авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 6 | 7 || 9 | 10 |   ...   | 11 |

«н. В. ЛОГВИНЕНКО ПЕТРОГРАФИЯ ОСАДОЧНЫХ ПОРОД (С ОСНОВАМИ ...»

-- [ Страница 8 ] --

Глава четырнадцатая МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ Иммерсионный метод Порядок работы. Из выделенных тяжелой жид­ костью легкой и тяжелой фракций изготовляются препараты для микроскопического исследования. Порошок фракции тщательно перемешивают, небольшое количество его выбирают на кончик покровного стекла и осторожно рассыпают тонким слоем на предметном стекле. Затем зерна покрывают покровным стеклом и вводят жидкость. При исследовании тяжелой фракции выгод­ но применять жидкость с показателем преломления 1,700, легкой фракции— 1,540—1,542. В жидкости с показателем преломления 1,700 сразу же удается отделить корунд, дистен, ставролит, ксе нотим, эпидот, монацит, сфен, анатаз, брукит, рутил, циркон, везувиан, гнперстен, хлоритоид, сидерит (показатель преломления. 1,700) от большинства минералов группы пироксенов и амфи­ болов, турмалина, апатита, топаза, барита, андалузита, силли­ манита, кальцита, доломита, биотита, ангидрита, целестина, мус­ ковита и некоторых других (показатель преломления 1,700).

В жидкости с показателем -преломления 1,540—1,542 легко от­ деляются полевые шпаты (ортоклаз, микроклин и кислые плаги­ оклазы), халцедон, гипс, опал ( 1,542) от кварца и слюд { 1,542), что очень важно.

При наклонном положении столика микроскопа в таких пре­ паратах (особенно при разном диаметре частиц) зерна минера­ лов часто переворачиваются и уплывают из поля зрения. Однако в этом есть и большое преимущество — возможность наблюдать один и тот же минерал в самых разноообразных сечениях. Если почему-либо это нежелательно, готовят препараты с закреплен­ ными зернами. Простейший способ изготовления такого препара­ та заключается в следующем: на порошок, рассыпанный по гредметному стеклу, следует осторожно подышать, чтобы стекло запотело, затем подсушить на электрической лампочке. Мелкие зьрна закрепляются таким способом довольно хорошо, зерна средних размеров — хуже, крупные — почти не закрепляются.

Бол •^e надежно зерна закрепляются при помощи тонких пленок желатина. На предметное стекло наносится тонкий слой жела­ тина и просушивается. Затем насыпают порошок, покрывают покровным стеклом и вводят жидкость.

Кроме временных, изготовляют постоянные препараты на ка­ надском бальзаме или канифоли. Рассыпают фракцию на пред­ метном стекле, покрывают покровным стеклом и на асбестовой T а6лпиа Геометрические с г истин ш Оптические свойства свойства форма оптический ориентировка оптические сиигоиия симметрия по отношению индикатрисы знак д!Сперсия константы п leo/.ролзм индика1р,|сы к свету — Кубическая Б о л ь ш е од­ Изотропны Шар Показате­ Отсутству­ п ной оси лей п р е ­ ет ломления н ысшего порядка Ng, Np, Гексаго­ Одна ось Анизотроп­ Эллипсоид Индикатри­ Оптическая Показате­ Схема пле­ Ng - - Np нальная высшего ны вращения са в ы т я н у т а ось с о в п а ­ лен пре­ охроизма порядка (одноосные) +, сплюс­ д а е т с осью ломления и.ш абсорб­ нута -•- симметрии и дну пре­ ции:

Оптический одноосные высшего ломления порядка знак ( + ):

Ng(Ne)S Np (No), То ж е Ng(Ne) :

Ku адратн ая Одна ось То ж е To ж е То ж е То же To же • :Np(No);

высшего порядка „ „ Т р и г о н а л ь - Одна ось одноосные высшего пая (-):

порядка Ng(No»

Np (Ne), Ng(No ) Np(Ne);

Индикатри­ То ж е и ве­ Ns;

, Nm, Np Poмбпче- шах — три Трехосный Все оси ин­ Схема плео­ Ng - Np.

ск а я оси в т о р о г о эллипсоид са в ы т я н у ­ дикатрисы личины хроизма порядка, (двуоспые) та+, совпадают угла опти­ О п т и ч е с к и й или абсорб­ min - - одна сплюсну­ с кристал­ ч е с к и х осей знак, 2V ции:

ось второго та — лографиче­ двуоспые скими порядка (+ ) осям Il П р о д о л ж е н и е табл. Геометрические свойства Оптические свойства свойства форма оптический ориентировка оптические емнгоппл симметрия по о т н о ш е н и ю плеохроизм дисперсия знак индикатрисы индикатрисы константы к свету Моноклин­ max — одна Анизотроп­ Трехосный Индикатри­ О д н а ось Показате­ Ng, Nm, Np, Ng.Nm ная ось в т о р о г о ны эллипсоид са в ы т я н у ­ лей прелом­ индикатри­ Np, Ng — Np.

пор я д к а, (двухос­ ления О п т и ч е с к и й NgNm :.

сы с о в п а д а ­ та+, m i n - - - пет ные) ет с к р и ­ и двупре сплюсну­ Np, з н а к, 2V и у г о л к о ­ Ng Nm s осей сим­ та — сталлогра­ ломлепия метрии п биссект­ сого пога­ Np;

фической днуосные рис (осп сании по от­ осью (обыч­ но Nm п Np) и л и ношению Ь) ( "):

пли с пер­ о с п Nm к двум Ng • Nm пендикуля­ II о д н о й и з осям и н д и ­ Np, ром к пло­ биссектрис катрисы Ng- Nm.

скости сим­ Np метрии Np, Трпклпиная Н е т ни А низот- Трехосный To же и И н д и к а т р и ­ Оси и н д и ­ To же п по­ иногда осей, роппы эллипсоид и у г о л к о ­ Ng ложения Xp •• са н ы т я п у - к а т р и с ы Nm, ни п л о с к о ­ (лвуос- та |-, осей опти­ сого пога­ не с о в п а ­ стей сим­ H ые) с а н и я (во сплюспу- ческой и н ­ дают с к р и ­ Nm -Ng^ метрии та — дикатрисы всех р а з р е ­ Np сталлогра­ зах) фическими осями прокладке помещают на электрическую плитку. Когда стекло разогреется, мелкие кусочки бальзама или канифоли кладут у к р а я покровного стекла. Бальзам расплавляется и затягивается по капиллярному зазору между стеклами. Легким выдавлива­ нием иглы выгоняются пузырьки воздуха. Изготовляя препарат, следует избегать перегрева бальзама, так как это приводит к массовому появлению пузырьков воздуха.

Исследование фракции начинается с просмотра препарата.

Д л я этой цели лучше применять препаратоводитель и системати­ чески просматривать весь препарат, перемещая его в вертикаль­ ном и горизонтальном направлениях.

При просмотре препарата отмечают, из каких типов минера­ лов состоит фракция. Затем приступают к определению минера­ лов. Порядок работы при этом обычный. Сначала исследование производится при одном николе — поляризаторе * (плоское зер­ кало, николь и конденсор опущены ближе к зеркалу, объектив 3—8, для определения показателя преломления объектив 20 или 4 0 ). Определяются форма и размер зерен, цвет минерала и пле­ охроизм, спайность, включения, показатель преломления, вто­ ричные изменения минералов (выветривание).

Из всех этих определений, в общем довольно простых, заслу­ живает специального описания определение показателей прелом­ ления и плеохроизма. Д л я этого необходимы некоторые сведе­ ния из кристаллооптики. Эти сведения сконцентрированы нами в табл.54.

Определение показателей преломления — линия Бекке. На границе раздела двух сред с различными показателями прелом­ ления (минерал — канадский бальзам, минерал — иммерсионная жидкость) наблюдаются следующие оптические явления: 1) вну­ треннее отражение, 2) преломление лучей, 3) дифракция и 4 ) дисперсия света.

Все эти явления обусловливают отклонение лучей света в сторону высокопреломляющей среды и разложение полихрома­ тического ** света (дневного света или света от электрической лампочки) на его составляющие (цвета спектра). Наибольшее значение -имеют преломление и полное внутреннее отражение (рис. 77).

В результате на стороне высокопреломляющей среды появля­ ется полоска, более ярко освещенная по сравнению с соседними участками (полоска Бекке).

При подъеме тубуса микроскопа полоска перемещается в сторону высокопреломляющей среды — положительный эффект, * Исследование производится попеременно п р и одном николе и с анали­ затором, наблюдение ведется (полоска Бекке, изменение окраски и др.) при «дном николе — поляризаторе.

* * П о л и х р о м а т и ч е с к и й свет — свет с волнами различных д л и н.

при опускании — в сторону низкопреломляющеи среды — отри­ цательный эффект.

Когда показатели преломления двух соприкасающихся сред равны, полоска более интенсивной освещенности в монохрома­ тическом * свете исчезает и граница раздела двух сред, если она ничем не загрязнена, не видна. В полихроматическом свете, с V — Дисперсия пинерала ч Дисперсия —л ид*;

;

ти Ди:^грсия Дисперсии АС 5 69 ммк к жидкости Ъ) ^ Дисперсия к жидкости АС г Рис. 78. Причина по. ;

з Рис. 77. Оптические явления, происходя­ ления окрашенной поло­ щие на границе раздела двух сред с раз­ ски Бекке (по Татарско­ личным показателем преломления (ввер­ му):

ху) »i отклонение луча света в сторону а — показатели преломлешп высокопреломляющего вещества при раз­ равны для коротковолновой ном положении границы раздела (вни­ части спектра, б — для сред зу, по Татарскому) ней части спектра, в — дл-!

длинноволновой части СП • K T Pa Монохроматический — свет с определенной длиной волны.

которым приходится работать минералогам, в этот момент появ­ ляется цветная реакция — полоска приобретает радужную ок­ раску. При подъеме тубуса микроскопа красная полоска переме­ щается на высокопреломляющую среду, а синяя — на низкопре ломляющуго. Причем подвижность полосок одинакова (рис.

78, б).

При опускании тубуса микроскопа красная полоска переме­ щается на низкопреломляющую среду, синяя — на высокопре­ ломляющую.

В нашем случае, когда мы имеем дело с твердыми средами — минералами и жидкими средами — иммерсионными жидкостями (обычно органические соединения), это явление можно объяс­ нить значительной разницей между величинами дисперсии им­ мерсионных жидкостей и минералов. Дисперсия жидкостей кру­ тая кривая всегда более значительна, чем дисперсия минералов.

