книги из ГПНТБ / Стойбер, Р. Определение кристаллов под микроскопом

Строгой системы определения оптического знака кристалла неті Тем не менее полезно запомнить следующие простые, но точные правила по поводу явлений, наблюдающихся в поле зрения после вве­ дения компенсационной пластинки. Эти правила имеют мнемоничес­ кий характер, поскольку они фиксируют повышение окраски у поло­ жительных и понижение ее у отрицательных минералов при введении компенсационной пластинки.

Правило 1. Относится ко всем фигурам интерференции, кроме фи­ гур Втупи сходящегося креста. Наблюдаем вогнутую сторону одной изогиры, повернутой на 45 0 таким образом, что вогнутость ее об­ ращена на северо-восток. В случае присутствия двух изогир наблю-

Б ез г и п со в о й п л а с т и н к и

С гипсовой пластинкой

Ф и г. 12-3. Определение оптического знака по интерференционным фигурам разрезов, перпендикулярных оптической оси (а) и В ТуП(6).

даем за вогнутой стороной одной из них или за северо-восточным квадрантом слившегося креста. Вводим компенсационную пластинку Если цвет интерференции повышается, мы имеем дело с положительгным кристаллом. Это правило сохраняет силу лишь в тех случаях, когда мелатопа остается в поле зрения.

дет недостаточно надежной, как это отмечали ряд исследователей

/138, 8 9 а , 67/ 1 •

Приближенная оценка угла оптических осей., в практике опреде­ ления минералов очень часто производится лишь приближенная оцен­ ка 2 V, а не точное его измерение. Последнее далеко не всегда не­ обходимо для точного определения минерала. Кроме того, этот пара­ метр не имеет в ряде случаев диагностического значения, посколь­ ку он сильно колеблется в зависимости от состава и структуры од­ ного и того же минерала. Более того, 2 Г иногда даже не позволяет оценивать степень изоморфного замещения в сериях твердых раство­ ров, если неизвестна точно структурная модификация Минерала, как это происходит у полевых шпатов. И напротив, в тех случаях, когда известен состав минерала, по 2 V можно судить о его структурном состоянии. Таким образом, точность, с которой следует измерять 21', определяется конкретными задачами исследования.

При оценке величины 2 V играют роль немногие соотношения раз­ ного характера. Если в центрированной фигуре разреза, перпендику­ лярного оптической оси, присутствуют две изогиры, то величина 2Е составляет менее 1/2 угла, захватываемого фигурой, т .е. приблизи­

пендикулярного оптической оси, присутствует одна изогира, то угол 2 V превышает 30 - 3 5 ° . Специфическая разновидность нецентриро­

ванной интерференционной фигуры, в которой наблюдается одна прямо­ линейная, изогира, все время остающаяся параллельной линиям крес­ та нитей при вращении столика, позволяет предполагать, что в этом случае 2V или очень невелик, или вообще равен 0 ° . Ранее уже от­ мечалось, что такая фигура двуосного минерала неотличима от не­ центрированной интерференционной фигуры разреза, перпендикулярно­ го оптической оси одноосных кристаллов, у которой центр темного креста все время находится за пределами поля зрения. Такую фигу­

го явления и даны полезные советы по поводу использования попра­ вок на преломление.

близительная кривизна средней линии изогиры для нескольких значе­

Ф и г . 12-4. Кривизна средней линии изогиры фигуры разреза, перпендикулярно­ го оптической оси в зависимоé'fü от величины 2 V .

Угол т) приблизительно равен V.

В хорошо центрированных фигурах разрезов, перпендикулярных оптической оси, удается различать угол 2 V, очень близкий к 9 0 °,1

1 Хорошие примеры для иллюстрации соотношения между кривиз­ ной изогиры и величиной 2 V можно наблюдать в центрированных фи­ гурах разрезов, перпендикулярных оптической оси, зерен следующих минералов в шлифах и иммерсионных препаратах:

гемиморфит - около 4 6 ° .

поворачивая окуляр так, что линия креста нитей совмещается с изогирой в направлении СЗ - ЮВ. В этом случае будет заметна неболь­ шая искривленность изогиры. Такие наблюдения часто используются для определения обычного оливина,2 V которого составляет 8 5 ° и позволяет определить отрицательный знак минерала.

