Come appaiono i minerali al microscopio: proprietà ottiche e morfologiche

Abito dei Minerali al Microscopio

• Abito (quanto ben definita e' la sua forma):
• i. Euedrale - bordi e forma ben definiti
• ii. Anedrale - bordi arrotondati e una forma non ben definita
• iii. Subedrale - una via di mezzo tra anedrale e subedrale

Abito - Eudrale, Anedrale, Subedrale Pirite FeS2, Sistema cristallino: cubico Euedrale Subedrale, AnedraleEudrale, Anedrale, Subedrale Granati euedrali in matrice di muscovite + grafite Sistema cristallino: cubico Plagioclasio euedrale in riolite Sistema cristallino: triclinoEudrale, Anedrale, Subedrale Plagioclasio 10 20 30 40 50 60 70 180 90 100 Subedrale Anedrale

Sfaldatura dei Minerali

Sfaldatura: La tendenza dei minerali a dividersi parallelamente ai piani cristallografici (e.g. mica e grafite). La direzione cristallografica e' espressa dagli indici di Miller che descrivono la forma a cui la sfaldatura e' parallela che puo' essere cubica {001}, ottaedrica {111}, romboedrica {10-11}, prismatica {110}, pinacoidale {001}.

Esempi di Sfaldatura

Sfaldatura - esempi Piu' facile da visualizzare con luce polarizzata (PPL), meno a Nicol Incrociati (XPL). Esempi:

• Senza sfaldatura: quarzo, olivina
• Sfaldatura - 1 direzione: mica
• Sfaldatura - 2 direzioni: pirosseni, anfiboli

1 SECTION IN PLAN

• 1 . 2 cleavages intersecting at ~90° pyroxene

• 120° 60º 2 cleavages intersecting at 60°/120°: amphibole

• random fractures, no cleavage: olivine

Rilievo dei Minerali

Rilievo: Il rilievo è il modo di apparire di un minerale quando è immerso in una matrice fatta di altri minerali. Se questo minerale ha un indice di rifrazione diverso rispetto agli altri minerali, esso apparirà più in alto o più in basso rispetto agli altri minerali. Se il rilievo è positivo o alzato, l'indice di rifrazione è più alto rispetto a quelli degli altri minerali e viceversa. Ciò avviene perché sarà difficile mettere entrambi a fuoco due minerali che hanno indici di rifrazione diversi.

Rilievo

• In genere, i bordi dei grani non sono mai verticali e le superfici delle sezioni sottili presentano irregolarità riempite di colla.
• Se la differenza di RI tra materiali adiacenti è significativa, ne risulta un'immagine tridimensionale in cui alcuni particolari sembreranno in rilievo rispetto ad altri.
• Il rilievo si visualizza in luce polarizzata (no analizzator) ed ingrandimento intermedio.
• Se si chiude leggermente il diaframma del condensatore, il rilievo risulta visibile più facilmente.

Linea di Becke per il Rilievo

Linea di Becket - E' un metodo utilizzato per stimare l'indice di rifrazione. Allontanando il piatto dell'obiettivo si osserva una linea bianca intorno ai grani che si muove verso il materiale con indice di rifrazione più alto

Rilievo - Valutazioni di RI - Linea di Becke

• Se la differenza di RI tra grani minerali adiacenti o tra grani e la colla che li circonda è significativa, una linea bianca, detta linea di Becke, si manifesterà ai bordi del minerale a causa di fenomeni di riflessione e di rifrazione della luce sulle pareti subverticali del minerale.
• Lavorando ad un ingrandimento intermedio, abbassando leggermente il piatto del microscopio si vedrà la linea di Becke spostarsi verso la sostanza con RI maggiore.

1. Si mette a fuoco su un punto generico del minerale
2. Si abbassa il piatto del microscopio
3. la linea luminosa (di Becke) si spota sempre nella direzione del minerale a maggior RI

1 1 2 2 (a) (b) (c) n1<n2 n1>n2 1 1 2 2 n1<n2 n1>n2Linea di Becke Becke lines Becke lines raised focus 1 cover slip fluorite n = 1.430 I.R. liquid n = 1.510 grossular n = 1.750 glass slide I raggi rifratti che "piegano" la luce seguono la legge di Snell. Quando n grossularia > n liquido > I raggi si piegano verso il mezzo a piu alto RI (la grossularia). Quando nfluorite > n liquido > I raggi divergono verso il mezzo a piu alto RI (il liquido).