Если одна из полосок, например синяя, остается неподвиж­ ной, то достигнуто равенство показателей преломления двух сред для синей части спектра (рис. 78, а), соответственно при неподвижной красной полоске—для красной части спектра (рис. 78, в).

Определение показателя преломления сводится к подбору та­ кой среды, в которой он заранее известен и равен показателю преломления минерала.

При определении показателей преломления аморфных мине­ ралов и минералов кубической сингонии (изотропных) измере­ нию подлежит одна единственная константа — показатель преломления (п).

Порядок работы следующий: порошок минерала помещается на предметное стекло, покрывается покровным стеклом, в капил­ лярный зазор между стеклами вводится какая-либо жидкость.

Приготовленный таким путем препарат рассматривается под микроскопом. Наблюдая поведение полоски Бекке, устанавлива­ ют соотношения показателей преломления минерала и жидкости.

Если показатель преломления жидкости больше или меньше по­ казателя преломления минерала, жидкость меняют.

При наличии большого количества исследуемого вещества приготовляется другой препарат, если же вещества мало, то при помощи фильтровальной бумаги вытягивают старую жидкость и вводят новую *. Эту операцию повторяют до тех пор, пока будет подобрана жидкость с преломлением, равным показателю пре­ ломления минерала. Попутно следует обращать внимание на ок­ раску, спайность и другие свойства минерала.

* Такая операция допускается в случае достаточно большого количества жидкости в препарате — при работе с полным покровным стеклом. Если же применяют мелкие обломки покровного стекла, перед введением новой жид­ кости следует промыть препарат елнртом.

При определении оптических констант анизотропных одноос­ ных минералов необходимо наблюдать полоску Бекке не при случайном положении кристалла, а поставив его на погасание, затем, выдвинув анализатор, наблюдаем полоску Бекке, обус­ ловленную одним из показателей преломления данного сечения.

Повернув затем кристалл на 90° (второе погасание), наблюдаем второй показатель преломления этого сечения. Таким образом определяют величины N g ' и Np'. Однако для диагностики мине­ ралов нужны не промежуточные, а главные показатели прелом­ ления Ng и Np, находимые в определенных разрезах (см.

табл.55).

Таблица Показатели преломления в ориентированных разрезах одноосных кристаллов Знак кристалла — + Разрезы е о е о* Перпендикулярные к оптической оси (пзот Np Ng Np' Np Ng- Ng Параллельные о п т и ч е с к о й оси (с максималь Np Ng Np Ng * с — обыкновенный л / ч. е — необыкновенный.

Из данных таблицы видно, что в любых разрезах одноосных положительных кристаллов можно измерить полную величину Np, а отрицательных — Ng. Второй показатель преломления можно определить в разрезах с наиболее высокой интерференци­ онной окраской (параллельных оптической оси).

При работе с анизотропными — двуосньши кристаллами пос­ тупают точно так же, но найти определенные ориентированные разрезы здесь еще более сложно. Так как в двуосных минералах имеется три главных показателя преломления — Ng, Nm и Np — для определения всех показателей преломления необходимо ми­ нимум два ориентированных зерна (табл. 56).

Выше были рассмотрены условия определения показателей преломления, когда зерна в препаратах имели достаточно боль­ шие размеры и полоска Бекке наблюдалась без особых затруд­ нений. Если зерна мелкие (d0,001 мм), поступают иначе. Фоку­ сируя (объектив 40, 60), можно добиться, что в определенном положении зерно становится темным. Если показатель преломле­ ния зерна больше показателя преломления жидкости, при подъ­ еме тубуса микроскопа зерно просветляется, при опускании за Таблица Показатели преломления в ориентированных разрезах двуосных кристаллов Знак к р и с т а л л а _ Разрезы 0.Б.

Т.Б. Nm 0.Б.

Nm Т.Е.

П е р п е н д и к у л я р н о о п т и ч е с к о й оси — — — — (изотропные разрезы) Nm Nm П е р п е н д и к у л я р н о острой биссект — Nm Nm Ng Np — Перпендикулярно тупой биссект — Np Nm Nm Ng — Параллелыю плоскости оптиче­ ских осей (разрезы с максималь — — Np Np Ng Ng Np' Np' Ng' Ng' темняется — с зерна на жидкость идет светлая каемка, при этом размеры темного зерна как бы несколько уменьшаются. Если по­ казатель преломления зерна меньше показателя преломления жидкости, то наблюдается об­ • ратная картина (рие-. 79). Этим Тубус годнят же способом можно пользоваться при работе с меньшим увеличени­ ем и более крупными зернами, Зерно находится когда края зерен загрязнены и S фокусе условия наблюдения полоски Бек­ ке неудовлетворительные.

В иммерсионном методе наи­ • более трудоемкая операция — ТуНус опущен смена жидкостей, особенно при а-п минерала ограниченном количестве веще­ п жидкости ства. Это затруднение частично Ь-п минерала ^ п жидкости можно преодолеть, пользуясь ме­ тодом двойной вариации — тер­ мической и хроматической, т. е. Рис. 79. Определение показате­ используя изменение показателей лей преломления в мелких зер­ нах (по Татарскому):

преломления в зависимости от з^рна длины волны и температуры. Ме­ а е—ьп оек а з аптоек а з а тп л ял о м лпер еиляо м л е н и я ль ре н мнш е жидкости, С — больше жидкости тод двойной вариации имеет и другие преимущества: возмож­ ность изучения дисперсии минералов, более точное определение показателей преломления. Так, например, йодистый метилен ( C H J ) при 24° С для длины волны 589 ммк имеет показатель 2 преломления 1,740, при 50° С и той же длине волны— 1,720, при 50° С и длине волны 660 ммк — 1,710 и, наконец, при 50° С и дли­ не волны 480 ммк— 1,749. Таким образом, в интервале темпера­ туры от 24 до 50° С и длины волны света от 480 до 660 ммк изме­ нение показателей преломления достигает значительной величи­ ны: 1,749—1,710 = 0,039. Это дает возможность определять все показатели преломления в минералах с низким и средним двой­ ным лучепреломлением в одной и той же жидкости.

Для работы методом двойной вариации имеются высококаче­ ственные отечественные приборы — нагревательный столик с микрорефрактометром и набор светофильтров (для получения монохроматического света).

Однако описанный метод все еще является весьма громозд­ ким и недоступным при массовой работе минералогов-петрогра­ фов. Более широкое распространение получил метод хроматиче­ ской вариации.

Другие методы определения показателей преломления. М е ­ т о д к о с о г о о с в е щ е н и я. Эффект косого освещения можно получить, применяя асимметричный световой пучок. С этой це­ лью на пути распространения лучей ставят непрозрачный экран (проще всего слегка вдвинуть анализатор или кварцевую плас­ тинку в прорез тубуса микроскопа над объективом), загоражи­ вающий половину пучка. Рассматривая иммерсионный препарат, обнаружим, что на зернах минералов с гага жидкости появится тень со стороны экрана, а на зернах, имеющих гага жидкости, появится тень со стороны, противоположной экрану.

Сущность этого явления будет ясна, если допустить, что пер­ вые зерна представляют собой собирающую линзу, а вторые — рассеивающую и изобразить схематически ход лучей в первом и втором случае (рис. 80).

Когда га минерала и п жидкости равны (вернее близки;

сов­ падают для средней части спектра — желто-зеленые лучи), в по­ лихроматическом свете появляется цветная реакция: сторона зерна, обращенная к экрану, окрашивается в синий цвет, а край зерна, расположенный на противоположной стороне от экрана, в красный.

Если экран поместить ниже исследуемого зерна, под столи­ ком микроскопа, над поляризатором, картина распределения те­ ней будет обратная.

Чувствительность этого метода несколько меньше, чем наблю­ дение полоски Бекке. Для повышения чувствительности предло­ жено двойное диафрагмирование под зерном и над зерном. Эф­ фект, получающийся при двойном диафрагмировании, такой же, как при фокальном экранировании (см. ниже).

Методы косого освещения применяются для подсчета мине­ ралов в смесях, состоящих из небольшого количества минералов.

Например, легкая фракция породы состоит из кварца, полевого шпата.и слюды. Приготовив препарат в жидкости с га= 1,544— 1,553 и вдвинув слегка оправку анализатора, увидим, что квар­ цевые зерна имеют цветную реакцию, слюда — тень со стороны заслонки, полевой шпат — тень на противоположной стороне.

Эффект наблюдается на всех зернах, поэтому подсчет содержа­ ния минералов не представляет трудности.

Метод фокального э к р а н и р о в а н и я (по Ч е р ­ к а с о в у ). К о л ь ц е в о е э к р а н и р о в а н и е. Если в фокаль Рис. 80. Эффект косого освещения. / — п зерна больше п жидкости;

II — п зерна меньше п жидкости, / / / — п зерна разно п жидкости ной плоскости объектива поместить кольцевой экран, который за­ кроет доступ лучам, отклоненным краями кристалла (при дан­ ной разности показателей кристалла и жидкости), то края зерен будут темными, а внутренние части освещенными так же, как поле зрения. При равенстве показателей преломления двух сред лучи освещающего пучка не будут отклонены на преломляющих поверхностях кристалла, пройдут через свободное от экрана от­ верстие фокальной поверхности объектива — зерна будут осве­ щены равномерно.

Все это справедливо для монохроматического света. Если же применять полихроматический свет, то в случае совпадения показателей преломления для какой-либо длины волны видимого спектра на краях зерен появится цветная каемка. Окраска каем­ ки соответствует длине волны, для которой показатели прелом­ ления кристалла и жидкости совпадают (рис. 8 1, / ).

Кольцевое экранирование позволяет осуществлять хроматиче­ скую вариацию без применения монохроматора, а также опреде­ лять осность и знак минерала по характеру цветной окраски вок руг его зерен. Так как в одноосных минералах в одном из поло­ жений погасания проявляется No, они будут характеризоваться постоянством какой-либо окраски на всех зернах в одном из по­ ложений погасания. Если постоянство окраски наблюдается для Np — минерал положительный,.если для Ng — отрицательный.

Для кольцевого экранирования необходим объектив со спе­ циальной ирис-диафрагмой в фокальной плоскости. Точность из­ мерения показателей преломления 0,001—0,002. Описанный метод Задняя фока,п должен применяться в комплексе мая,7мсккла с наблюдением полоски Бекке — до получения хроматического эф­ фекта. Зерна с d0,02 мм не при­ годны для изучения методом фо­ кального экранирования.

