3.1.6. Методика изучения рудных минералов в отраженном свете с помощью рудного микроскопа

Изучению рудных минералов в отраженном свете должно предшествовать минералогическое описание штуфных образцов, из которых затем изготовляют аншлифы. В образцах должны быть представлены все рудообразующие и ассоциирующие с ними жильные минералы, их парагенетические разновозрастные ассоциации, минералы вмещающих пород и характерные типы взаимных срастаний минералов и их агрегатов.

Для изучения полиминеральных рудных агрегатов с мелкозерни­стым и скрытокристаллическим строением, сложными текстурами и структурами, чтобы выяснить их состав и все структурно-текстурные особенности, требуется изготовление большого количества приполиро-вок, аншлифов и прозрачных шлифов.

Аншлифы предварительно монтируют с помощью пластилина на предметном стекле или специальной пластинке, пользуясь ручным прессом, и устанавливают на предметный столик рудного микроскопа. Вместо пластилина можно использовать пчелиный воск, парафин, сур­гуч, мастику.

Полированная поверхность аншлифа должна быть строго перпен­дикулярна плоскости столика микроскопа. Освещенная пучком верти­кально падающего поляризованного света полированная поверхность минералов отражает лучи каждой световой волны. Дефекты полировки могут вызвать ложную анизотропию.

Для диагностики рудных минералов в аншлифах используют набор индивидуальных оптических свойств, присущих этим минералам в отраженном свете. Необходимо изучать и запоминать эти свойства, а также руководствоваться знанием кристаллических особенностей и минералогических диагностических свойств, которые помогают при диагностике минералов в аншлифах и в штуфных образцах.

В рудных агрегатах рудообразующие минералы находятся чаще всего в тесном взаимном срастании и лишены собственных кристаллических ограничений. Но отдельные минералы всё же обнаруживают склонность к образованию кристаллических форм. Аншлиф даёт возможность наблюдать только сечения минеральных зёрен. Наблюдения и учет характерной формы сечения минералов ускоряют диагностику минералов и позволяют распознать схожие по цвету минералы в аншлифе; учёт формы сечения контролирует правильность определения минерала. Сечения кристаллов, наблюдаемые в аншлифе, зависят от случайного среза, что искажает представления о реальной форме кристаллов. Тем не менее, следует стремиться выяснить на основании наблюдений в разных сечениях реальную форму минеральных зёрен рудообразующих минералов. Хорошо образованные кристаллы с характерными кристаллическими гранями принято называть идиоморфными. Минеральные выделения неполным развитием кристаллических граней, вследствие угнетённости их свободного роста, называют гипидиоморфными. Но если кристаллические грани сохранились только частично, а сами минералы подверглись дроблению, коррозии, замещению, то такие формы сечений принято называть эвгедральными. Подчинённость позднее образовавшихся минералов другим, ранее образовавшимся кристаллам, и формирование этих минералов в более ограниченном пространстве выражается появлением ксеноморфных (ангедральных) сечений минеральных зёрен.

Некоторые минералы наблюдаются в виде коллоидных выделений и имеют колломорфную структуру.

Для изучения рудных минералов в отраженном свете используется свойство их полированной поверхности отражать определённое количе­ство падающего плоскополяризованного света, который получают при прохождении через поляризатор.

Главными диагностическими свойствами минералов, которые изу­чают в аншлифах, является отражательная способность и микротвёр­дость. О твёрдости минералов можно косвенно судить по высоте отно­сительного рельефа в аншлифах.

При наблюдении под микроскопом полированной поверхности минералов одни минералы кажутся яркими, а другие – серыми (слабоот-ражающими). Свойство минералов в аншлифе отражать определённое количество падающего на них света называется отражательной способ­ностью и является их оптической характеристикой. Численное значение отражательной способности называется показателем отражения.

Показатель отражения (R) представляет собой относительную величину (соотношение) интенсивности отраженного света к интенсивности падающего на полированную плоскость аншлифа света, прошедшего через опак-иллюминатор. Показатель отражения равен доле единицы, но его принято выражать в процентах.

Показатель отражения зависит от длин волн падающего света: с увеличением длин волн либо возрастает, либо убывает. Разницу между крайними по спектру величинами R характеризует коэффициент дисперсии показателей отражения R, который обозначают F. В диапазоне волн 680–480 нм монохроматического света F_абс.= R₆₈₀ – R₄₈₀. Если F > 0 рудные минералы в отраженном свете имеют розоватый или кремовый оттенок, а если F < 0, то голубоватый и зеленоватый. При F = 0 цветного оттенка не наблюдается. Слабо отражающие минералы в отраженном свете выглядят серыми.

