Experimento 1: Microscopio polarizador y observación al microscopio

(1) Comprender la estructura, instalación, depuración y uso de microscopios polarizadores.

(2) Comprender los contenidos principales de la observación de secciones delgadas de roca con un microscopio polarizador.

2. Contenido experimental

(1) Estructura, instalación, depuración y uso del microscopio polarizador

1 Conozca el nombre de cada parte del microscopio y. la ubicación de la instalación (Figura 13-1).

Figura 13-1 Microscopio polarizador Olympus BHSP

2. Cómo cargar y descargar la lente

(1) Manejar el ocular. Inserte el ocular seleccionado en el extremo superior del tubo de modo que la mira esté orientada al este, oeste, norte y sur.

(2) Montar y desmontar la lente del objetivo. Los diferentes modelos de microscopios polarizadores tienen diferentes métodos de instalación de lentes objetivo. Al cargar y descargar, la lente se puede empujar hacia adentro (atornillar) o sacar (desatornillar), pero tenga en cuenta que la lente del objetivo debe atornillarse hasta la parte inferior y sujetarse para evitar que se caiga.

Ajustar la iluminación

(1) Instale una lente objetivo de aumento bajo o medio, inserte el ocular, abra la apertura de bloqueo y empuje suavemente hacia afuera el polarizador superior y la lente color burdeos. Baje o saque el condensador.

(2) Baje el tubo de la lente a una posición adecuada (aproximadamente a 0,5 cm del escenario).

(3) Gire el reflector hasta que el área de visualización sea más brillante y la luz más uniforme, o mueva el botón de nivel de brillo para ajustarlo al brillo apropiado.

La fuente de luz puede ser luz o luz natural (pero no apuntes el reflector hacia el sol, ni uses luz fuerte para evitar lastimar los ojos o dañar el polarizador).

Ajuste el enfoque

(1) Una vez completadas las operaciones anteriores, coloque la placa delgada en el escenario (nota: el cubreobjetos debe estar hacia arriba) y sujétela con una primavera.

(2) Observe la lente del objetivo desde un lado, luego gire el tornillo grueso para bajar el cilindro de la lente a la posición más baja (nota: la lente del objetivo está cerca del papel, pero no lo toque) .

(3) Observe a través del ocular y gire el tornillo grueso al mismo tiempo para elevar el cilindro de la lente (el movimiento no debe ser demasiado rápido) hasta que el objeto en el corte sea claramente visible. Si la imagen del objeto no es clara, utilice los tornillos de ajuste fino para ajustar hasta que la imagen sea más clara.

(4) Cuando cambie a un objetivo de gran aumento, utilice el mismo método para ajustar la distancia focal, pero debe tener especial cuidado en este momento, porque la longitud focal del objetivo de gran aumento La lente es muy corta y está casi en contacto con la película. Si no tiene cuidado, puede aplastar la película y dañar la lente.

5. Centro de calibración

(1) Primero, verifique si la posición de la lente del objetivo está instalada correctamente. Si la lente del objetivo no está instalada en su lugar, el centro no se podrá calibrar y los tornillos de calibración y la lente podrían dañarse fácilmente.

(2) Seleccione una pequeña partícula mineral A del corte, muévala al centro o de la mira, gire la mesa del animal 360 grados y descubra su trayectoria de movimiento cuando está más lejos de el centro Deja de girar.

(3) Ajuste el tornillo de corrección de la lente objetivo (o platina) de modo que la partícula A se mueva en la dirección ao hasta una posición alrededor de αo.

(4) Mueva la hoja y luego mueva la partícula mineral A al centro o del área de visualización, a la mesa de animales. En este momento, si el punto A todavía está descentrado. Repita el método de operación anterior hasta que el punto A no abandone el centro del círculo y gire en su lugar.

6. Comprueba la dirección del polarizador.

Un microscopio polarizador es un microscopio equipado con un polarizador. El polarizador instalado debajo de la platina del microscopio o en el iluminador vertical se llama polarizador inferior o polarizador frontal, y el polarizador instalado entre la lente objetivo y el ocular se llama polarizador superior o espejo analítico. Si el polarizador inferior se utiliza solo, se denomina polarización simple. Si los polarizadores superior e inferior se utilizan al mismo tiempo y las direcciones de vibración son perpendiculares, se denomina polarización ortogonal. En la polarización ortogonal, si se añade un condensador y una lente Bourgeois se denomina conolight.

Determinación de la dirección de vibración del polarizador en (1). Seleccione una sección de roca con líneas de división de biotita, mueva la biotita al centro del área de visualización y, bajo un único polarizador, gire la etapa animal hasta que la biotita se oscurezca. En este momento, la dirección de la línea de escisión de la biotita es la dirección de vibración del polarizador inferior (dependiendo del microscopio, debe ser este-oeste o norte-sur).