Иммерсионные жидкости и сплавы. В иммерсионном методе применяются различные жидко­ сти, представляющие собой слож­ ные органические соединения, об­ ладающие определенными свойст­ вами (устойчивость, смешивае­ мость и т. п.). Перечень наиболее распространенных жидкостей при­ веден в табл. 57.

Кроме иммерсионных жидко­ стей, для определения показате­ лей преломления применяют спе­ Рис. 8 1. М е т о д фокального эк­ циальные сплавы: пиперина с ранирования:

иодидами мышьяка и сурмы (п — /, 2, 3 — э к р а н ы в ф о к а л ь н о й пло­ = 1,68—2,10), серы с селеном скости о б ъ е к т и в а. Н. U — спектр л. чей, полученный н а краю зерна, (« = 2,0—2,7), сплавы хлоридов з а ш т р и х о в а н о з е р н о к р и с т а л л а, п, таллия и др.

и П2 — п о к а з а т е л и п р е л о м л е н и я Показатели преломления им­ мерсионных жидкостей со временем меняются, поэтому их необ­ ходимо периодически проверять на рефрактометре (1—2 раза в год;

.

Рефрактометры — приборы для определения показателей пре­ ломления кристаллов и жидкостей. В большинстве рефрактомет­ ров используется явление полного внутреннего отражения света при переходе из более плотной среды в менее плотную. В насто­ ящее время в нашей стране выпускаются несколько типов реф­ рактометров, из которых два — ИРФ-22 и ИРФ-23 пригодны для определения показателей преломления иммерсионных жидкостей.

Рефрактометр ИРФ-22 дает возможность определять показа­ тели преломления жидкостей от 1,300 до 1,700 с точностью 0,0002, ИРФ-23 до «=1,790 с точностью до 0,00002. В рефракто Таблица Наиболее распространенные иммерсионные жидкости *.U с а' j.. в пр при 20° С Примечание P Жидкость dt — а.' о— f- ;

_ 1,329 Метиловый спирт...

— 56, 1, 1, Паральдегид 0, Этилмонохлорацетат. 1, 61, 1, Окисляется Л е в а п д о в о е масло.. 1,462 1, Б у к о в о е масло....

1, К а с т о р о в о е масло..

265 1, 1, 1, — 1) 1, 237 Окисляется —... 1,504—1. К е д р о в о е масло 132 1, 1, Мопохлорбепзол...

1, 1S8 1,... 1,529—1, У к р о п н о е масло 1, — Окисляется 1,544 Г в о з д и ч н о е масло..

— 0,00046 1. — 1,560 К о р и ч п о э т и л о в ы й эфир 0,00047 Светочувстви­ 1,571 19S — Ортотолуидин....

тельная 0,00045 13S 1,577 С в е т о ч у в с т в и ­ 1, 1,598 тельная, OKII сляется, очень боль шал диспср сия — — 1, 1,596 '• 1,617 — 207- 1,578 С в е т о ч у в с т в и ­ 1,585-1,619 0, К о р и ч н о е масло...

151 тельная, 1, окисляется, очень боль шая д и с п с р сия 188 1, 0, 1, а-монохлорнафталин.

1, 102 1, 1,659 0, а-монобромнафталин.

1, 1, а-иодпафталин....

Светочувстви­ — 1,743 0, Йодистый метилен..

тельная Насыщенный раствор серы в йодистом ме 1, — — 1, 1, * Кроме перечисленных имеются жидкости с показателем преломления 2, (Логвиненко, 1962).

метре ИРФ-22 лучи света проходят в обратном направлении из среды менее плотной (осветительная призма с матовой поверх­ ностью и жидкость) в среду более плотную (измерительная приз­ ма с высоким показателем преломления). Здесь используется из­ мерение угла предельного преломления.

По закону преломления п sin г—Л'sin г, п sin'/ smг==, N где п — показатель прелом­ ления жидкости, i — угол падения луча, N — показатель прелом­ ления измеритель­ ной призмы, г — угол преломления луча.

С увеличением угла i угол г также увеличивается, достигая максимального зна­ чения при / = 90°, т. е. когда падающий луч скользит по поверхности. Максимальное значение угла преломления луча, соответствующее углу падения 90°, оказывается предельным углом преломления. Под­ ставляя значение sin 90° в предыдущее уравнение, получим:

следовательно, n = N sin г.

Измерительная призма рефрактометра соединена со шкалой, проградуированной на показатели преломления. Рефрактометр снабжен термометром и термостатирующим устройством, что позволяет производить измерения при постоянной температуре, равной 2O C (или другой).

Общий вид рефрактометра показан на рис. 82.

Плеохроизм. Изменение окраски кристалла в зависимости от направления световых колебаний называется плеохроизмом. Он наблюдается в окрашенных минералах и изучается при одном киколе — поляризаторе. Вращая столик микроскопа, наблюдаем изменение цвета или густоты окраски минерала. При изучении плеохроизма необходимо сначала определять направление глав ных осей индикатрисы Ng и Np, а в двуосных минералах наблю­ дать также и изотропные разрезы с Nm. Затем устанавливается, какому направлению индикатрисы присуща та или иная окраска.

Так, например, когда с направлением колебаний в поляризато­ ре * совпадает ось Ng — окраска минерала темно-коричнезая, ось Nm (изотропный разрез)—коричневая, ось Np — светлая, желтовато-коричневая до бесцветной.

Запись производится в таком виде: || Ng — темно-коричне­ вый, Il Nm — коричневый, || Np — светло-желтовато-корнчне бый — бесцветный или схема плеохроизма (схема абсорбции) NgNmNp. В некоторых минералах наблюдается иная схе­ м а — N'pNmNg. Плеохроизм важен как дополнительный ди­ агностический признак.

После этого переходят к изучению минерала в скрещенных николях. Сначала работают с параллельным светом (плоское зеркало, без линзы Лазо и Бертрана). Определяют интерферен­ ционную окраску и двупреломление;

ориентировку индикатри­ с ы — погасание;

исследуют двойники;

характер удлинения (знак зоны).

Интерференционная окраска. Явление интерференции наблю­ дают при скрещенных николях микроскопа, в системе поляриза­ т о р — двупреломляющая пластинка (минерал)'—анализатор.

Главные оси индикатрисы двупреломляющей пластинки (мине­ рала) не должны совпадать с направлением колебаний, пропу­ скаемых поляризатором и анализатором (т. е. минерал постав­ лен на просветление) и срез должен быть ориентирован косо или параллельно оптической оси.

Поляризованный луч света, выйдя из поляризатора, попадает в двупреломляющую пластинку, где раздваивается на два луча, поляризованных в двух взаимно перпендикулярных направле­ ниях и распространяющихся с разной скоростью. Пройдя пластинку, эти лучи приобретают некоторую разность хода и попадают в анализатор. В анализаторе каждый из них снова раздваивается.

Два из вновь образованных лучей, колебания которых со­ вершаются в плоскости колебаний в анализаторе, проходят через последний (с разностью хода, приобретенной ранее в дву­ преломляющей пластинке) и интерферируют. Два других луча поглощаются в оправе анализатора.

Интерференционная окраска меняется при изменении разно­ сти хода. Цвета интерференционной окраски повторяются не * Д л я определения направления колебаний в поляризаторе необходимо взять шлиф с листочками биотита, имеющими спайность, или хорошо ограни­ ченные призмочки турмалина и ориентировать их (трещины спайности биоти­ та или короткий размер призмочки турмалина) || одной из нитей окуляра так, чтобы окраска минерала была максимальной. Направление колебаний поля­ ризатора будет Il этой нити окуляра.

сколько раз, что позволяет шкалу разбить на ряд порядков. И н ­ тенсивность окраски убывает от низких порядков к более в ы ­ соким:

Разность Интерференционная окраска Порядок хода в ммк окраска KX) Серая ЙЮ Белая 300 Желтая 500 Оранжевая 550 Красная 575 Фиолетовая 650 Синяя 800 Зеленая II ООО Желтая 950 Оранжевая 1050 Красная ИЗО Фиолетовая 1150 Синяя 1350 Зеленая IiI 1450 Желтая 1550 Красная 1640 Светло-фиолетовая 1670 Серовато-синяя 1730 Светлая голубовато-зеленая 1850 Светло-зеленая 2000—2100 Светлая сероватая с легким розо ватым оттенком При исследовании зерен минералов в иммерсии точное опре­ деление силы двойного лучепреломления производится путем определения максимального (Ng) и минимального (Np) пока­ зателей преломления в ориентированных разрезах.

Однако, описывая тяжелую или легкую фракцию, исследо­ ватель не имеет возможности определить показатели прелом­ ления всех минералов в ориентированных разрезах. Вместе -с тем для правильной диагностики минералов необходимо иметь хотя бы приближенные данные о силе двойного лучепреломле­ ния. Поэтому сила двойного лучепреломления определяется по интерференционной окраске в разрезах, параллельных или при­ близительно параллельных оптической оси. При этом всегда следует помнить, что интерференционная окраска зависит от толщины зерна. Так как фракция содержит зерна самой р а з ­ личной толщины, определение будет весьма и весьма прибли­ женным. В толстых зернах наблюдение следует вести по краю зерна, где толщина минимальная и близка к таковой в нор­ мальных шлифах.

Если в исследуемых зернах интерференционная окраска I порядка — двупреломление небольшое (0,002—0,015), интерфе­ ренционная окраска II и III порядка свидетельствует о средней величине двупреломления (0,015—0,045), при интерференцион­ ной окраске IV и более высоких порядков — двупреломление большое (0,045 при толщине зерен 0,03—0,05 мм).

Наряду с дисперсией показателей преломления существует дисперсия двупреломления, которая обусловливается первой и заключается в том, что в одном и том же минерале величина двупреломления разная для света различной длины волны.

Дисперсия двупреломления наблюдается во всех анизотроп­ ных веществах, обладающих двупреломлением, но в большинст­ ве минералов она настолько ничтожна, что мы ее не различаем.

В минералах, где дисперсия двупреломления велика, она вы­ зывает появление аномальных интерференционных окрасок (ин­ диго-синие, фиолетовые окраски).

Определение ориентировки индикатрисы. Когда направление главных осей индикатрисы в кристалле (Ng и Np, Np и Nm, Ng и Nm) совпадает с направлением колебаний в скрещенных нико­ лях, свет через эту систему не проходит и.кристалл кажется темным — положение погасания. Объясняется это тем, что по­ ляризованный луч, вышедший из поляризатора, не разбивается на два, так как одно из возможных направлений колебаний в кристалле совпадает с направлением колебаний в поляриза­ торе. Следовательно, через кристалл пройдет один луч, который не пропустит анализатор.

