При двух скрещенных николях в параллельном свете

Цель и содержание. Освоение методики и приобретение практических навыков микроскопического определения минералов горных пород при скрещенных николях в параллельном свете. В указаниях приводятся теоретические сведения и дается методика работы при двух николях в параллельном свете.

Теоретическое обоснование. При двух николях определяется: сила двойного лучепреломления; угол погасания и оптическая ориентировка минерала (наименование осей оптической индикатрисы); состав плагиоклазов.

1. Сила двойного лучепреломления минералов. Луч света, проходящий через пластинку анизотропного минерала (кристаллы средних и низших сингоний), разлагается на два луча с разными показателями преломления, распространяющимися с различными скоростями, и колеблющимися во взаимно-перпендикулярных плоскостях. Это явление получило название двойного лучепреломления.

Силой двойного лучепреломления (D) называется величина, показывающая насколько показатель преломления одного луча отличается от показателя преломления другого:

D= n ₁- n₂, (1)

где n ₁ и n₂ - величины показателей преломления.

Сила двойного лучепреломления - величина переменная. Она изменяется от 0, когда луч направлен по оптической оси кристалла, до какого-то максимума, когда луч направлен перпендикулярно к оптической оси (в одноосных кристаллах) или к плоскости оптических осей (в двуосных кристаллах). За истинную величину силы двойного лучепреломления (ведь только она может использоваться для определения минерала) принимают ее максимальное значение:

D = n_g - n_p, (2)

где n_g - наибольший по величине показатель преломления данного минерала, а n_p - наименьший.

Определение силы двойного лучепреломления минералов основано на изучении явления интерференции световых волн, проходящих через кристалл в шлифе.

Луч света, входя в кристалл, раздваивается и каждая из образовавшихся световых волн распространяется в кристалле со своей скоростью. В результате один луч обгоняет другой, и между ними возникает разность хода (R). Величина разности хода измеряется в миллимикронах и прямо пропорциональна длине пути, пройденного в анизотропной среде, то есть толщине кристаллической пластинки - (толщина шлифа) и силе двойного лучепреломления данного кристалла - D:

R = d D = d(n_g - n_p) (3)

Наличие определенной разности хода при прохождении лучей света через анализатор обусловливает их интерференцию, вследствие чего зерна минералов при изучении их под микроскопом в белом свете приобретают интерференционные окраски. При этом каждому значению разности хода соответствует своя интерференционная окраска. Следовательно, по характеру интерференционной окраски можно определить разность хода - R, которая, в свою очередь, связана с искомой уже известной зависимостью (3). В конечном итоге, определение силы двойного лучепреломления минерала сводится к определению интерференционной окраски.

При определении силы двойного лучепреломления минералов пользуются таблицей Мишель-Леви, которая является графическим выражением зависимости (3).

По горизонтальной оси этой таблицы нанесены величины разности хода (в миллимикронах) с соответствующей им интерференционной окраской (в виде вертикальных полосок соответствующих цветов) (рис. 3.1).

При увеличении R цвета периодически повторяются. Это позволяет разбить их на порядки.

В первый порядок входят цвета: серый, белый, желтый, оранжевый и красный, постепенно переходящие друг в друга. Второй и третий порядки начинаются с фиолетового цвета, далее следуют синий, зеленый, желтый, оранжевый и красный.

В первом порядке имеются отсутствующие в других порядках серый и белый цвета, но нет синего и зеленого. В первом и втором порядках оттенки цветов выражены наиболее резко. Дальше окраски постепенно бледнеют, и при очень больших разностях хода они сливаются и образуют интерференционную окраску высшего порядка.

По вертикальной оси таблицы отложена толщина шлифов (в сотых и тысячных долях мм). Из нижнего левого угла таблицы веерообразно вверх и вправо расходятся прямые линии, на концах которых указаны значения силы двойного лучепреломления.

Для практического определения силы двойного лучепреломления необходимо под микроскопом найти наивысшую интерференционную окраску минерала и точку пересечения ее на таблице Мишель-Леви с горизонтальной линией, соответствующей стандартной толщине шлифа = 0,03 мм. Через эту точку проходит одна из веерообразно расходящихся линий, на верхнем конце которой и указана искомая величина = n_g - n_p.

Рисунок 3.1 - Номограмма Мишель-Леви

При изучении интерференционной окраски минерала необходимо определить ее порядок. Для этого пользуются так называемым правилом каемок и методом компенсации.