(2) Compruebe si las polarizaciones superior e inferior son ortogonales. Una vez determinada la dirección de vibración del polarizador inferior, retire la lámina y empuje el polarizador superior hacia adentro. En este momento, si el campo de visión está completamente oscuro, significa que las direcciones de vibración de los polarizadores superior e inferior son completamente ortogonales, si no está completamente negro, se debe ajustar la posición del polarizador superior (o inferior) hasta; es completamente negro.

(2) Utilice un microscopio polarizador para observar el contenido de los trozos de roca.

Las rodajas finas de roca se hacen utilizando un micrótomo para cortar muestras de roca o minerales transparentes en rodajas finas de espesor apropiado y un área de aproximadamente 2 cm × 2 cm. Se muele un lado en el micrótomo con esmeril y. otros materiales abrasivos y se unen con goma, etc. El agente se adhiere al vidrio portador; luego se pule el otro lado hasta un espesor de aproximadamente 0,03 mm y luego se usa pegamento para fijar el cubreobjetos. En secciones delgadas de roca de espesor estándar, se pueden observar las propiedades ópticas de varios minerales transparentes y se pueden medir sus parámetros ópticos.

La identificación de las propiedades ópticas de minerales transparentes bajo un microscopio polarizador se realiza principalmente a través de tres sistemas: polarización simple, polarización ortogonal y sistemas conoscópicos. Bajo un solo polarizador se observan principalmente protuberancias, forma de cristal, color, pleocroísmo, absorción y escisión de minerales. En los polarizadores cruzados observamos principalmente el color de interferencia más alto, el tipo de extinción, el ángulo de extinción, el signo de ductilidad, los gemelos, etc.

Con un microscopio óptico cónico se miden principalmente la coaxialidad, las propiedades ópticas y el ángulo del eje óptico de minerales heterogéneos. Estas propiedades ópticas y parámetros ópticos de minerales transparentes son el contenido principal para describir la identificación de minerales y secciones delgadas de rocas.

1. Principales contenidos de la observación bajo sistema de polarización única

(1) El índice de refracción y la protrusión de los minerales. El índice de refracción es la constante óptica más básica e importante de los minerales transparentes. Sin embargo, el valor del índice de refracción de cada mineral no se puede medir directamente con secciones delgadas y solo se puede identificar inicialmente con la ayuda de protuberancias intuitivas. El grado de prominencia de un mineral depende de la diferencia entre el índice de refracción del propio mineral y el índice de refracción de la goma (el índice de refracción de la goma canadiense es 1,54). Durante mucho tiempo, la gente se ha acostumbrado a clasificar las protuberancias en 6 a 7 niveles para una fácil identificación (Tabla 13-1). La protuberancia negativa en la tabla significa N mineral < N árbol; la protrusión positiva significa N mineral > N árbol (N mineral es el índice de refracción del mineral, N árbol es el índice de refracción de la goma).

Tabla 13-1 Grado de prominencia e índice de refracción de los minerales

En cortes de roca, cuando el índice de refracción de un mineral es mucho mayor que el de la goma, los bordes del mineral pueden Se ve claramente una superficie más oscura y rugosa que sobresale hacia arriba. Al mismo tiempo, se puede ver una línea fina y brillante (línea de Beck) en el contacto del mineral y la encía. Cuando se levanta el tubo de la lente, la línea de Beck se mueve hacia el interior del mineral; cuando se baja el tubo de la lente, la línea de Beck se mueve hacia las encías. La línea de Baker también se puede ver en el punto de contacto entre dos minerales con diferentes índices de refracción. Cuando se levanta el tubo de la lente, la línea de Beck se mueve hacia el mineral con un índice de refracción alto hacia abajo a lo largo del tubo de la lente, la línea de Baker se mueve hacia abajo. el mineral con baja emisividad. Según la ley del movimiento de las líneas de Becker se pueden determinar las protuberancias positivas y negativas de los minerales. Intente determinar el índice de refracción de minerales como granate, olivino, anfíbol, anfíbol, ortoclasa y fluorita basándose en el movimiento de las líneas de Beck.

(2) Forma cristalina de los minerales. La forma del mineral que se ve en la sección delgada no es su forma cristalina completa, sino el contorno de una sección del mineral, por lo tanto, para juzgar la forma cristalina de un mineral, se deben observar y considerar todas las secciones del mineral de manera integral; Por ejemplo, el anfíbol suele tener un contorno rectangular, pero también se puede considerar que tiene un contorno casi hexagonal o en forma de rombo. Una vez sintetizado el anfíbol, se puede considerar que es una columna larga; como otro ejemplo, el feldespato se encuentra a menudo en contornos casi cuadrados y rectangulares y se puede considerar que tiene forma de placa.

