5. Лабораторные занятия

Работа 1. Строение микроскопа, правила пользования им. Практические исследования породообразующих минералов под микроскопом.

План занятия:

1. Правила безопасности.

2. Теоретические основы микроскопических исследований горных пород.

3. Порядок изготовления шлифов и аншлифов.

Цель: получение знаний о методах микроскопических исследований минералов и горных пород.

Задачи:

1. Изучение теоретических основ микроскопических исследований и техники

безопасности.

2. Изучение основ изготовления шлифов.

На практическом занятии должны быть освещены следующие вопросы:

Знакомство с теоретическими основами кристаллооптики. Явления шагреневой поверхности, псевдоабсорбции, двулучепреломления, спайности, понятия «угол спайности», «угол погасания». Схема абсорбции. Осность и оптический знак. Шлифы и аншлифы.

Вопросы для обсуждения:

1. Оптические явления, используемые в микроскопии минералов.

2. Методы изготовления шлифов и аншлифов.

3. Устройство микроскопа.

Работа 2. Основные породообразующие минералы и их оптические характеристики.

Несмотря на большое количество минералов в природе в образовании горных пород принимает участие незначительное количество, около 20 минеральных видов, носят название породообразующих, из которых на 95% состоит земная кора. Наибольшее значение имеют: алюмосиликаты, силикаты, карбонаты, глинистые минералы. В подчиненном количестве: сульфаты, фосфаты и хлориды. Для магматических пород главными породообразующими минералами являются: плагиоклазы, калиевые полевые шпаты, нефелин, лейцит, слюды, кварц, группа пироксенов, роговых обманок, оливин. Второстепенные минералы: апатит, циркон, титанит, магнетит и др. Для осадочных пород характерны: глинистые минералы, кварц, опал, халцедон, карбонаты, сульфаты, хлориды, фосфаты и др. В метаморфических породах широко распространены слюды, кварц, полевые шпаты, гематит, тальк и др.

План исследований и описаний

Определение формы зерен.

Форма зерен минералов оценивается по нескольким параметрам:

1. По степени идиоморфизма зерна бывают следующих типов:

· идиоморфные – полностью ограненные,

· ксеноморфные – неправильной формы, лишенные граней,

· субидиоморфные (или гипидиоморфные) – частично ограненные.

2. По степени изометричности различают зерна:

· изометричные – размеры которых по всем направлениям примерно

одинаковы, · удлиненные, вытянутые – размеры которых в разных направлениях отличаются больше, чем в 2 раза. В этом случае определяют

коэффициент удлинения (L) – отношение длины к ширине.

3. По геометрическим очертаниям.

Для идиоморфных и субидиоморфных кристаллов по возможности

определяют какую геометрическую фигуру напоминают зерна минерала.

Кристаллы призматической формы в зависимости от коэффициента

удлинения (L) разделяются на следующие типы:

L < 2 – широкопризматические,

L = 2-4 – призматические,

L = 5-10 – узкопризматические,

L > 10 – игольчатые.

Для ксеноморфных кристаллов отмечают характер контура, например –

ровный, зубчатый, занозистый и т.п.

Определение размера зерен.

Обычно достаточно примерного определения размера зерен путем сравнения их с диаметром поля зрения микроскопа. При описании указывают максимальный, минимальный и характерный размер зерен каждого минерала (размер зерен от…мм, до…мм, средний размер зерен …мм). Если зерна минерала удлиненные, то необходимо указывать величина какого параметра приводится – длины или ширины.

Определение цвета и плеохроизма минералов.

Плеохроизм - изменение окраски минерала в зависимости от направления световых колебаний в нем (т.е. наблюдается при вращении столика микроскопа). В начале описания минерала просто указывается общий цветовой тон плеохроизма минерала, например – «плеохроирует в буро-зеленых тонах», или «плеохроирует от светло-коричневого до темно-коричневого цвета» и т.п.

Проведение полного исследования плеохроизма минералов описано выше.

Определение характера спайности, измерение углов между плоскостями спайности.

Спайность – способность минерала раскалываться по определенным направлениям. По степени совершенства спайности все минералы разделяют на четыре группы: · Без спайности или несовершенная спайность - трещин нет или все они в разных направлениях. · Средняя спайность – большинство трещин в разных направлениях, часть параллельно друг другу, но эти линии не прямые, а волнистые или прерывистые. · Совершенная спайность - большинство трещин прямые и параллельные друг другу, но встречаются и трещины другой ориентировки. Весьма совершенная спайность - все трещины прямые, тонкие и параллельны друг другу. Проведение полного исследования спаяности минералов описано выше.

Степень отличия показателей преломления минерала и канадского бальзама выделяют несколько типов рельефа:

· низкий – границы зерен и трещины не видны,

· средний – границы зерен и трещины видны, но эти линии тонкие,

· высокий – границы зерен и трещины хорошо видны, имеют

толщину,

· очень высокий – границы зерен кажутся обведенными толстыми темными каймами, трещины также видны очень хорошо, имеют толщину.

В зависимости от соотношения показателя преломления (n) минерала и

канадского бальзама выделяют 2 типа рельефа:

· Положительный – если n минерала больше n канадского бальзама,

· Отрицательный – если n минерала меньше n канадского бальзама.

По линии Бекке приводятся группы показателей преломления минерала с канадским бальзамам, соответствующие различному оптическому рельефу:

средний отрицательный рельеф – nм<1,5;

низкий отрицательный рельеф – nм ≈ 1,5-1,54;

низкий положительный рельеф – nм ≈ 1,54-1,6;

средний положительный рельеф – nм ≈ 1,6-1,7;

высокий положительный рельеф – nм ≈ 1,7-1,8;

очень высокий положительный рельеф – nм >1,8.

В отличие от наблюдений при одном николе, когда описывается вся совокупность зерен минерала в шлифе, при наблюдениях в скрещенных николях обычно достаточно выбрать только одно зерно, обладающее следующими свойствами:

· максимальной интерференционной окраской;

· одной четкой системой спайности (если у исследуемого минерала есть

спайность).

И далее все наблюдения можно произвести на одном этом зерне. На этом разрезе определяют следующие свойства:

1) максимальную интерференционную окраску и силу двулучепреломления;

2) угол погасания и знак удлинения, т.е. положение индикатрисы в кристалле;

3) цвет минерала по осям индикатрисы Ng и Np (при выключенном анализаторе).

Определение изотропных и анизотропных минералов.

по погасанию

по интерференции окраске

по показателям преломления

Определение силы двулучепреломления минералов.

Определение угла погасания минералов (прямое, косое)