализатору в конфигурации с перекрещенными полярами. Это означает, что минерал не полностью выровнен с направлениями поляризации микроскопа, и при вращении предметного столика минерал переходит от светлого к темному или наоборот. Минералы с наклонной экстинкцией обычно анизотропны, то есть имеют разные показатели преломления в разных кристаллографических направлениях.

Погасание может предоставить важную информацию о кристаллографической ориентации и симметрии минералов, которую можно использовать для идентификации и характеристики минералов. Например, минералы с параллельным погасанием обычно изотропны, то есть имеют одинаковые оптические свойства во всех кристаллографических направлениях, а минералы с наклонным погасанием обычно анизотропны, то есть имеют разные оптические свойства в разных кристаллографических направлениях. Угол экстинкции также может предоставить информацию о кристаллической симметрии и кристаллографической ориентации минерала, что может помочь в идентификации минерала и интерпретации кристаллической структуры минерала.

Угол двойникования и исчезновения

Двойникование — это явление, при котором два или более отдельных кристалла минерала срастаются симметрично, в результате чего образуется сдвоенный кристалл с характерными сросшимися узорами. Угол экстинкции — это термин, используемый в оптической минералогии для описания угла между направлением максимального экстинкции сдвоенного минерала и направлением максимального экстинкции недвойникованного минерала.

Двойникование может повлиять на экстинкционное поведение минералов в поляризационном микроскопе. Когда сдвоенный минерал наблюдается под скрещенными полярами, поведение экстинкции может отличаться от поведения недвойникового минерала из-за расположения сдвоенных кристаллов. Двойникование может привести к тому, что направление угасания сдвоенного минерала отклонится от направления угасания несдвоенного минерала, что приведет к характерной картине угасания.

Угол погасания представляет собой угол между направлением максимального погасания сдвоенного минерала и направлением максимального погасания недвойникованного минерала. Он измеряется в градусах и может предоставить важную информацию о типе двойникования и ориентации двойниковых кристаллов. Угол погасания является ключевым признаком, используемым для идентификации и характеристики двойниковых минералов.

Существует несколько типов двойников, в том числе простые близнецы, множественные близнецы и сложные близнецы, а поведение угасания и угол угасания могут варьироваться в зависимости от типа двойникования. Угол экстинкции можно измерить с помощью поляризационного микроскопа с коноскопической или коноскопической приставкой, которая позволяет точно определить угол между направлениями экстинкции двойникованных и недвойникованных кристаллов.

Двулучепреломление кварца и микроклина
Минерал оливин по PPl и XPL

Внешний вид кристаллов под микроскопом

Внешний вид кристаллов под микроскопом зависит от нескольких факторов, включая тип кристалла, условия освещения и режим наблюдения (например, проходящий или отраженный свет, поляризованный или неполяризованный свет). Вот некоторые распространенные проявления кристаллов под микроскопом:

  1. Евгедральные кристаллы: Идиоморфные кристаллы — это правильно сформированные кристаллы с отчетливыми кристаллическими гранями, характерными для минеральных видов. Как правило, они имеют острые края и гладкие поверхности, а их кристаллографические особенности можно легко наблюдать под микроскопом. Идиоморфные кристаллы часто встречаются в магматических и метаморфических породах.
  2. субидиоморфные кристаллы: субидиоморфные кристаллы - это частично развитые кристаллы, которые имеют некоторые хорошо сформированные кристаллические грани, но также демонстрируют неправильный или неполный рост. Они могут иметь закругленные края или неполные грани, а их кристаллографические особенности могут быть менее отчетливыми по сравнению с идиоморфными кристаллами.
  3. Квадратные кристаллы: ксеноэдрические кристаллы представляют собой плохо сформированные кристаллы, в которых отсутствуют четко выраженные грани и края кристаллов. Они могут выглядеть как неправильные зерна или агрегаты минеральных частиц без каких-либо различимых кристаллографических особенностей. Квадратные кристаллы обычно встречаются в осадочных породах или в областях быстрой кристаллизации.
  4. Поликристаллические агрегаты: Поликристаллические агрегаты состоят из нескольких кристаллов, которые беспорядочно ориентированы и срослись. Под микроскопом они могут выглядеть как зернистые или кристаллические массы без отчетливых кристаллических граней или краев. Поликристаллические агрегаты распространены во многих типах горных пород и минералов.
  5. Двойные кристаллы: Двойные кристаллы образуются, когда два или более кристалла срастаются симметрично, что приводит к характерным сросшимся узорам. Двойникование может создавать уникальные явления под микроскопом, такие как повторяющиеся узоры, параллельные или пересекающиеся линии или симметричные элементы.
  6. Что включено в тур: включения представляют собой небольшие минеральные или заполненные жидкостью полости внутри кристаллов, которые могут повлиять на их внешний вид под микроскопом. Включения могут проявляться в виде темных или светлых пятен, неправильной формы или мелких узоров внутри кристалла, и они могут предоставить важную информацию об истории формирования минерала и условиях окружающей среды.

Внешний вид кристаллов под микроскопом может дать ценную информацию для идентификации минералов, кристаллографии и понимания образования и свойств минералов. Надлежащие методы подготовки образцов, условия освещения и режимы наблюдения могут улучшить видимость и характеризацию особенностей кристаллов под микроскопом.