Когда в положении погасания длина кристалла, трещины спайности, двойниковые швы и вертикальная ось кристалла ори­ ентированы параллельно нитям окуляра, погасание называется прямым, а когда наклонно — косым. Угол, который образуется между этими направлениями и одной из осей индикатрисы (Ng и Np) кристалла, называется углом погасания.

Д л я измерения угла погасания кристалл ставят в положение погасания и отмечают градусные деления на столике против 0° нониуса. Затем поворачивают столик до тех пор, пока с нитью креста не совпадет направление, по отношению к которому определяется угол погасания (трещины спайности, грань кри­ сталла, двойниковый шов) и снова отмечают градусные деления на столике. Разность между первым и вторым отсчетом дает угол погасания.

В кристаллах средних сингоний погасание, как правило, прямое (пинакоид, призмы) или косое симметричное (пирами­ да, дипирамида). В кристаллах ромбической сингоний погаса­ ние в большинстве случаев прямое (пинакоид, призмы) или ко­ сое симметричное (пирамиды, дипирамиды, тетраэдры). В кри­ сталлах моноклинной сингоний прямое или косое симметричное в случае, если кристалл лежит на грани, параллельной оси сим­ метрии второго порядка или перпендикулярной к ней плоскости симметрии, во всех остальных случаях — косое. В кристаллах триклинной сингоний погасание всегда косое. В его обозначении обычно пишут сначала наименование кристаллографической оси, затем оси индикатрисы и угол погасания (cNg —21°, cNp = 3—5° Я Т. д. ).

Для определения направлений главных осей индикатрисы (Ng и Np) пользуются компенсаторами: гипсовая, кварцевая пластинки или кварцевый клин (для минералов с высоким дву преломлением). С длинной осью пластинки всегда совпадает ось А ' р.

Применение компенсаторов основано на правиле компенса­ ции. Если между скрещенными николями — поляризатором и анализатором — помещены одна над другой две кристаллические пластинки (нижняя пластинка — исследуемый минерал, верх­ н я я — компенсатор), то поляризованная световая волна, вышед­ шая из поляризатора в нижней кристаллической пластинке, разделится на две волны, колеблющиеся в двух взаимно перпен­ дикулярных направлениях и проходящие через пластину с раз­ личной скоростью.

Допустим, что волна, идущая с большой скоростью и, следо­ вательно, имеющая меньший показатель преломления Np', ко­ леблется параллельно длинному размеру нижней пластинки, а волна, идущая с меньшей скоростью и имеющая большой пока­ затель преломления Ng', колеблется параллельно короткому ребру пластинки. Следовательно, параллельно длинному ребру пластинки расположена ось Np' индикатрисы, а параллельно короткому ребру — ось Ng' индикатрисы. При выходе из пла­ стинки разность хода (Ng' - Np').

A= ^ Если поляризованная волна далее войдет во вторую (верх­ нюю) пластинку, ориентированную таким же способом, т. е. па­ раллельно длинному ребру пластинки расположена ось Np', а параллельно короткому — ось Ng' индикатрисы, то окончатель­ ная величина разности хода увеличится. Световая волна с по­ казателем Ng' в первой пластинке отстанет от волны с пока­ зателем Np'. Попав во вторую пластинку, первая волна снова будет продвигаться медленно, так как ее колебания совершаются по оси Ng" верхней пластинки, а вторая волна будет распро­ страняться быстрее, так как ее колебания совершаются по оси Np". Таким образом, разность хода в первой и второй пластин­ ке снова увеличится и будет равна:

Д== A + д.

1 Если же направления Np', Np" и Ng' и Ng" перекрещены, т. е. верхняя пластинка повернута на 90° от вышеописанного положения, то результат получится обратный:

4 = 4, _ д,.

Действительно, световая,волна с показателем преломления Ng' в первой пластинке отстала от полны с показателем преломле­ ния Np'. Проходя через вторую пластинку, первая волна (Ng') бу­ дет идти быстрее, так как ее колебания совершаются параллель но длинному ребру пластинки (ось Np"), а вторая волна (ось Np'), ушедшая вперед в первой пластинке, будет распростра­ няться медленно, так как колебания совершаются параллельно короткому ребру пластинки (ось Ng").

Таким образом, при совпадении одноименных осей индика­ трисы в двух расположенных друг над другом кристаллических пластинках разность хода равна сумме разностей хода обеих пластинок. При перекрещенном положении осей индикатрисы, в двух расположенных друг над другом пластинках,, она равна разности разностей хода обеих пластинок. Из этого правила компенсации следует, что в первом случае получается повыше­ ние интерференционной окраски, во втором случае — понижение вплоть до полного затемнения (когда Ai=Az).

Гипсовая пластинка представляет собой тонкую удлиненно прямоугольную полоску гипса, вклеенную между двумя стек­ лами при помощи канадского бальзама. Такая пластинка имеет чувствительный фиолетовый (Я, = 575 ммк) или оранжево-крас­ ный (Х=532 ммк) цвет первого порядка. С длинным ребром пластинки совпадает ось Np.

К отечественным микроскопам марки МП-2 и МП-3 прила­ гается кварцевая пластинка с разностью хоДа 532 ммк и такой же ориентировкой (длинное ребро — ось Np). Также приготов­ ляется и кварцевый клин, только полоска кварца имеет разную толщину: у начала пластинки 0,01—0,02 мм, до 0,25 мм у про­ тивоположного конца клина.

В кварцевом клине толщина, а следовательно, разность хода, и интерференционная окраска, повышаются от начала клина к концу: от темно-серого и серого цвета I порядка (разность хода.90—180 ммк) до бледных зеленовато-синеватых тонов IV no грядка (разность хода 2250 ммк). С длинным размером пластин­ ки совпадает ось Np.

- Определение направления световых колебаний в кристалли­ ческой пластинке производится следующим образом. Исследуе­ мую пластинку (или зерно в иммерсии) помещают на столик микроскопа, скрещивают николи и вращают столик до полного погасания пластинки (зерна);

направление колебаний опреде­ ляется по направлению креста нитей окуляра в затемненном положении пластинки (зерна). Затем переходят к определению наименований этих направлений (оси Ng и Np).

При определении положения Ng и Np кристалл приводится ;

В положение погасания, затем поворачивается на 45° так, ч (Чтобы длинный размер кристалла совместить с направлением ^компенсатора, после чего вводят компенсатор. Если с определя­ е м ы м направлением в кристалле совпадает ось Ng, произойдет ^Понижение интерференционной окраски (оранжево-красная ста­ нет желтой), если ось Np — повышение интерференционной ок­ раски (оранжево-красная станет синей).

Д Л о г в и н е н к о Н. В.

О Если кристалл имеет высокую интерференционную окраску, применяется кварцевый клин. В этом случае используется изве­ стный метод «бегущих полосок». Вдвигая кварцевый клин, на­ блюдаем движение полосок. Если полоски перемещаются к центру зерна, направление в минерале отвечает Ng, если к пе­ риферии зерна — Np. Таким образом устанавливают направле­ ние главных осей индикатрисы и определяют характер удлине­ ния минералов. Если по удлинению зерна располагается ось Ng — удлинение положительное, если ось Np — отрицательное.

И, наконец, производится исследование при скрещенных ни колях в сходящемся свете (коноскоп — включается линза Лазо без окуляра или в микроскоп дополнительно вводится линза Бертрана при наличии окуляра, объектив 40 или 60, вогнутое зеркало). Определяются: 1) осность;

2) знак кристалла;

3) дис­ персия оптических осей.

Определение осности и знака кристалла (характер индика­ трисы) производится в сходящемся свете при скрещенных ни колях. Выбрав зерно и тщательно наведя на фокус при объекти­ ве 40, подготавливают микроскоп для исследования.

Для получения сходящегося света ставят вогнутое зеркало и вводят линзу Лазо под столик микроскопа. Затем удаляют окуляр или же, не удаляя его, дополнительно вводят в систему микроскопа линзу Бертрана.

В разрезах, перпендикулярных оптической оси одноосных минералов, наблюдается черный крест, ветви которого расши­ ряются к концам и параллельны главным сечениям николей.

Между ветвями креста видны концентрические полосы интерфе­ ренционных цветов: белые и черные в монохроматическом свете и цветные в полихроматическом;

интенсивность окраски повы­ шается от центра к периферии. При вращении столика картина не изменяется. Появление фигуры объясняется следующим: лу­ чи, идущие параллельно оптической оси и не испытывающие поэтому двупреломления, собираются объективом и дают тем­ ное пятно в центре поля зрения. Во всех других точках поля зрения проходят лучи, наклоненные к оптической оси, причем чем дальше от центра, тем угол наклона лучей больше. Каждый наклонный луч разлагается на два, разность хода между кото­ рыми определяет порядок интерференционной окраски. Чем больше угол образуют нормали с оптической осью, тем больше перпендикулярные им эллиптические сечения индикатрисы отли­ чаются от кругового, тем больше двупреломление. Кроме того, наклонные лучи проходят большее расстояние, разность хода у них больше, а следовательно, интерференционная окраска выше.

В каждой точке фигуры (кроме центра) имеется два колеба­ ния— одно, соответствующее волне обыкновенной (о), другое — необыкновенной (е).

Волна е колеблется в плоскости главного сечения, а волна о — перпендикулярно к этой плоскости. Плоскости главных се­ чений, проходящие через оптическую ось, будут проектировать­ ся по радиусам фигуры, а значит, и колебания в разных ее точ­ ках будут совершаться по разным направлениям. Д в а главных сечения P и А параллельны направлениям колебаний николей и нитям окуляра. Во всех точках, лежащих на этих сечениях,, направление колебаний совпадает с направлением колебаний в a) S) В) Р и с. 83. И н т е р ф е р е н ц и о н н а я ф и г у р а одноосного м и н е р а л а :

а — р а з р е з _ _ о п т и ч е с к о й о с и, б — р а з р е з, н а к л о н н ы й к оптической о с и, в — р а з р е з I о п т и ч е с к о й о с и, г — р а с п р е д е л е н и е окраски при испытании квар­ l ц е в о й п л а с т и н к о й, д — д в и ж е н и е и з о х р о м а т и ч е с к и х колец при и с п ы т а н и и кварцевым клином николях, следовательно, эти точки должны находиться на пога­ сании. Этим и объясняется появление черного креста (рис. 83).