Применение поляризованного света для изучения непрозрачных и полупрозрачных минералов диктуется необходимостью изучения опти­ческих свойств минералов, то есть их взаимоотношений с поляризован­ным светом, которое выражается явлениями изотропии и анизотропии.

По поведению в скрещенных николях все минералы делятся на оптически изотропные и оптически анизотропные.

Изотропные минералы в скрещенных николях становятся чёрны­ми (погасают) и не просветляются при вращении столика микроскопа. Оптически изотропными являются минералы высшей сингонии, а мине­ралы средней и низшей сингонии – анизотропными.

Анизотропные минералы при полном круговом обороте столика микроскопа вокруг его оси четыре раза погасают и четыре раза приоб­ретают некоторую интерференционную окраску.

Слабоанизотропные минералы в строго скрещенных николях ве­дут себя как изотропные.

Для диагностики минералов можно исследовать цвет их порошка, который извлекают из полированного шлифа с помощью швейной иглы (если минерал присутствует в большом количестве). Цветные порошки имеют полупрозрачные минералы. Природный цвет таких минералов можно распознать также в скрещенных николях при слабом объективе и при косом освещении с внешним источником света (при этом опак-иллюминатор микроскопа должен быть выключен).

В качестве вспомогательного диагностического признака используется спайность минералов. Трещины спайности наблюдаются в отра­женном свете в виде ориентированных чёрных прямолинейных линий. Если минерал обладает хорошей спайностью в нескольких направлени­ях, то трещины спайности могут соединяться в ломаные линии, отдель­ные участки которых прямолинейны и ориентированы в определённом направлении (линейность ориентировки отличает трещины спайности от тектонических трещин). Иногда трещины спайности у мягких че­шуйчатых и таблитчатых минералов бывают изогнуты вследствие де­формаций, но и в таком случае они имеют определённую ориентировку.

В аншлифах трещины спайности выражены обычно нечётко или они могут быть заполированы. Если минерал имеет спайность, то при структурном травлении трещины спайности выявятся. Как правило, трещины спайности проявляются при полировании (например, у никелина, рис. 17) у минералов, которые начали подвергаться начальному окислению. Если трещины спайности ориентированы параллельно плоскостям граней минералов, имеющих кубическую, октаэдрическую или додекаэдрическую форму, то при полировке в местах пересечения этих трещин неизбежно возникают углубления в виде треугольников (треугольники выкрашивания. Но такие дефекты полировки проявлены только у достаточно крупных минеральных зёрен, а у мелких минеральных зёрен спайность не наблюдается. В отличие от трещин спайности дефекты полировки в виде тонких штрихов и царапин при косом освещении (или в скрещенных николях) имеют блеск на одной из сторон при повороте столика микроскопа, при дальнейшем повороте столика на 180° блеск появляется на другой стороне. Кроме того, трещины спайности оказываются заваленными тонким слоем полированной плёнки на поверхности аншлифа, а царапины, возникающие как дефект полировки, таких завалов не имеют.

У рудных минералов может обнаруживаться зональное строение роста отдельных кристаллов. Зональное строение помогает выявить структурное травление. Иногда зональность наблюдается в скрещенных николях.

Характерными диагностическими признаками служат двойники – закономерные сростки кристаллов, которые возникают в процессе их роста или последующих механических воздействий и деформаций. У изотропных минералов двойниковые швы выявляются методом струк­турного травления и их можно увидеть с одним николем (без анализа­тора). Иногда двойники можно обнаружить без травления по неодно­родной высоте относительного рельефа. Двойниковые швы отличаются от случайных тесных сростков по своей строгой прямолинейности.

У анизотропных минералов двойники наблюдаются в скрещенных николях. Если плоскость аншлифа ориентирована под большим углом к плоскости двойникового шва, то полисинтетические двойники в скрещенных николях при вращении столика микроскопа наблюдаются у анизотропных минералов в виде чередующихся затемнённых и просветлённых тонких полос. При пологой ориентировке сечения минерала в аншлифе плоскости двойниковых срастаний (двойниковых швов) являются широкими.

В качестве дополнительных диагностических признаков минералов используется набор индивидуальных механических, магнитных, электрических и других физических свойств.