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

Зная вычисленную величину /УОТ(легче проводить точное определение этого показателя преломления статистическим методом.

Влияние предпочтительной ориентировки спайных обломков . При хорошо выраженной спайности обломки минералов в иммерсионных препаратах могут ложиться с некоторой предпочтительной ориенти­ ровкой, при которой одно или несколько направлений колебания рас­ полагаются параллельно плоскости столика, и становится невозмож­ ным измерение обычными способами соответствующих показателей преломления. Это осложнение не очень важно, если стремятся толь­ ко определить минералы. При относительно слабо расцентрированных интерференционных фигурах можно определить наиболее близкие к ко­ нечным величинам промежуточные показатели преломления, а также по степени расцентрированности фигуры и цвупреломлению прикинуть вероятные конечные значения главных показателей преломления. При малом цвупреломлении абсолютная ошибка, обусловливаемая пред­ почтительной ориентировкой спайных обломков, будет меньше, чем при большом.

В спайных обломках кристаллов ромбической или моноклинной елнгонии параллельно поверхности столика обычно располагается одно или два главных направления колебания света. Если же одно или несколько главных направлений колебания располагаются непа­ раллельно поверхности спайности, то очень трудно найти благопри­ ятно ориентированные обломки. Это особенно трудно при пластинча­ той или стержнеподобной форме спайных обломков, которые возни­ кают, например, у слюд, хлоритов, амфиболов и пироксенов.

Простейший способ избежать предпочтительной ориентировки спайных обломков - использование в качестве закрепляющей среды желатина. Совершенно удается избежать предпочтительной ориенти­ ровки, используя игловой столик’ .1

1 По этому вопросу существует обширная литература, частично рассмотренная в гл. 1 4 . Применительно к данному случаю см. /98, 1 24 / .

и некоторые другие способы ’ .Считается, что обломки стекла, до­ бавленные в иммерсионный препарат, удерживают на ребрах пластин­ чатые частицы. Предлагалось получать срезы мягких кристаллов ос­ трой бритвой. Возможно использование в качестве вязкой монтиро­ вочной среды растворимого стекла. Для необходимой ориентировки волокнистых или игольчатых обломков могут быть полезны капил­ лярные трубочки. Кроме того, для переноса или ориентировки зерен можно прибегать к хозяйственному клею, вазелину или бальзаму, помещенным на конец зубочистки или проволочки. Некоторые исследо­ ватели пользуются в этих целях долотивидными приспособлениями или капельницей. Слабое надавливание на один конец покровного стек­ ла обычно нарушает возникшую предпочтительную ориентировку об­ ломков почти любой формы, кроме пластинчатых. Обломки очень под­ вижны в препаратах, приготовленных с избытком иммерсионной жид­ кости.

В спайных обломках многих моноклинных минералов в иммер­ сионных препаратах не наблюдается выходов главных показателей преломления. Частные показатели преломления, определяемые в та­ ких спайных обломках для некоторых минералов, известны, и их мож­ но использовать для определения. Особенно они полезны для опреде­ ления состава плагиоклазов, для которых построены диаграммы за­

Приближенная оценка светопреломления в шлифах . Приближенная оценка показателей преломления двуосных минералов так же, как и одноосных, производится в шлифах сопоставлением светопреломления испытуемого минерала и прилегающих к нему зерен известных мине­ ралов или закрепляющей среды. Главные показатели преломления мож­ но оценивать лишь в разрезах, перпендикулярных одной или несколь­ ким плоскостям симметрии индикатрисы. Обычно же такие сопостав­ ления производятся по частным показателям преломления исследуе­ мого минерала. Цель приближенной оценки светопреломления в шлифе заключается, как правило, в том, чтобы исключить из рассмотрения один или несколько минералов с близкими оптическими свойствами.

Некоторые бесцветные минералы, похожие по внешнему виду, в шлифе можно различать по поведению плоскости Бекке на стыках их с кварцем, плагиоклазом или канадским бальзамом. Так, напри­

мер, несдвойникованный кордиерит, весьма похожий на кварц, легко отличается от последнего по большему среднему показателю прелом­ ления. Для калишпата характерен низкий рельеф и слабый розоватый оттенок в контакте с зернами альбита и кварца.1

1 Такие способы описаны, например, Колкинсом /13/, Ларсеном и Берманом /74/, Линдбергом /75/ и А . Винчеллом /126/.