Оптический знак в минералах с низким двупреломлением определяется,при помощи кварцевой или гапоовой пластинки.

Интерференционная окраска такой пластинки—оранжево-крас­ ная I порядка, с длинным размером пластинки совпадает ось Np.

Бели минерал оптически положительный, при введении квар­ цевой пластинки в северо-западном и юго-восточном квадранте фигуры наблюдается понижение окраски (желтая), в юго-за­ падном и северо-восточном квадранте—повышение окраски (синяя) (рис. 83, г).

В минералах оптически отрицательных наблюдается обрат­ ная картина. Это связано с тем, что колебания необыкновенного луча совершаются по радиусам, а обыкновенного — перпендику­ лярно к нему. Так как в положительных 'Кристаллах луч необык 10»

новенный отвечает большей оси индикатрисы (Ng), а в отрица­ тельных— меньшей (Np), то, вдвигая пластинку, с длинным размером которой совпадает меньшая ось индикатрисы (Np), мы получаем по длине пластинки в цервом случае понижение окраски (Ng минерала на Np пластинки), во втором — повыше­ ние окраски (Np минерала на Np пластинки).

В минералах с большим двупреломлением определение зна­ ка производится при помощи кварцевого клина. В последнем, как и в рассмотренных ранее компенсаторах, с длинным разме­ ром совпадает ось Np. В положительных кристаллах, вдвигая кварцевый клин, наблюдаем, что изохроматические кольца в северо-западном и юго-восточном квадрантах движутся от цент­ ра к периферии, а в юго-западном и северо-восточном — от пе­ риферии к центру, в отрицательных кристаллах движение изо­ хроматических колец— обратное (рис. 83, д).

В разрезах, наклоненных к оптической оси одноосных кри­ сталлов, середина креста смещена и располагается на перифе­ рии или вне пределов поля зрения. При вращении столика в поле зрения поочередно проходят ветки креста параллельно ни­ тям окуляра.

В разрезах, параллельных оптической оси одноосных кристал­ лов, вращая столик микроскопа, мы получаем широкий неяс­ ный серый крест (когда направление оптической оси совпадает с направлением колебаний в каком-либо из николей), при даль­ нейшем вращении крест распадается на две ветви — гиперболы, быстро уходящие в противоположные квадранты. Заметив на­ правление оптической оси, определяют знак кристалла обычным способом. Если гиперболы разошлись в северо-западный и юго восточный квадранты, при вдвижении кварцевой пластинки в центре поля зрения получается желтая окраска (положитель­ ный кристалл) и синяя (отрицательный кристалл).

В разрезах, перпендикулярных к оптической оси, двуосных кристаллов наблюдаются одна проходящая через центр поля зрения гипербола и изохроматические кольца, расположенные почти по окружности. При вращении столика гипербола вра­ щается вокруг центра (выход оптической оси), то выпрямляясь и почти совпадая с нитью окуляра, то искривляясь (наибольшие искривления при повороте на 45° от прямого положения). Ори­ ентировав гиперболу выпуклостью к северо-западу, вдвигаем кварцевую пластинку. В оптически положительных кристаллах на выпуклой стороне гиперболы появляется синяя окраска, на вогнутой — желтая. В оптически отрицательных кристаллах рас­ пределение окрасок обратное.

В разрезах, перпендикулярных острой биссектрисе, наблюда­ ются темный широкий креСт с пережимами на месте выхода оптических осей и изохроматические кольца, располагающиеся по окружности вокруг выходов оптических осей и к периферии образующие более сложную фигуру в виде восьмерки, перехо­ дящей в окружность. При вращении столика микроскопа крест распадается на две ветви — гиперболы, которые расходятся в противоположные квадранты (наибольшие расхождения при по­ вороте на 45° от положения креста, рис. 84, а).

Когда гиперболы находятся в северо-западном и юго-восточ­ ном квадрантах, для определения знака вводим компенсатор.

Рис. 84. Интерференционная фигура двуосного минерала:

а — р а з р е з _L о с т р о й б и с с е к т р и с е, б — р а з р е з _L о п т и ч е с к о й оси, в — р а з р е з Ii п л о ­ скости оптических о с е й, г — косые р а з р е з ы, х а р а к т е р п р о х о ж д е н и я изогиры через ц е н т р п о л я з р е и н я, д — р а с п р е д е л е н и е о к р а с к и при и с п ы т а н и и кварцевой п л а с т и н к о й, е — д в и ж е н и е и з о х р о м а т и ч е с к и х к о л е ц при и с п ы т а н и и кварцевым клином При вводе кварцевой пластинки в оптически положительных кри­ сталлах на вогнутой стороне гиперболы наблюдается желтая окраска, на выпуклой — синяя. В оптически отрицательных кри­ сталлах размещение окрасок обратное (рис. 8 4, 5 ).

При вдвижении кварцевого клина в кристаллах оптически положительных движение изохроматических колец происходит от центра к периферии по длине клина и от периферии к центру в направлении, перпендикулярном к первому. В оптически отри­ цательных кристаллах наблюдается обратная картина (рис.

84, е).

разрезах, перпендикулярных к тупой биссектрисе, и разре­ В зах, параллельных плоскости оптических осей, наблюдается кар­ тина, сходная с разрезом одноосного кристалла, параллельным оптической оси. Определение знака производится так же, как это было описано выше для одноосных кристаллов.

В разрезах, наклонных к оптическим осям или главным осям индикатрисы, или же к плоскостям симметрии индикатрисы (ко­ сые разрезы двуосного кристалла), при вращении столика ми­ кроскопа через поле зрения по очереди проходят темные искрив­ ленные или прямые балки — изогиры. Одновременно в поле зрения видна только одна 'балка. В момент прохождения сере­ дины поля зрения изогира непараллельна нити окулярного кре­ ста (рис. 84, г).

Нахождение квадранта для определения знака часто бывает весьма затруднительным.

В. Б. Татарский рекомендует следующее «автоматическое»

правило: «Когда при вращении столика по часовой стрелке изогира, делающая с вертикальной нитью меньший угол, чем с горизонтальной, уйдет направо, в поле зрения будет третий квадрант» (юго-западный, Н. Л. ).

Если, вдвигая кварцевую пластинку, получим в юго-западном квадранте понижение (желтая окраска) — кристалл оптически отрицательный, если повышение (синяя окраска) —кристалл оптически положительный. Определяя осность и знак кристалла, можно ориентировочно определить и угол между оптическими осями в разрезах, перпендикулярных острой биссектрисе. Рабо­ тая с объективом 40, наблюдаем следующее расхождение ветви гиперболы:

1. Расхождение незначительное, всего несколько делений окуляр-микрометра, 2 У=3—5°.

2. Ветви гиперболы находятся посредине, между центром и краем поля зрения, 2 V= 15—25°.

3. Ветви гиперболы находятся на краю поля зрения, 2 V «45—50°.

4. Ветви гиперболы выходят за поле зрения, 2 У50°.

Если расстояние между выходами оптических осей в поло­ жении их наибольшего расхождения измерить при помощи оку ляр-микрометра, N минерала известно, 2 V определяется по фор­ 7n муле Малляра:

где К — константа, зависящая от оптической системы микроско­ па (коноскопический угол объектива и цена деления окуляр-микрометра), определяемая при помощи апер­ тометра *.

D — расстояние между выходами оптических осей.

* К—-может быть определена путем измерения D в минерале, угол меж­ ду оптическими осями которого известен.

Дисперсия оптических осей. Наряду с дисперсией показате­ лей преломления и двупреломления в двуосных кристаллах проявляется дисперсия оптических осей, дисперсия части или -всех осей индикатрисы.

Дисперсия оптических осей- заключается в том, что величина 2 V различна для света разной длины волны. Кристаллы, обла­ дающие дисперсией оптических осей, в срезах, перпендикуляр­ ных к оптической оси, в скрещенных николях полностью не гас­ нут. Это происходит оттого, что срез перпендикулярен оптиче­ ской оси только для одной части спектра (например, для красных лучей), в то время как для другой (синих лучей)—не перпендикулярен, лучи проходят и интерферируют. Такие явле­ ния особенно резко проявляются в сфене, эпидоте, брукитеиряде других минералов.

Дисперсия оптических осей также является дополнительным диагностическим признаком. Различают два вида дисперсии:

1. Угол оптических осей для красных волн больше, чем для фиолетовых;

rv.

2. Угол оптических осей для красных волн меньше, чем для фиолетовых;

rv.

Определение дисперсии производится в сходящемся свете в разрезах, перпендикулярных к одной из оптических осей или к острой биссектрисе.

Если на выпуклой стороне гиперболы наблюдается красно­ ватая окраска, а на вогнутой — синеватая, rv. Если картина распределения окрасок о б р а т н а я — r v. При сильной диспер­ сии оптических осей минерал в скрещенных николях полностью не гаснет при вращении столика микроскопа, а окрашивается в аномальные интерференционные цвета (например, брукит).

В ромбических кристаллах оптические оси всех индикатрис (для разной длины волны) лежат в одной плоскости — плоско­ сти оптических осей. Это выражается в том, что цвета интер­ ференции первого порядка, по которым мы определяем диспер­ сию, располагаются вокруг выхода оптических осей симмет­ рично.

Бывают, однако, и такие случаи, когда индикатрисы разного цвета располагаются не в одной плоскости. Так, например, в бруките оптические оси индикатрисы для длины волны 5с550 ммк лежат в одной плоскости, а для длин волн Я550 ммк — в другой. Для длины волны 550 ммк брукит одно осен, для других волн — двуосен.


В моноклинных кристаллах, помимо дисперсии оптических осей, наблюдается дисперсия биссектрис. Это — непараллельное расположение биссектрис угла оптических осей у индикатрис разного цвета.

