Наблюдение двойников

Двойниковое строение минералов (полевые шпаты, карбонаты и др.) наиболее четко обнаруживается в скрещенных николях и выражается в том, что зерно кажется состоящим из полосок, гаснущих при вращении столика микроскопа самостоятельно. Двойники бывают простые и полисинтетические. В первом случае зерно минерала кажется состоящим из двух полосок; во втором – из нескольких, причем полоски гаснут через одну, образуя систему двойников (рис. 3.1.7.). В двойниках различают двойниковую

ось, двойниковую плоскость и плоскость срастания. Положение двойниковой оси и двойниковой плоскости можно установить при работе на федоровском столике. Плоскость срастания, след которой в шлифе (граница раздела двух индивидов) называется двойниковым швом, может быть выражена либо тонкой четкой линией, либо нечеткой. В первом случае плоскость шлифа проходит перпендикулярно плоскости срастания, а во втором – косо.

Изучение двойников плагиоклазов необходимо при определении их состава. Плоскости срастания полисинтетических двойников чаще идут параллельно, но в некоторых минералах скрещиваются.

Рис. 3.1.7. Фото шлифа крупнозернистого плагиоклаза, в вытянутыми кристаллами полисинтетических двойников.

Изучение двойников плагиоклазов необходимо при определении их состава. Плоскости срастания полисинтетических двойников чаще идут параллельно, но в некоторых минералах двойникование наблюдается по пересекающимся граням (микролин, кальцит). Относительно часто встречаются секториальные двойники, например, в кордиеритах.

Исследование минералов в сходящемся свете

Наблюдение интерференционных (коноскопических) фигур исследуемых минералов, образованных в задней фокальной плоскости объектива, производится с помощью линз Бертрана, которые проецируют эти фигуры в увеличенном виде в фокальную плоскость окуляра. При наблюдении минералов в коноскопическом ходе лучей обычно пользуются сильными, высоко апертурными объективами, например, объективом 60×0,85. Оптическая система микроскопа позволяет наблюдать интерференционные фигуры минералов, размеры которых не менее 0,02 мм в поперечнике.

Последовательность определения осности минерала, оптического знака и относительной величины угла оптических осей (для двуосных минералов) производится в следующем виде:

• проверить правильность установки поляризующих устройств в скрещенное положение;

• вывести из хода лучей анализатор;

• поместить на предметный столик исследуемый шлиф;

• ввести в ход лучей объектив 60×0,85; в окулярную трубку насадки установить окуляр с перекрестием, предварительно выставленный по глазу наблюдателя;

• сфокусировать микроскоп на минерал и, вращая предметный столик, проверить центрировку объектива;

• при необходимости тщательно отцентрировать его;

• открыть полностью апертурную диафрагму конденсора;

• ввести в ход лучей линзы Бертрана;

• проверить центричность расположения линз Бертрана относительно оптической оси микроскопа, наблюдая за положением выходного зрачка объектива относительно перекрестия окуляра; при необходимости произвести центрировку линз Бертрана;

• проверить качество настройки освещения (выходной зрачок объектива должен быть равномерно освещен и полностью заполнен светом);

• при необходимости подвижкой конденсорного устройства по высоте добиться заполнения выходного зрачка объектива светом;

• выключить линзы Бертрана и, наблюдая в окуляр, установить интересующий вас участок минерала в центр поля зрения окуляра, поместив коноскопируемое зерно на перекрестие окуляра;

• включить &-_анализатор (при этом риски на рукоятке анализатора и на кольце промежуточного тубуса должны совпадать) и установить поляризующие устройства в скрещенное положение;

• включить линзу Бертрана, сфокусировать их на резкое изображение коноскопической фигуры, наблюдаемой в выходном зрачке объектива;

• уменьшить вращением бинокулярной насадки размер ирисовой диафрагмы до получения наиболее четкого изображения наблюдаемой коноскопической фигуры.

При работе с различными объективами в коноскопическом ходе лучей иметь в виду, что оптическая система линз Бертрана микроскопа ПОЛАМ Р обеспечивает постоянный масштаб изображения коноскопических фигур, что особенно важно при нахождении константы Маляра (в случае определения угла оптических осей кристалла), которая здесь не зависит от положения линзы Бертрана.

В сходящемся свете изучается не непосредственно зерно минерала, а суммарный оптический эффект, полученный при прохождении через зерно скрещенного светового пучка, т. е. фигура интерференции. В зависимости от оптической осности минерала и ориентировки разреза, фигуры интерференции имеют различные формы и разные свойства. Однако одна особенность характерна для всех фигур интерференции на ориентированном разрезе – они всегда имеют симметрично окрашенное поле.