Colore e Pleocroismo dei Minerali

• Minerali naturalmente colorati sono più pallidi in sezione sottile, altri persino incolori.
• Alcuni minerali sono completamente opachi persino in sezione sottile e richiedono tecniche particolari in luce riflessa per essere studiati.
• Il colore dei minerali isotropi è uniforme indipendentemente dalla loro orientazione sul piatto del microscopio.
• Molti minerali anisotropi comunque mostrano un diverso assorbimento della luce in funzione della loro orientazione, un fenomeno noto come pleocroismo.

Esempi di Colore e Pleocroismo

Colore e Pleocroismo Biotite - Mica Orneblenda - Anfibolo (A) (C) (E) (B) (D) (F)

Riconoscimento Minerali al Microscopio

Ortoscopia vs Conoscopia

Riconoscimento Minerali al microscopio - Ortoscopia vs Conoscopia Luce parallela (PPL)

1. Abito
2. Sfaldatura
3. Frattura
4. Rielievo
5. Colore
6. Pleocroismo

Nicol Incrociati (XPL)

1. Birifrangenza
2. Massimi colori di interferenza
3. Colori di interferenze anomali
4. Estinzione > angolo di estizione
5. Geminazioni

Conoscopia

1. Uniassico vs Biassico
2. Segno ottico
3. Stima del 2V
4. Tipo di dispersione

ocular lens Bertrand lens upper polariser (analyzer) high-powered objective lens mineral grain stage condensing lens iris diaphragm lower polarizer 4 filter light source Ortoscopia Conoscopia i) + analizzatore inserito ii) e massimo ingrandimento

Determinazione della Birifrangenza

• In questa Tavola di Michel-Lévi, il valore della birifrangenza è rappresentato da linee radiali; il colore d'interferenza da bande colorate orizzontali; lo spessore da linee verticali (aumenta vs. dx).
• I grani minerali in una sezione sottile sono generalmente tagliati secondo orientazioni molto varie, e possono intercettare l'indicatrice ottica secondo orientazioni diverse.
• Il colore di birifrazione può quindi variare da nero (o grigio molto scuro) per quelle sezioni tagliate perpendicolarmente all'asse ottico, ad un valore massimo per quelle sezioni parallele a w- (minerali uniassici) o a-y (minerali biassici).
• Per misurare la birifrangenza bisogna quindi cercare quelle sezioni che presentano i colori d'interferenza più alti. Queste sezioni presentano la "figura flash".

Spessore (um) 0 10 20 30 40 50 0.001 Leucite Grigio scuro 0.002 Grigio-blu 200 0.004 Melilite, Nefelina Fluorapatite 0.005 Ortoclasio 0.006 Vesuvianite 0.007 Albite 0.008 Clorite Corindone 0.009 Quarzo, Enstatite Gesso 0.010 Andalusite 0.011 Bronzite Cordierite 0.012 Pumpellyite, Barite Zoisite 0.013 Anortite, Iperstene Arfvedsonite 0.014 Cianite, Cloritoide 0.015 Brucite, Wollastonite 0.016 0.017 0.018 Giallo Arancione 1000 Rosso Viola Blu chiaro 1200 -Terzo Ordine- Verde chiaro 0.027 Prohnite 0.028 Cummingtonite 1400 0.029 Giallo pallido 0.031 Arancione pallido 1600- Rosso pallido 0.033 0.034 Verde pallido 0.035 0.036 Birifrangenza (nm) Calcite 0.180 Aragonite Titanite 0.120 Egirina Stilpnomelano 0.070 0.065 0.060 0.055 0.050 Anidrite 0.045 Olivina Muscovite 0.003 Tridimite - Primo Ordine- Grigio chiaro Bianco Giallo pallido Giallo 400 Arancione Rosso Viola 600 Blu Verde-blu Secondo Ordine- Verde 800- 0.019 Antofillite 0.020 Scapolite, Lawsonite Sillimanite, Glaucofane 0.021 Margarite Actinolite 0.021 Giadeite 0.023 0.024 Tremolite, Augite Allanite, Orneblenda 0.025 Borace Tormalina 0.026 Pigeonite Diopside 0.030 Epidoto. Flogopite Forsterite 0.032 0.040 Dolomite 0.090 0.080 Talco