Дисперсия биссектрис в моноклинных кристаллах может быть горизонтальной (параллельной), наклонной и перекрещен •' Таблица Бесцветные анизотропные минералы * (в скрещенных н и к о л я х просветляются при в р а щ е н и и столика м и к р о с к о п а ;

в сечениях, п е р п е н д и к у л я р н ы х оптической осн, о с т а ю т с я темными, д а ю т интерференционную ф и г у р у ) Двуосиые Одноосные Показатель преломления I + + Шабазит, мор Кальцит ± ** Шабазит 1, денит (пти лолит), монт­ мориллонит К в а р ц и н +- Ортоклаз ± Кальцит ± 1,500-1, Халцедон — Доломит ± Микроклин ± Гипс — Магнезит ± Монтморил­ лонит Альбит + Ломонтит ± Альбит — Олигоклаз ± Олигоклаз ± Каолинит + Кварц + Кальцит ± 1,542-1, Лепидолит + Доломит ± до 15— Алунит — Магнезит ± Ангидрит — Мусковит + Лабрадор — Гидрослюды ± Гиббсит ± Арагонит — Андезин ± Анортит — до № 4 0 — 5 Олигоклаз ± № 17— Андезин ± № 30- Ангидрит — Арагонит — 1,600-1,700 Кальцит ± Диопсид + Тремолит + Доломит ± Силлиманит + Глаукофан + Апатит — Барит + Андалузит — Даллит ± Турмалин — Целестин + Дюмортьерит — Сидерит ± Энстатит + Магнезит ± Цоизит + гСорунд — Г е д е н б е р г и т — Эпидот ± Сидерит ± 1,700-1,780 Ксенотим + Цоизит + Дистен + Клиноцоизит± Диаспор — Сфен — Циркон + 1,780 Сидерит ± Монацит + Ксенотим + Анатаз ± Шеелит Брукит ± Касситерит + * Н а р я д у с б е с ц в е т н ы м и м и н е р а л а м и в т а б л и ц у включены м и н е р а л ы с е р ы е (брукит и др.).

** З д е с ь и в с л е д у ю щ и х т а б л и ц а х ± — з н а к з о н ы или у д л и н е н и я.

ной. Цвета интерференции располагаются вокруг выходов опти­ ческих осей симметрично одной плоскости или одной оси второ­ го порядка.

В триклинных кристаллах цвета интерференции первого по­ рядка вокруг выходов оптических осей располагаются асим­ метрично.

В тонких шлифах или мелких зернах (d0,05 мм) можно наблюдать и определять дисперсию, но различать виды диспер­ сии затруднительно. В крупных зернах (d до 0,25 мм) и в тол­ стых шлифах можно различать и виды дисперсии.

Определение минералов при помощи таблиц. Определив наиболее важные константы (приближенно) и собрав дополни­ тельные данные по ряду других диагностических признаков ми­ нерала, определяем минерал, пользуясь табл. 58—64 *.

Таблица Желтые, бурые и коричневые анизотропные минералы ( в скрещенных н и к о л я х просветляются п р и вращении столика микроскопа;

в сечениях, перпендикулярных оптической оси, остаются темными, д а ю т интерференционную ф и г у р у ) Одноосные Двуосные Показатель - преломления + + 1, Доломит ± Ортоклаз ± 1,500—1, Доломит^ ± Каолинит + 1,542-1,600 Нонтроиит + Лепидолит+ Мусковит + Арагонит — Глауконит Нонтронит + Глауконит 1,600—1,700 Авгит + Доломит ± Арагонит — Турмалин— Антофиллит+ Энстатит + Апатит— Биотит+ Сидерит + Гиперстеи + Роговая обманка • Лепидомелан + 1,700—1,780 Сидерит'+ Ставролит + Эпидот+ Ксенотим +* Авгит ± Везувиан Гиперстен + Ярозит Лепидомелан+ Эгирин (акмит)— Циркон + Гетит+ Сидерит ± 1,780 Рутил + Сфеи— Монацнт + Анатаз ± Ксеиотим + Лепидокрокит Брукит + Шеелит Ярозит Эгирин (акмит)— Касситерит + * Здесь и д а л е е полужирным выделены плеохроичные минералы., * Т а б л. 5 8 — 6 4 составлены по п р и н ц и п у т а б л и ц М и л ь н е р а с некоторыми изменениями и дополнениями.

Таблица Красные, розовые, розовато-лиловые анизотропные минералы (в скрещенных н и к о л я х просветляются при в р а щ е н и и столика микроскопа;

в сечениях, перпендикулярных оптической оси, о с т а ю т с я темными, д а ю т интерференционную ф и г у р у ) Одноосные Двуосные Показатели - I преломления + 1, 1,500-1, Кварц + 1,542—1, (аметист) Лепидолит + 1,600—1,700 Цоизит ± Глаукофан + Турмалин Тремолит + Андалузит— Дюмортьерит— 1,700-1,780 Лепидомелан + Цоизит + Корунд— Гиперстен + Гетит 1,780 Циркон + Анатаз + Рутнл + Лепидокрокит Гематит+ Шеелит Касситерит + Таблица Зеленые анизотропные минералы (в скрещенных н и к о л я х просветляются при в р а щ е н и и столика м и к р о с к о п а ;

в сечениях, перпендикулярных оптической оси, остаются темными, д а ю т интерференционную ф и г у р у ) Двуосные Одноосные Показатели преломления + + 1, 1,500—1, Нонтронит + Нонтронит + 1,542—1, Хлорит+ Хлорит + Глауконит • Тремолит+ Апатит— 1,600—1,700 Цоизит ± Актинолит+ Турмалин— Силлиманит — Гиперстен + Диопсид + Андалузит— Энстатит + Роговая обманка+ Авгит ± Биотит + Дюмортьерит— Глауконит Гиперстен + Геденбергит— Везувиан— 1,700-1, Эпидот± Авгит ± Эгирин Хлоритоид— Цонзит + (акмит)— Монацит + Эгирин (акмит)— 1,780 Циркон + Шеелит Таблица Синие и лиловые анизотропные минералы (в скрещенных н и к о л я х просветляются п р и в р а щ е н и и столика м и к р о с к о п а ;

в сечениях, перпендикулярных оптической оси, остаются темными, д а ю т интерференционную ф и г у р у ) Одноосные Двуосные Показатели преломления _ + 1, 1,500-1, 1,542—1, 1,600-1,700 Арфведсонит— Дюмортьерит— Турмалин— Глаукофан+ Апатит— Рибекит— Арфведсонит— 1,700-1,780 Дистен + Корунд— Хлоритоид— Гиперстен + 1,780 Анатаз + T а б л и ц а Изотропные минералы ( в скрещенных н н к о л я х минералы остаются т е м н ы м и во всех п о л о ж е н и я х п р и вращении столика микроскопа и не д а ю т интерференционной ф и г у р ы ) Окрашенные Показатель коричневые, Бесцветные красные преломления бурые зеленые синие и розовые и желтые Галлуазит 1, Аллофан Аллофан Аллофан Анальцим Флюорит Флюорит Флюорит Сильвнн Опал Вулканическое стекло Флюорит Квасцы Аллофан Аллофан 1,500-1,542 Вулканическое стекло Янтарь Лейцит Галлуазит Аллофан Аллофан Аллофан 1,542-1,600 Вулканическое стекло Галлуазит Аллофан 1,600—1,700 Г а л и т Коллофан Вулканическое стекло Коллофан П р о д о л ж е н и е табл. Окрашенные Показатель Бесцветные коричневые, преломления красные бурые аеленые синие н розовые и желтые Плео Шпинель 1,700—1,780 Пироп Гроссуляр Грос­ наст суляр Альмандин | Гроссуляр Шпинель Пироп Альмандин Плео к н х наст Гроссуляр ) Р 3 е н а Альмандин 1,780 Спессартин Андра­ Андрадит дит Алмаз Альмандин Уваро Спессартин вит Пнкотит Андрадит Пикотит Лимонит (аморфный) Д л я определения наиболее распространенных минералов т я ж е л о й и л е г к о й фракции по таблицам необходимо знать показатель преломления (прибли­ ж е н н о ), осность, знак кристалла, минерал окрашенный ( и в какой цвет) или неокрашенный;

если окрашенный, то плеохроичный или «еплеохроичный и знак удлинения.

Н а основании этих д а н н ы х определяемый минерал попадает в одну из граф т а б л и ц ы, где имеется от о д н о г о - д в у х до пяти-шести минералов. Читаем опи­ сание э т и х минералов (глава 17-ая), используя при этом дополнительные данные, полученные при изучении минерала (двупреломление, характер у г а с а н и я и у г о л у г а с а н и я, спайность, форма и т. п.).

Например, изучая л е г к у ю фракцию песчаника, установили, что минерал бесцветный, показатель преломления значительно более 1,542, д в у о с н ы й, о т р и ­ цательный, у г о л оптических осей небольшой, форма минерала — листочки с р в а н ы м и к р а я м и (слюдоподобный г а б и т у с ), двупреломление ннэкое, наблю­ дается т а к называемое облачное погасание, мелкие листочки, поставленные на ребро, о б н а р у ж и в а ю т высокое двупреломление, о д н у систему трещин спайно­ с т и, прямое погасание и положительное удлинение относительно т р е щ и н спай­ ности.

У ч и т ы в а я приведенные данные о минерале, обращаемся к табл. 59 (бес­ цветные м и н е р а л ы ). О и попадает о п р а в у ю к р а й н ю ю графу, (третья сверху к л е т о ч к а ), в которой н а х о д и т с я восемь минералов.

Р я д минералов сразу ж е отпадает, т а к как ие имеют слюдоподобного г а ­ б и т у с а : андезин, оликоглаз, анортит, арагонит (последний к т о м у ж е имеет очень высокое двупреломление), и м ы м о ж е м не читать и х описание.

Затем м о ж н о исключить глинистые минералы: каолинит, г и д р о с л ю д ы, т а к как н а м и изучается фракция 0,25—0,01 мм песчаника.

В результате о с т а ю т с я два м и н е р а л а : мусковит и лепидолит. Читаем описание этих минералов: лепидолит обычно окрашен в розовые, красные, фиолетовые т о н а и плеохроичен, следовательно, не п о д х о д и т. К т о м у ж е лепи­ д о л и т довольно редко встречается в осадочных породах. Следовательно, опре­ деляемый нами минерал представляет собой мусковит.

О п и с а н н ы й случай является наиболее т р у д н ы м для определения, так к а к с л ю д ы в иммерсия в ы г л я д я т иначе, чем в шлифах;

кроме т о г о, в у к а з а н н о й в ы ш е графе т а б л и ц ы заключено большое количество минералов.

Рассмотрим второй пример. Изучается тяжелая фракция алевролита или песчаника. Получены следующие данные о минерале: минерал окрашен в зе­ леный цвет, плеохроичный от темно-зеленого (почти непрозрачного) до почти бесцветного, одноосный отрицательный, показатель преломления значительно меньше 1,700, форма минерала призматическая удлиненная, двупреломление высокое, погасание прямое, удлинение отрицательное.