ДИСПЕРСИЯ

Явление дисперсии очень интересно для кристаллографического изучения минералов, но это выходит за пределы рядовой практики определения минералов. В некоторых случаях удается установить связь между некоторыми типами дисперсии и симметрией кристаллов. Практически хорошо распознается лишь дисперсия ромбических ми­ нералов, обусловливающая появление слабо окрашенных каемок и зо - гир близ мелатоп. По таким каемкам устанавливают, какая, красная или синяя, изогира располагается ближе к биссектрисе, и сравнива­ ют полученный результат с данными справочника по минералам, при­ сутствие которых подозревается в данном случае 1. Такого типа дис­ персия проявляется у большинства двуосных кристаллов, но легко различима она лишь у немногих минералов и еше у меньшего их числа проявляется резко. В связи с этим четко различимая диспер­ сия, как правило, позволяет почти однозначно определить минерал.

Дисперсия видна лучше в толстых зернах, в связи с чем ее лучше наблюдать в иммерсионных препаратах, чем в шлифах. Силь­ нее проявляется она и тогда, когда используется дневной свет с бо­ лее интенсивным голубым компонентом, чем лампы накаливания.

Дисперсия обусловливает неполное погасание или появление ок­ раски зерен в положении погасания. Это связано с тем, что крас­ ный и синий свет проходят сквозь кристалл по разным траекториям или колеблются в разных направлениях.

Дисперсия показателей преломления . Все показатели прелом­ ления двуосных минералов уменьшаются по мере увеличения дли­ ны волны света. Определение дисперсии этого типа возможно лишь с использованием монохроматического света.

Величина дисперсии показателей преломления в разных ми­ нералах различна. В качестве примера минерала с резкой дис­ персией можно упомянуть сфен, тогда как, например, для натро­ лита /127/ характерна слабая дисперсия:

(слабая)

Д исперсия у гл а оптических осей . Это свойство носит также на­ звание дисперсии оптических осей . Оно проявляется преимуществен-1

1Цветная изогира свидетельствует о наличии у минерала диспер­ сии угла оптических осей. Методы ее изучения и особенности даны далее. - Прим. ред.

222 Глава 12

но у ромбических минералов, но иногда наблюдается и в кристаллах других сингоний. Не всегда можно отличить относительно простую дисперсию оптических осей ромбических кристаллов от более слож­ ного проявления этого свойства в минералах с более низкой симмет­ рией. В связи с этим проявления дисперсии оптических осей в спра­ вочниках часто характеризуются упрощенно, как будто она наблюда­ ется в ромбическом кристалле, хотя в действительности этот крис­ талл относится к другой сингонии.

Дисперсия угла оптических осей обусловлена дисперсией показа­ телей преломления. Из уравнения (1 0 -2 ) можно видеть, что величи­ на угла оптических осей, как правило, различна для света разных длин волн. Она может сохранять постоянство лишь в том случае, если все показатели преломления изменяются с изменением длины

Ларсен и Берман /74/ указывают, что значительная дисперсия угла оптических осей проявляется у минералов, в состав которых входят U, S Ь, Р, V, Fe, Mn или Ті.

Ф и г . 12-6. Дисперсия угла оптических осей.

Цветные каемки в интерференционных фигурах В остр в положении поворота на 45°. а —г >ѵ; б —г < ѵ. R и В —соответственно положения красной

и синей каемок.

Дисперсия угла оптических осей обусловливает появление цвет­ ных каемок у изогир вблизи мелатоп на фигуре в разрезе,перпенди­ кулярном В 0СТр.Как показано на фиг. 1 2 - 6 , этот эффект проявляет­ ся симметрично по отношению к линии, нормальной к следу плоскос­ ти оптических осей. Угол оптических осей для синего света может быть или больше, или меньше, чем для красного (фиг. 1 2 - 7 ) .

Относительное расположение цветных каемок прямо противопо­ ложно положению мелатоп для света различной окраски, так как си­ няя каемка фиксирует положения погасания для красного света и на-

Ф и г . 12-7. Объяснение дисперсии угла оптических осей.

Плоскости оптических осей двух индикатрис для красного и синею света (внизу) и состветствующие интерференционные фигуры (вверху).

вытекает следующее правило относительно эффектов, возникающих на вогнутой стороне изогиры:

если на вогнутой стороне изогиры возникает красная каемка,

то г < V ;

если на вогнутой стороне изогиры возникает синяя каемка,

то г > V.

Когда фигура интерференции соответствует положению слившего­ ся креста, проявляются лишь цветные каемки, обусловленные диспер­

224 Глава 12

ная, очень сильная и чрезвычайно сильная. Эти определения отража­ ют легкость, с которой удается наблюдать на интерференционной фи­ гуре разреза, перпендикулярного к В 0СТр ,с использованием белого света разную величину 2V для различного света. Численные значе­ ния, эквивалентные вышеуказанным градациям величины дисперсии угла оптических осей, не предлагались.