(3) Escisión y escisión de minerales. La escisión de minerales en secciones delgadas aparece como finas suturas dispuestas paralelas a una determinada dirección cristalográfica, es decir, suturas de escisión. La escisión (o división, grieta) es una línea de sutura que se rompe a lo largo de los planos gemelos o se distribuye a lo largo de finas inclusiones. Por lo general, no son tan rectas como las grietas de los huevos y, en su mayoría, son curvas con una direccionalidad poco clara.

Los diferentes minerales tienen diferentes grados de desarrollo de escisión. Por ejemplo, los minerales de mica tienen una escisión extremadamente perfecta, que se caracteriza por uniones de escisión finas y espaciamientos uniformes, a menudo con líneas rectas continuas que atraviesan todo el cristal; la hornblenda, el piroxeno y el feldespato tienen una escisión completa (o moderada), que se muestra como Las uniones de escisión son claras pero escasas, no penetran completamente el cristal y son intermitentes, mientras que el olivino tiene una escisión perfecta, mostrando uniones de escisión escasas y escisión intermitente, y a veces solo se ven rastros de escisión. Por el contrario, las grietas del olivino están bien desarrolladas, lo que indica que no hay líneas desiguales en una determinada dirección. El granate y el granate son minerales que no se desdoblan y este último es más propenso a agrietarse.

La claridad de la escisión del mineral también está relacionada con la dirección de la sección. Las costuras de escote son más delgadas y claras cuando las rodajas de mineral son perpendiculares al plano de escote. Si el cilindro de la lente se eleva ligeramente, la hendidura no se moverá de lado a lado.

(4) Color de los minerales. Se refiere al color de la luz blanca (compuesta por siete colores de luz) transmitida a través del cristal bajo un solo polarizador. Es un color de luz mezclado de ciertos colores que no es absorbido por el cristal. Si todos los colores de la luz son absorbidos por un mineral en cantidades iguales y permanecen blancos después de pasar a través de él, el mineral no muestra color y se llama mineral incoloro. Además, el color también está relacionado con otras propiedades de los minerales, como el tipo de iones pigmentarios, el precio de la electricidad, etc. Por ejemplo, mn3++ suele ser rojo y cr3++ es mayoritariamente verde.

(5) Pleocroísmo y adsorción de minerales. Para perfiles de eje óptico no vertical (plano de eje óptico) de minerales corporales no isotrópicos, si el color cambia cuando se gira el escenario animal, se llama policromático; si ve un cambio en la profundidad del color, esto se llama poder de absorción.

Por ejemplo, cuando la línea de escisión de la biotita es paralela a la dirección de vibración de la luz de menor polarización, el color es el más oscuro, marrón oscuro cuando es perpendicular a la dirección de vibración de la luz de menor polarización, el color; es el marrón amarillento claro más claro. Cuando se inclina la dirección de vibración de polarización, el color está entre el más oscuro y el más claro; Esto indica que la biotita es altamente pleocroica y absorbente.

2. Contenido principal de las observaciones bajo sistemas de polarización ortogonal

Debido a la isotropía de los minerales isotrópicos, cualquier sección transversal del mismo se extingue por completo entre polarizaciones ortogonales (sin cambios en la rotación). disco), por lo que los minerales isotrópicos se observan principalmente en sistemas de polarización simple. Para minerales no isotrópicos, además de un único sistema de luz polarizada, también es necesario observar bajo un sistema de luz polarizada ortogonal o incluso un sistema conoscópico para distinguir minerales similares. Bajo el sistema de polarización ortogonal, las principales observaciones de los minerales no isotrópicos son las siguientes:

(1) Tipo de extinción. El tipo de extinción se refiere a la relación entre la costura de escisión (costura doble) o el contorno del cristal y la cruz del ocular (que representa la dirección de vibración de la polarización hacia arriba y hacia abajo) cuando los minerales en forma de placa y columna están en la posición de extinción. Generalmente, cuando un mineral está en posición de extinción, si la escisión (gemela) o el contorno del cristal es paralela a una de las líneas cruzadas, se llama extinción paralela, si los dos conjuntos de escisión o contornos del cristal bisecan las líneas cruzadas; se llama extinción simétrica si la solución Si la estructura o sección transversal del cristal cruza oblicuamente una de las líneas transversales, se llama extinción oblicua.

(2) Ángulo de extinción. Para minerales de extinción oblicua, se debe determinar el ángulo de extinción, es decir, el ángulo entre la escisión o contorno cristalino de estos minerales y una de las líneas cruzadas (que representan las direcciones de vibración de polarización hacia arriba y hacia abajo).