По этим данным минерал можно определять, пользуясь табл. 62 и 63.

В табл. 62 минерал нужно искать во втором ряду слева (четвертая клет­ ка сверху), где находятся два минерала: апатит и турмалин.

Читаем описание этих минералов. Апатит обычно бесцветный и имеет низкое двупреломление, а если и встречаются апатиты окрашенные, то, глав­ ным образом, в бурые тона (слегка плеохроичиые);

резкий плеохроизм и вы­ сокое двупреломление не оставляет сомнения в том, что речь идет о турма­ лине.

Если определение ведется по табл. 58, то минерал находим во второй гра­ фе слева четвертая клетка сверху. В этой клетке заключено семь минералов, четыре из ннх принадлежат к группе кальцита и имеют характерные признаки:


очень высокое двупреломление, ромбоэдрические зерна со спайностью по ромбо­ эдру, иногда с полисинтетическими двойниками или зерна неправильной фор­ мы, интерференционная окраска радужная, более высокого порядка (вплоть до серых и белых окрасок высокого порядка), показатель преломления очень вы­ сокий (М»1,700, сидерит;

No= 1,700, магнезит;

Мэ1,700, но близок к 1,700 — доломит;

Л?о1,700, кальцит).

Остаются три минерала: даллит, апатит и турмалин. Чятая описание этих минералов, снова приходим к выводу, что изучаемый минерал является тур­ малином.

Если минерал однозначно не определяется, следует получить некоторые дополнительные данные. С этой целью сменяют жид­ кость в препарате на одну из дополнительных ( и = 1,780;

1,600;

1,500);

при определении минералов тяжелой фракции полезно также применять дополнительную жидкость с п 1,630—1,650, при исследовании минералов легкой фракции — жидкость с п около 1,530. Если и в этом случае минерал не может быть опре­ делен однозначно и достаточно достоверно, то необходимо точно определить наиболее важные оптические константы: показате­ ли преломления, двойное лучепреломление, осность и знак кри­ сталла, угол между оптическими осями (хотя бы приближен­ но), ориентировку индикатрисы, схему плеохроизма и дисперсию оптических осей. Если и оптических данных недостаточно для однозначного определения минерала, используют дополнитель­ но микрохимические реакции, реакции окрашивания и спектро­ скопический метод (адсорбционный спектр).

Установив оптические константы, определяем минерал по таблицам и описанию. Однако может оказаться, что такого ми­ нерала в наших таблицах нет. В этом случае рекомендуется обращаться к определителю В. Ларсена и Г. Бермана «Опреде­ ление прозрачных минералов под микроокопом». В этой книге минералы разбиты на изотропные, одноосные положительные, одноосные отрицательные, двуосные положительные, двуосные отрицательные (одноосные расположены в порядке возрастания No, двуосные — Nm). В графе «оптическая ориентировка оси индикатрисы» Ng, Nm, Np обозначены через Z, У, X, кристал­ лографические оси (100), (010) и (001) соответственно через a, b и с.

Федоровский метод определения минералов тяжелой и лег­ кой фракции обычно не применяется главным образом из-за спе­ цифики объекта исследования и значительной трудоемкости. Ис­ следование тяжелых и легких фракций на федоровском столике возможно в постоянных препаратах, приготовленных на канад­ ском бальзаме или канифоли.

Существуют и специальные приемы работы с иммерсией.

Один из таких приемов заключается в том, что на предметном стекле из покровных стеклышек склеивают ячейку (по форме и размеру равную покровному стеклу);

в ячейку помещают зерна фракции размером не 0,05 мм, вводят жидкость и покрывают покровным стеклом. Методы работы на федоровском столике описаны в специальных руководствах.

При исследовании тяжелых фракций обычно возникают за­ труднения в определении изотропных минералов и непрозрач­ ных— рудных минералов. Д л я получения более надежных ре­ зультатов следует рекомендовать точное определение показате­ лей преломления изотропных минералов с использованием высо копреломляющих жидкостей ( и = 1,800—2,000 — для определе­ ния гранатов и шпинелей).

Рудные минералы изучаются в отраженном свете. Наблюдая минералы в отраженном свете, отмечают их цвет, оттенок цве­ та, блеск, форму зерен и агрегатов и находят по таблице (табл. 64).

При определении рудных минералов полезно предваритель­ ное разделение магнитом и электромагнитом. Если такого раз­ деления не было, необходимо проверить магнитность рудных ми­ нералов простым подковообразным или брусковым магнитом (удаляя никель-поляризатор и все осветительное устройство из под столика микроскопа и поднося магнит.прямо к предметно1му стеклу). Сильномагнитные минералы (магнетит, титаномагнетит, пирротин) при движении магнита под столиком микроскопа бу­ дут перемещаться (в незакрепленном препарате).

Подсчет содержания минералов. Определив все минералы тяжелой и легкой фракции, переходим к подсчету содержания различных минералов. Многолетняя практика минералов-петро­ графов показывает, что вполне достаточно подсчитать 400— зерен в каждой фракции. Как показал Вистелиус, используя ме­ тоды математического анализа, увеличение количества подсчи­ танных зерен не увеличивает точность подсчета. Содержание каждого минерала во фракции выражается в процентах по от­ ношению ко всем подсчитанным зернам. Очень часто одного пре­ парата недостаточно, чтобы подсчитать 400—500 зерен, поэтому (а также с целью более полного изучения минералогического Таблица Минералы непрозрачные — черные в проходящем свете (наблюдение ведется в о т р а ж е н н о м свете) Оттенок Минерал Свинцово-серый Металлический яркий Кубики, параллелепи­ Галенит п е д ы, з е р н а со с т у ­ пеньками Серебристо-серый Металлический Октаэдры, додэкаэд- Магнетит ры, обломки непра­ вильной формы Металловидный Стально-серый, пур­ Неправильной формы И л ь м е н и т пурно-серый, малино­ зерна, о к р у г л ы е, ре­ во-серый же — таблички Металлический туск­ формы П и р о л ю з и т Темный, стальной, чер­ Неправильной лый ный, землисто-пур­ зерна пурно-серый Стеклянный, полуме­ Каменный уголь Неправильной формы Ч е р н ы й, сероватый, бу­ таллический, метал­ ровато-черный в тон­ з е р н а, у г л о в а т ы е ос­ лический ких краях, красно- колки, примазки бурый Металлический туск­ Октаэдры, додекаэдры, Хромит Металлический черный, лый коричневый в тонких н е п р а в и л ь н о й формы краях зерна Стеклянный Октаэдры, зерна непра­ Пикотит Черный, зеленовато-ко­ вильной формы ричневый в тонких краях о к т а э д р ы, Сфалерит Алмазный, металличе­ Тетраэдры, Смолисто-серый, ко­ ский, жирный к у б ы, зерна непра­ ричневый в и л ь н о й формы П р о д о л ж е н и е т а б л. Оттенок Блеск Форма Минерал Цвет Лимонит (гидрогетнт), Ржаво-коричневый Блеска нет или туск­ Зерна неправильной Коричневый гетит лый металлический формы Гематит Красный Красный, кирпично- Металлический Таблитчатый, ромбо­ красный видный, зерна непра­ в и л ь н о й формы Желтый Латунно-желтый Металлический К у б, октаэдр, зерна не­ Пирит правильной формы Белый, серовато-жел­ Металлический Неправильной формы М а р к а з и т тый ный зерна, удлиненные пластинки, волокна, радиально-лу чистые Белый Белый Тусклый Неправильной формы Л е й к о к с е н зерна, о к р у г л ы е, таб­ литчатые Белый и серый Ильменит металловид­ То же Тусклый, ный Зеленый Зеленый, зеленовато- Нет блеска или туск­ Зерна неправильной Глауконит коричневый лый, стеклянный формы или окатан­ ные, и н о г д а по р а к о ­ винам фораминифер состава фракции) рекомендуется просматривать 2—3 препара­ та из одной и той же'фракции.

Предложение выражать процентное содержание каждого минерала по отношению к весу всей породы * пока не получило распространения, так как для такого подсчета 'требуется много времени. Кроме того, следует помнить, что при подсчете содер­ жания различных минералов в тяжелой и лепкой фракциях речь идет о числе знаков минерала, а не об объемных или весовых процентах, потому что подсчитьгваются зерна разного размера (от 0,01—0,02 мм до 0,20—0,25 мм) и, следовательно, разных объемов.

Если же, как это предлагает ряд исследователей, выражать содержание минерала в весовых процентах по отношению к ве­ су всей породы, то необходимо учитывать также и объем зерен.

Объем зерен не учитывается ни одной из приведенных выше фор­ мул, да и практически учет объема зерен представляет большие трудности.

Практически подсчет осуществляется следующим образом: в определенном порядке (перемещая препарат по горизонтали и вертикали) просматривают большое количество полей зрения (одного или двух-трех препаратов, в зависимости от размера и числа зерен) и в каждом поле зрения подсчитывают число зерен каждого минерала. Затем суммируют эти данные по всем полям и минералам и выражают содержание каждого минерала в процентах по отношению к числу подсчитанных зерен.

Д л я подсчета может быть использован счетный прибор — пуш-интегратор Глаголева. Однако пользоваться этим прибором можно только при подсчете минералов во фракции с неболь­ шим числом минеральных видов (не более шести). Если тяже­ лой жидкостью разделялись отдельно фракции 0,25—0,05 мм и 0,05—0,01 мм, то определение минералов и подсчет необходимо производить по четырем фракциям. Все это сильно увеличивает объем работы.

Очень часто в тяжелой фракции содержится большое коли­ чество прозрачных — аутогенных минералов (сидерит, доломит, анкерит, брейнерит, барит и др.) или непрозрачных — рудных минералов (пирит, гематит, лимонит и др.), главным образом также аутогенных (частью аллотигенных). Причем в одних фрак­ циях аутогенных минералов много, в других — мало или совсем нет. Прозрачные — аутигенные минералы и непрозрачные — руд * Н. А. Преображенский предлагает следующую формулу для подсчета p-nd-fOO, содержания минералов по всей породе: р ^ ' гтде р —вес тяжелой фракции, п — число зерен данного минерала, d—удель­ ный вес минерала, Р — вес пробы всей породы. С аналогичным предложением,выступили Коген и ряд других авторов.

Рис. 85. Л и т о л о I J S Анатаз са й Ионацит I I 1 U I I 1 I й Ксенотим I_ !