измерением расстояния между мелатопами на интерференционной фи­ гуре В , в которой изогиры не уходят из поля зрения. Этот спо­ соб носит^название метода Малляра и применим, конечно, лишь к

ределяется эмпирически для конкретных комбинаций объектива дан­

2 V .

залась относительно небольшой в точно центрированных фигурах при 2 V, изменяющемся от 20 до 6 0 °, но она быстро возрастает при значениях 2V менее 2 0 ° (фиг. 1 2 - 5 ) 1.2

Существуют и другие методы определения 2/ с использованием движения изогир. Если известны численная апертура объектива и

1 Воспроизведен также в таблицах Трёгера /1 1 6/ . Несколько

упрощенный график предложен В .П . Петровым.(Д .С. Белянкин, В.П.Петров_ Кристаллооптика, Госгеолиздат, 1 9 4 9 .)-Прим. ред.

2 В качестве примеров определения 2 V методом Малляра можно рекомендовать использование спайных обломков мусковита, гейландита, топаза, биотита, пренита, MgSO^ 7H2Q и NH4N03.

можно вычислить 21' исходя из угла поворота Камба /66/, рассмот­

рий, природных или искусственных.

В процессе определения показателей преломления удается наблюдать также другие диагностические свойства минералов.

Для измерения показателей преломления двуосного минерала им­ мерсионным методом необходимо найти зерно, в котором нужное на­ правление располагается в плоскости препарата. Затем следует ори­ ентировать его параллельно направлению колебания поляризатора с тем, чтобы искомый показатель преломления приобрел величину сво­ его главного конечного значения. В петрографических шлифах произ­ водится лишь приближенная оценка показателей преломления, однако процедура при этом в принципе остается той же.

Определение светопреломления в иммерсионных препаратах.1 На­ правления колебания света, которые надлежит использовать при оп­ ределении показателя преломления, можно идентифицировать и долж­ ным образом ориентировать, прибегая лишь к интерференционным фи­ гурам. Однако не следует приступать к поискам подходящих разре­

зов и их ориентировке, пока показатели преломления жидкости и ис­ следуемого минерала сильно различаются. Кроме того, часто нет необходимости совершенно точно идентифицировать интерференцион­ ную фигуру, и обычно достаточно лишь удостовериться, что она от­ носится к типу 2Р или специфической разновидности типа 1 Р . Т а ­ ким образом, усилия прежде всего должны быть направлены на оцен­ ки показателей преломления в зернах, а не на поиски разрезов с хорошими интерференционными фигурами. В настоящей книге упор делается прежде всего на статистические методы определения пока­ зателей преломления по совпадению /Ѵр, /Ѵт и N g со светопреломле­ нием жидкостей. В этих методах интерференционные фигуры исполь­ зуются лишь для подтверждения уже наметившейся ориентировки на­ правлений колебаний 1 .

Статистические методы определения показателей преломления.Для двуосных минералов так же, как и для одноосных, статистический подход обычно наиболее эффективен в определении показателей пре­ ломления с использованием серии иммерсионных жидкостей. В дву­ осных кристаллах подлежат определению три главных показателя пре­

вить, наблюдая зерна, не просветляющиеся или имеющие низкие цве­ та интерференции при вращении столика микроскопа, а следователь­ но, ориентированные примерно перпендикулярно оптической оси.

Допустим, что мы дошли до жидкости, приблизительно соответ­ ствующей по светопреломлению Nm, или по крайней мере установили, что показатель преломления жидкости находится между Д'р и Nm.Пос­ ле этого начинаем подбирать жидкости с целью определения какоголибо из этих двух крайних показателей. ‘ Для определения Ng соответ­ ственно следует готовить препараты с жидкостями большего свето­ преломления. Препараты просматриваются в косом освещении, и в них отыскиваются зерна, которые независимо от ориентировки име­ ют больший показатель преломления, чем жидкость (затенение ближ­ ней к экрану стороны или желтые каемки). Если такие зерна встре­ чены, то готовится новый препарат с жидкостью большего показате­ ля преломления, а старый отставляется в сторону с тем, чтобы при необходимости к нему можно было вернуться. Эта процедура повто­

1 Можно рекомендовать пользоваться одним удачно ориентирован­ ным зерном, выделенным из шлифа. Методика такой работы описана В .П . Петровым ( "Иммерсионный метод в применении к дробленым по­ родам," Госгеолиздат, 1 9 4 9 ) . _ Примред.