(3) Color de interferencia. Se refiere al corte de un cuerpo no isotrópico perpendicular al eje óptico o al plano del eje óptico. En la polarización ortogonal, cuando siete colores de luz blanca de diferentes longitudes de onda pasan a través de cristales minerales, la luz blanca interfiere con los colores. Al irradiar con luz blanca, inserte lentamente una cuña de cuarzo (pulida en forma de cuña de delgada a gruesa a lo largo del eje óptico) en el orificio de la placa de prueba. Puede ver que el color de interferencia cambia regularmente de bajo a alto, con cuatro. que aparecen en sucesión Nivel: Colores de interferencia de Nivel I: gris oscuro-gris-amarillo blanco-amarillo brillante-naranja-púrpura; colores de interferencia de Nivel III: azul-verde-amarillo-verde-amarillo-naranja-púrpura; verde-azul-verde-verde Amarillo rosa escarlata; colores de interferencia de nivel IV: púrpura gris-gris azul-verde claro-blanco de alta calidad.

3. Medición de ciertos datos ópticos bajo el sistema conoscópico

En la identificación de secciones delgadas de roca, generalmente no es necesario utilizar un sistema conoscópico. Si necesita medir la coaxialidad, las propiedades ópticas o el ángulo del eje óptico (2V) de un mineral, puede elegir una sección adecuada y medirla bajo luz conolight. En los conos de luz, la coaxialidad, las propiedades ópticas y los ángulos del eje óptico de los cristales minerales a menudo se miden mediante patrones de interferencia.

Un patrón de interferencia es un patrón formado por bandas de interferencia presentadas por minerales no homogéneos bajo un cono de luz. La forma del patrón de interferencia varía según las propiedades ópticas del cristal mineral y la dirección de corte. El patrón de interferencia de una rebanada de cristal uniaxial perpendicular al eje óptico consta de una cruz negra y varios anillos concéntricos de color de interferencia. El patrón de interferencia de la bisectriz vertical de ángulo agudo de un cristal biaxial consta de una cruz negra y varios anillos de color de interferencia en forma de ∞.

(1) Determinar la coaxialidad. Cuando se gira la mesa, la cruz negra en el patrón de interferencia de una sección perpendicular al eje óptico del cristal axial permanece sin cambios. El punto de intersección de la cruz negra en el diagrama de interferencia de la sección transversal del eje óptico oblicuo (ligeramente oblicuo) de un cristal uniaxial se mueve alrededor del centro del área de visualización cuando el ángulo entre la dirección del eje óptico y la normal de la hoja es grande; , el punto de rocío del eje óptico (el punto de intersección de la cruz negra) cae fuera del campo de visión, dentro del campo de visión sólo son visibles una banda negra y algunos círculos de colores de interferencia. Cuando se gira el escenario, el cinturón negro se mueve paralelo a la izquierda, derecha, arriba y abajo.

Cuando se gira la platina, las cruces negras y algunos anillos de color de interferencia en forma de ∞ en el patrón de interferencia del cristal biaxial perpendicular al eje óptico también permanecen sin cambios. El patrón de interferencia de la sección del eje óptico oblicuo (ligeramente oblicuo) de un cristal biaxial consta de un brazo negro y un anillo de color elíptico. El eje óptico no pasa por la mira y el escenario se gira de modo que los brazos negros queden rectos y doblados.

(2) Determinación de símbolos ópticos. Al determinar el símbolo óptico de un cristal uniaxial, primero determine los cuadrantes y las orientaciones de N'E y No. Según el principio de los minerales cristalinos uniaxiales, NE > NO es positivo y NE

Al medir el símbolo óptico de un cristal biaxial, primero debe averiguar la orientación del elemento índice óptico en el patrón de interferencia (el área cóncava donde se dobla el brazo negro se llama área obtusa, y el área convexa se llama área aguda). Inserte el panel de prueba de yeso en la posición de 45° y observe los cambios en el color de interferencia (Gris I) en ambos lados del brazo negro curvado. Por ejemplo, el área del ángulo agudo se vuelve amarilla (. disminuye), el área del ángulo obtuso se vuelve azul (aumenta) y el mineral es positivo.

(3) Estime visualmente el ángulo del eje óptico (2V) en el patrón de interferencia de la sección transversal de un cristal biaxial perpendicular al eje óptico. En el patrón de interferencia del corte perpendicular al eje óptico, cuando el plano del eje óptico forma un ángulo de 45° con la dirección de vibración de los polarizadores superior e inferior, el grado de curvatura de la banda negra es inversamente proporcional al ángulo de el eje óptico. Cuanto mayor sea el ángulo del eje óptico, más recta será la banda negra. Cuando 2v = 90, el cinturón negro es recto; cuando 2v = 0, el cinturón negro está curvado a 90°; cuando 2V está entre 0-90°, la curvatura del cinturón negro está entre 90° y un cinturón recto. En base a esto, se puede estimar el tamaño del ángulo del eje óptico (2V).