I _ J J j. Й Апатит " * ' \/" I.А05щее кшчестбо Ч & N Плеохроичный anamum\ j g Диопсид,r-r- I * * ^ I— —I—— 1 _|._,._ «3 Везувиан I III I 1 1 I g Корунд I I Mi I гЗ Ставралит ! ! ! I!

1 I I II S Дистен I I I I II '~ N I V I I I ' са УТТк] S Хлоритоид j ^ j I I I IS Ильменит ft са киии преобладают слюды и рудные минералы, I I II I I В составе тяжелой Примечания J всегда присутствую /77 в значительных количествах циркон, турмалин и рутил | [ || j ные подавляют прозрачные аллотигенные минералы тяжелой фракции, вследствие чего трудно составить себе представление о характере ассоциации акцессорных минералов.

Д л я устранения этого недостатка следует при обработке породы и фракции удалять аутигенные минералы. Такая пред­ варительная обработка предусмотрена анализом (см. выше), но если несмотря на обработку частично сохранились прозрачные минералы или во фракции преобладают непрозрачные рудные, рекомендуется производить пересчет — прозрачные аллотиген­ ные минералы, за вычетом рудных и аутигенных, снова пере считываются на сумму 100%. Пересчитывать можно одновре­ менно с общим подсчетом. Допустим, подсчитано всего 500 зе­ рен. Из них 450 составляют прозрачные аутигенные минералы, 50 — непрозрачные рудные. Вычисляем процент содержания пер­ вых и вторых из расчета 100% = 5 0 0 зерен, а содержание про­ зрачных аллотигенных минералов вычисляем из расчета 100% = = 4 5 0 зерен.

Такой подсчет дает возможность выявить действительный со­ став акцессорных минералов тяжелой фракции, составить пред­ ставление об ассоциациях акцессорных минералов.

И з о б р а ж е н и е результатов анализов. Результаты подсчета со­ держания тяжелых и легких минералов во многих породах изо­ бражаются в виде таблиц, в которых по горизонтали показаны минералы, а по вертикали — название породы, ее адрес и стра­ тиграфическая принадлежность. Содержание минералов дается в процентах по отношению ко всем подсчитанным зернам фракции.

Такое изображение результатов анализа должно быть обяза­ тельным для всех без исключения исследователей. Изображение в виде условных значков или формул тяжелых и легких фракций затрудняет, а в некоторых случаях делает невозможным исполь­ зование результатов работы другими исследователями. Этот ме­ тод широко применялся в тридцатых годах нашего века. Таб­ лицы обязательно должны содержать также сведения о количе­ стве тяжелой фракции и размерной фракции в каждом исследованном образце (в процентах).

Кроме таблиц, широко используются различные способы графического изображения результатов анализа, основанные на данных таблиц (рис. 85).

Рисунки не требуют особых пояснений. По вертикали изо­ бражается схематический разрез — колонка, по горизонтали вверху — название минералов, затем против колонки в виде ло­ маной кривой в определенном масштабе дается содержание минералов.

На графиках, естественно, невозможно дать сведения о всех минералах, поэтому приводятся наиболее важные данные о ха­ рактерных или «руководящих» минералах тяжелой и легкой фракции («руководящими» минералами называют такие, содер­ ж а н и е которых по вертикали сильно изменяется и вместе с тем они постоянно присутствуют в определенных горизонтах на значительных п л о щ а д я х ).

Применяются т а к ж е круговые и столбчатые диаграммы. Од­ нако такой метод изображения чаще употребляют для показа гранулометрического состава пород.

VVV -И4-4-++ + 4-4-4-4 3 * 'VV + 4-4-4- + Рис. 8 6. Терригенно-минералогические п р о в и н ц и и уг­ леносных о т л о ж е н и й Б о л ь ш о г о Д о н б а с с а :

1 — г р а н и ц ы провинций и к р и с т а л л и ч е с к о г о м а с с и в а, 2 — апа тито-гранатовая с цирконом, турмалином, рутилом, рудными минералами и слюдами, 3 — циркоио-турмалиио-рутиловая со с л ю д а м и н р у д н ы м и м и н е р а л а м и, 4— а п а т и т - а и а т а з - б р у к и т хлоритоидиая с цирконом, турмалином, рутилом, слюдами н рудными минералами, 5 — ассоциация юго-востока Д о н б а с с а, с о д е р ж а щ а я п о м и м о п е р е ч и с л е н н ы х в ы ш е м и н е р а л о в актиио лит, э и с т а т и т, в о л л а с т о и и т, ш п и н д е л ь, т о п а з, к а с с и т е р и т и д р.

Д л я демонстрации распределения минеральных ассоциаций на площади составляют специальные карточки (карты терри генно-минералогических провинций), где площади с разными комплексами минералов покрывают различными условными зна­ ками (штрихами, красками и т. п., рис. 86).

Изучение типоморфных особенностей минералов. При изуче­ нии минералов в зернах требуется особенно тщательное описа­ ние их типоморфных особенностей. При исследовании корреля­ ционного значения того или иного минерала может оказаться, что сам минерал обычного вида (например, циркон, апатит или какой-либо другой) присутствует во всех горизонтах толщи и на всей площади распространения (примерно в равных коли чествах). Следовательно, корреляционное значение его равно нулю. Вместе с тем какая-либо разновидность этого минерала с особыми типоморфными признаками (окраска, форма, степень выветрелости, включения, иногда показатели преломления и т. п.) присутствует только в одном горизонте толщи и может служить для нее корреляционным признаком. Точно так же особые виды того или иного минерала, установленные в осадоч­ ных породах и затем обнаруженные и в породах возможной питающей провинции, помогают правильно определить области питания и т. п. В этом отношении показательными являются работы английских геологов, проследивших распространение малиновых (пурпурных) цирконов из левизианских гнейсов (пи­ тающая провинция) от торридонских отложений до эоцена юж­ ной Англии (области захоронения).

У нас в Союзе имеется много примеров подобного рода ис­ следований. Так, например, А. Г. Алиев, Э. А. Даидбекова, Б. М. Ибрагимова (1955) в третичных отложениях Азербайджа­ на выделяют следующие типы диетена.

1. Окатанные и полуокатанные зерна.

2. Удлиненные призматические кристаллы с ярко выражен­ ными поперечными трещинами.

3. Мелкие и разрушенные зерна различной формы: дистен без включений;

дистен с включениями жидкости, воздуха, пи­ рита, гидроокислов железа, углистого вещества, различных кристаллов.

Установлено, что дистен без включений характерен для ап шеронского яруса, меотиса и сармата и нижней части майкоп­ ской свиты, дистен с жидкими включениями — для верхней ча­ сти продуктивной толщи и караганских слоев и т. д.

Н. В. Логвиненко (1954) в породах среднего карбона Дон­ басса выделяет несколько типов турмалинов: почти бесцветные (аутигенные), коричневые, зеленые, синие и турмалины в виде обломков зерен с зазубренными гранями и трещинами вдоль ребра призмы;

два типа апатита: бесцветный и плеохроичный (в бурых тонах);

четыре типа рутила: красный, темно-красный, коричневый, золотистый и серый;

два типа брукита: золотистый и серый;

несколько разновидностей граната: оскольчатые — не­ правильной формы зерна и зерна черепитчатого строения (с гра­ нями нарастания), гранаты с включениями кварца, бесцветные и розовые гранаты и т. п.

Установлено, что если бесцветный апатит встречается во всех горизонтах среднего карбона, то плеохроичный локализован только в некоторых горизонтах. Гранаты с включениями кварца и гранями нарастания встречаются в осадках среднего карбо­ на западной и северо-западной части Донбасса и известны в кристаллических породах Украинского кристаллического масси­ ва и т. д.

H. C Вартанова (1953) установила широкое распростране­ ние гранатов с гранями нарастания в каменноугольных отложе­ ниях Львовской мульды и выяснила, что подобные гранаты пользуются широким распространением в диафторитах Карпат, в то время как в пределах западной и северо-западной части Украинского кристаллического массива они редки.

Примером детального изучения обычных породообразующих минералов (кварца, полезных шпатов) являются работы В. С. К н я з е в а и Г. Г. Леммлейна, В. Д. Шутова (1950—1958) и др. В. С Князев и Г. Г. Леммлейн выделяют следующие типы обломочного кварца: 1) кварц без включений;

2) кварц не­ прозрачный;

3) кварц полупрозрачный;

4) кварц с игольчатыми включениями;

5) кварц с пластинчатыми и изометрическими включениями;

6) кварц трещиноватый;

7) кварц опалесцирую щий;

8) кварц регенерированный.

В. С. Князевым изучен обломочный кварц продуктивной тол­ щи Апшеронского полуострова. Результаты этого исследования позволили ввести некоторые коррективы в палеогеографию про­ дуктивной толщи. И хотя методика изучения обломочного квар­ ца не всегда дает ощутимые результаты (по нашим данным), все же следует рекомендовать детальное изучение обломочного кварца при исследовании осадочных толщ.

Перечисление подобных примеров по СССР можно было бы продолжить, но и так достаточно ясно видно значение изучения типоморфных особенностей минералов осадочных пород.

При изучении типоморфных особенностей минералов необ­ ходимо обращать внимание на окраску минералов и характер плеохроизма, форму зерен и кристаллов, наличие или отсутствие спайности, характер ее проявления, содержание и характер включений, исследование некоторых оптических свойств, в пер­ вую очередь показателей преломления и 2V, степень выветрело сти минералов и характер выветривания, на прочие признаки (явления растворения или регенерации и др.).

Изучение глинистых частиц под микроскопом. Метод ориен­ тированных препаратов для изучения глинистых минералов пред­ ложен М. Ф. Викуловой (1952). Сущность его состоит в том, что из суспензии, в которой взвешены глинистые частицы, мед­ ленным выпариванием, осаждением и высушиванием получают слой глинистых частиц, ориентированных примерно одинаково, так как при оседании частиц и высушивании благодаря поверх­ ностному натяжению они ложатся параллельно наиболее разви­ той поверхности (001). Получается своеобразный «монокрис­ талл». Метод применим для мономинеральных глин и для глин, в которых один какой-либо минеральный вид является господст­ вующим. ' П о р я д о к р а б о т ы. Навеска глины 15—35 г в зависимости от степени песчанистости замачивается дистиллированной водой в фарфоровой чашке. Размоченная глина тщательно растирается пальцем или резиновым пестиком. Для глин, склонных к коагу­ ляции, период замачивания и особенно растирания должен быть продолжительным (несколько дней);



Pages:     | 1 |   ...   | 6 | 7 || 9 | 10 |   ...   | 11 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.