В оптически анизотропных кристаллах имеются направления, распространяясь по которым, лучи света не испытывают двойного лучепреломления. Эти направления получили название оптических осей. В кристаллах средних сингоний (гексагональной, тетрагональной и тригональной) одна оптическая ось. Поэтому эти кристаллы относятся к группе оптически одноосных кристаллов. Кристаллы низших сингоний (ромбической, моноклинной и триклинной) имеют два направления, в которых не происходит двойного лучепреломления. Они составляют группу оптически двуосных кристаллов.

Оптические оси в двуосных кристаллах располагаются в главной плоскости индикатрисы NgNp под углом друг к другу. Этот угол принято обозначать 2V. Оси индикатрисы Ng и Np являются биссектрисами угла оптических осей (рис. 3.1.8.).

Рис. 3.1.8. Сечение индикатрисы двуосного кристалла в плоскости оптических осей.

Одна из них делит пополам острый угол между оптическими осями, и поэтому ее принято называть острой биссектрисой тупого угла и называется тупой биссектрисой. Величина угла оптических осей – 2V изменяется в кристаллах от 0º (обе оси сливаются в одну, и мы имеем дело с одноосным кристаллом) до 90º. Как одноосные, так и двуосные кристаллы делятся на оптически положительные и оптически отрицательные. Оптический знак в одноосных кристаллах принято определять по соотношению показателей преломления обыкновенного (n0) и необыкновенного (n0) лучей. В положительных кристаллах ne > n0, а в отрицательных ne < n0.

В двуосных кристаллах оптический знак определяется по соотношению ng – nm и nm – np: для оптически положительных ng – np > nm – np, а в отрицательных ng – np < nm – np. Оптический знак можно также определять по характеру острой биссектрисы: в оптически положительных кристаллах острой биссектрисой является Ng, а в отрицательных – Np. Изучение осности, оптического знака и угла оптических осей – 2V проводится под микроскопом в ориентированных разрезах при скрещенных николях (с включенным анализатором), в сходящемся свете, для получения которого в оптическую систему микроскопа надо ввести линзы Лазо и Бертрана. При этом наблюдается характерная для каждого разреза, так называемая, интерференционная, или коноскопическая, фигура, по форме которой определяют осность и величину угла оптических осей – 2V для двуосных кристаллов. Оптический знак определяется с помощью компенсатора. Ниже приводится характеристика интерференционных фигур, наблюдаемых в различных разрезах одноосных и двуосных кристаллов.

Исследование одноосных минералов в сходящемся свете

Одноосные минералы изучаются в разрезе, перпендикулярном или почти перпендикулярном к оптической оси. В разрезе, ориентированном перпендикулярно к оптической оси, интерференционная фигура имеет вид темного креста, ветви которого пересекаются в центре поля зрения, т. е. в точке выхода оптической оси, и совпадают с направлением световых колебаний поляризатора и анализатора (рис. 3.1.9. и 3.1.10.). При вращении столика микроскопа крест остается неподвижным.

Рис. 3.1.9. Коноскопическая фигура одноосного минерала: а – сечение, перпендикулярное оптической оси; б- косое сечение.

Если интерференционную фигуру наблюдать в косом разрезе, т. е. не точно перпендикулярном к оптической оси, то место пересечения ветвей креста будет смещено относительно центра поля зрения микроскопа.

При вращении столика микроскопа ветви креста перемещаются, оставаясь параллельно друг другу. Горизонтальная ветвь перемещается снизу вверх или сверху вниз, а вертикальная – справа налево или слева направо (рис. 3.1.10).

Ветви креста в одноосных кристаллах располагаются на фоне монохроматических колец, количество которых зависит от силы двойного лучепреломления изучаемого минерала.

Рис.3.1.10. Ориентировка осей индикатрисы кристалла и компенсатора и распределение окрасок в квадрантах коноскопических фигур оптически положительного (а) и отрицательного (б) одноосных минералов.

В минералах, у которых она невелика (не выше 0,012–0,015), видны кольца серой и белой интерференционной окраски первого порядка (кварц, апатит). В минералах с высоким двулучепреломлением (свыше 0,030), например, у биотита или кальцита, наблюдаются кольца интерференционных окрасок, соответствующие нескольким порядкам таблицы Мишель–Леви.

Знак минерала определяется по характеру расположения цветных пятен, которые появляются вблизи пересечения ветвей креста при введении компенсатора.

Оптический знак минерала считается положительным, если синие пятна появляются в квадрантах I и III (рис. 3.1.10.). В отрицательных минералах синие пятна появляются в квадрантах II и I, т. е. по ходу движения компенсатора.