Colori di Birifrangenza

Determinazione della Birifrangenza

• I colori di birifrangenza si ripetono ogni 550 nm di ritardo, formando ordini di grado via via superiore in cui i colori sono sempre meno saturi, tendono ad essere colori «pastello».
• Il miglior metodo per determinare l'ordine di un colore è quello di andare ai bordi della sezione in cui i grani sono cuneiformi, e contare quante volte una gamma di colori si ripete al variare dello spessore.

Spessore (um) 0 10 20 30 40 50 0.001 Leucite Grigio scuro 0.002 Grigio-blu 200 0.004 Melilite, Nefelina Fluorapatite 0.005 Ortoclasio 0.006 Vesuvianite 0.007 Albite 0.008 Clorite Corindone 0.009 Quarzo, Enstatite Gesso 0.010 Andalusite 0.011 Bronzite Cordierite 0.012 Pumpellyite, Barite Zoisite 0.013 Anortite, Iperstene Arfvedsonite 0.014 Cianite, Cloritoide 0.015 Brucite, Wollastonite 0.016 0.017 0.018 0.019 Antofillite 0.020 Scapolite, Lawsonite Sillimanite, Glaucofane 0.021 Margarite Actinolite 0.021 Giadeite 0.023 0.024 Tremolite, Augite Allanite, Orneblenda 0.025 Borace Tormalina 0.026 Pigeonite Verde chiaro 0.027 Prohnite 0.028 Cummingtonite 1400 0.029 Giallo pallido Diopside 0.030 Epidoto. Flogopite Forsterite Arancione pallido 1600- Rosso pallido 0.033 0.034 Verde pallido 0.035 0.036 Birifrangenza (nm) Calcite 0.180 Aragonite Titanite 0.120 Egirina Stilpnomelano 0.070 0.065 0.060 0.055 0.050 Anidrite 0.045 Olivina Muscovite 0.003 Tridimite - Primo Ordine- Grigio chiaro Bianco Giallo pallido Giallo 400 Arancione Rosso Viola 600 Blu Secondo Ordine- Verde-blu Verde 800- Giallo Arancione 1000 Rosso Viola Blu chiaro 1200 Terzo Ordine- 0.031 0.032 0.040 Dolomite 0.090 0.080 Talco

Dispersione nei Minerali

Dispersione - continuazione

• Il fatto che un prisma scinda la luce bianca nelle sue componenti dimostra che le sostanze presentano RI diversi per le diverse lunghezze d'onda.
• Nei minerali isotropi la dispersione influenza solo l'esatto valore di RI.
• Nei minerali anisotropi, se i coefficienti di dispersione per le direzioni di vibrazione sono molto diversi, si possono formare colori d'interferenza anomali e, in alcuni casi limite, un minerale può risultare +vo per certe lunghezze d'onda e -vo per altre.
• Siccome il 2V dipende dai valori relativi di a, ß e y, nei minerali biassici il 2V puo' al variare della lunghezza d'onda a causa della dispersione.
• Nei minerali ortorombici le direzioni ottiche possono scambiarsi posizione rispetto alle direzioni cristallografiche a causa della dispersione.
• Nei minerali monoclini può accadere che il OAP ruoti intorno all'asse unico b ...
• Da un punto di vista pratico, la presenza della dispersione causa il manifestarsi di colori d'interferenza anomali per un limitato numero di minerali comuni e la non completa estinzione dei minerali biassici se tagliati perpendicolarmente ad un asse ottico

SUN RED LIGHT VIOLET VISIBLE SPECTRUM GLASS PRISM