В табл. 1 2 -2 отражены соотношения величины дисперсии угла оптических осей и ширины и четкости каемок на интерференционной. фигуре разреза, перпендикулярного В0СТр в положении 4 5 ° . Для ха­ рактеристики интенсивности дисперсии применяются также сами со­ бой понятные определения - "заметная"'и "различимая" 1-21.

В ромбических кристаллах, в которых высокая симметрия исклю­ чает дисперсию ориентировки индикатрисы, цветные каемки обуслов­ лены лишь дисперсией утла оптических осей. Поскольку в этом слу­ чае отсутствует дополнительный фактор, влияющий на цветные каем­ ки, дисперсию оптических осей можно определять по фигуре разреза, перпендикулярного оптической оси (фиг. 1 2 - 8 ) . Если же сингония минерала неизвестна, то интерпретация цветной каемки по одной изогире может быть ошибочной, поскольку здесь могут играть роль разные типы дисперсии. При наличии в фигуре В0СТр двух изогир дисперсию оптических осей иногда можно установить также и у мо­ ноклинных и триклинных кристаллов.

Дисперсия ориентировки индикатрисы, у кристаллов моноклинной и триклинной сингоний положение индикатрисы и, следовательно, изо­ бражаемых ею направлений колебаний по отношению к кристаллогра­ фическим осям может быть различным для света с разной длиной волны. Это явление носит название дисперсии индикатрисы. Направ­ ления колебания, совпадающие с кристаллографическими осями, у с ­ тойчиво сохраняют свою позицию для света всех длин волн, и, сле­ довательно, у них не проявляется дисперсия. В связи с этим в ром­ бических кристаллах дисперсия направлений колебания вообще не проявляется (если исключить перекрещенную дисперсию плоскости

1 Цветные каемки становятся четче у интерференционных фигур, полученных от более толстых зерен. Это осложняет количественную оценку дисперсии угла оптических осей. Зависимость интенсивности

> у от толщины хорошо можно наблюдать на серии пластинок м ус­ ковита разной толщины.

2 Примечание автора не очень, точное. Мерой дисперсии являет­ ся различие углов оптических^осейсАета для разной окраски. Это довольно хорошая константа минерала, и она не зависит от толщи­ ны кристалла. На толстых препаратах цветные каемки видны лучше в силу того, что изогиры близ мелатоп в толстых кристаллах тонь­ ше и поэтому видны даже небольшие их сдвиги. - Прим. ред.

226 Глава 12

оптических осей1). В кристаллах моноклинной сингонии проявляется дисперсия всех направлений колебания, кроме единственного, совпа­ дающего с осью Ь, а у триклинных минералов диспергируют все три главных направления колебаний.

Моноклинные кристаллы. Как показано на фиг. 1 2 - 9 , в моноклин­ ных кристаллах может быть три вида дисперсии направлений колеба­ ний, но проявляется только один из них. Дисперсия всегда совмеща­

полагаться любая из трех плоскостей симметрии индикатрисы. Тип дисперсии называют по положению оптических осей для света разной окраски, что в свою очередь зависит от того, какая плоскость сим­

ла, не меняет своего положения/. Таким образом, различаются сле­

тические оси для разных цветов света диспергируют в единой плос­ кости оптических осей (фиг. 1 2 -9 , а ) . При горизонтальной и пере­ крещенной дисперсии для разных цветов меняется самое положение плоскости оптических осей. Все вероятные положения плоскости оп­ тических осей пересекаются по оси Ь кристалла. В зависимости

t Перекрещенная дисперсия плоскости оптических осей заключает­ ся в том, что для света одной длины волны эта плоскость совпада­ ет с одной кристаллографической плоскостью, а для иного света - с другой такой плоскостью под прямым углом к первой. В таких

,случаях фигуры В 0СТр при наблюдении с белым светом имеют совер­ шенно аномальный вид. Такой тип дисперсии проявляется редко, но характерен, например, для брукита Т і 0 2.

Г о р и зо н т а л ь н а я д и сп е р си я

Фиг . 12-10. Цветные каемки дисперсии в фигурах Востр моноклинных

ний колебаний в моноклинных кристаллах можно различить на интер­ ференционных фигурах В 0СТр по положению и симметрии цветных кае­ мок. В фигурах интерференции этого вида плоскость симметрии цвет­ ных каемок совпадает со следом плоскости оптических осей при на­ клонной дисперсии и ориентирована перпендикулярно к ней при гори­ зонтальной дисперсии. В фигурах с перекрещенной дисперсией у цвет­ ных каемок отсутствует плоскость симметрии и имеется лишь центр симметрии. При горизонтальной и перекрещенной дисперсиях цветные каемки иногда наблюдаются и в положении скрещивания, так же как и при повороте на 4 5 ° . При любом угле поворота цветные каемки отражают разное положение мелатоп и изогир для красного и синего