216 Глава 12

ряется до тех пор, пока мы не получим препарат, в котором пока­ затели преломления всех зерен независимо от их ориентировки не окажутся меньше, чем у жидкости. В таком препарате должны при­ сутствовать одно или несколько зерен, которые совпадут по свето­ преломлению (оранжево-красная каемка) с жидкостью в каком-либо положении при повороте столика микроскопа. Пока мы не добились такого совпадения, совершенно нецелесообразно вести наблюдения в скрещенных николях и исследовать фигуры интерференции. Однако

отыскав зерно, совпадающее по светопреломлению с жидкостью, нуж­ но включить анализатор и убедиться, находится ли это зерно в по­ ложении погасания. Если оно действительно окажется в состоянии погасания, то в нем определяется характер интерференционной фигу­ ры, которая может быть одной из характерных. Убедившись, что мы имеем дело именно с разрезом, перпендикулярным оптической нор­ мали, устанавливаем тем самым соответствие наблюдаемого направ­ ления колебания /Vg,точное определение которого подтверждается анализом интерференционной фигуры.

Подобным образом определяется и Nр, только в этом случае ис­ следуются зерна с меньшим показателем преломления, чем у жид­ кости в исходном препарате. Серия препаратов готовится до тех пор, пока в одном из них не обнаружатся зерна, совпадающие с жидко­ стью по светопреломлению в положениях погасания и в них не будет установлена соответствующая интерференционная фигура.

Обычно жидкости подбираются таким образом, чтобы захваты­ вать в вилку показатели преломления минерала. Этим достигается экономия времени, поскольку искомый результат быстрее получает­ ся при подходе с двух сторон.

Хорошо выраженная спайность может предотвращать или препят­ ствовать появлению в препаратах зерен с ориентировкой нужных на­ правлений колебания параллельно поверхности столика. В этом слу­ чае приходится ограничиться определением верхнего и нижнего пре­

светопреломлением жидкости, должны дават^> интерференционную фигуру типа сходящегося креста, т .е. какую-либо одну из двух фигур типа 2Р или S R I Р . При статистическом методе можно не идентифи­ цировать фигуру окончательно, а лишь установить ее симметрию. В любой из фигур типа 2 Р изогиры уходят из поля зрения в направле­

гира фиксирует след плоскости симметрии, не содержащей оптических осей. Которое из двух направлений колебания располагается перпен­ дикулярно плоскости симметрии, определить бывает легко. Из поло­ жения В - 3 поворачиваем изогиру направо на 4 5 ° , так что плос­ кость симметрии ориентируется в направлении С - 3 . После этого рас­ сматриваем зерна в ортоскопическом освещении и вводим компенса­ ционную пластинку. Если интерференционная окраска при этом повы­ шается, то в направлении С - В ориентировано Ng, а если она по­ нижается, то /Ѵр. Однако в процессе статистического определения светопреломления уже заранее становится известной ориентировка направлений колебаний.

Уточнение величины и подтверждение точности определения Nm .

В тех случаях, когда в иммерсионных препаратах много зерен с раз­ резами, перпендикулярными оптической оси, или по крайней мере когда спайность не мешает их присутствию, в таких зернах доволь­ но легко определить Nmf подобрав жидкость с совпадающим с этим минералом светопреломлением. Для того чтобы убедиться, что мы действительно определили точную величину Nm, следует получить ин­ терференционную фигуру исследованного зерна. Изогира в этом слу­ чае должна вращаться вокруг точки, совпадающей с центром креста нитей. Если же мелатопа описывает некоторую окружность вокруг центра креста нитей, то или необходимо подбирать другое, лучше ориентированное зерно, или примириться с некоторой неточностью определения величины Nm1.

В том же случйе, если в иммерсионном препарате отсутствуют зерна с разрезами, перпендикулярными оптической оси, следует при­ бегнуть к иной процедуре точного определения Nm. Помимо интерфе­ ренционной фигуры, перпендикулярной оптической оси, имеются дру­ гие фигуры, указывающие на вертикальную ориентировку плоскости оптических осей, а следовательно, на разрезы, в которых проявляет­ ся Nm. При расположении изогиры любой фигуры типа CR 1Р по ли­ нии восток - запад направление Nm будет ориентироваться меридио­

нально. Как в фигуре В осѵі-р > так и Ф^ТР® Втуп направление Nm рас­ полагается под углом 9 0 ° к плоскости оптических осей, которая в

позиции 45 ° фиксируется линией, соединяющей мелатопы, или направ­ лением, в котором удалились из поля зрения изогиры. Все интерфе­

1 Вряд ли следует определять все показатели преломления иммер­ сионным методом; достаточно определения одного или двух (-/Vg и/Ѵр). Nm гораздо легче получить, измеряя двупреломление. - Прим. ред.