3.5.2. Диагностические свойства, наблюдаемые в скрещенных николях в параллельном и в сходящемся свете

Наблюдения в скрещенных николях используются для разделения минералов на изотропные и анизотропные. Необходимо знать, что оптические явления в отраженном свете при скрещенных николях заметны слабо и поэтому нужно использовать сильное освещение. Синий светофильтр, который обычно используется для компенсации желтизны света, исходящего от электролампочки, при наблюдении в скрещенных николях удаляют.

По силе эффекта анизотропии различают слабо-, заметно- и сильноанизотропные минералы.

Если в строго скрещенных николях при вращении столика микро­скопа сечение рудного минерала остаётся тёмным или просветлённым и тон его от вращения не изменяется, то возможны три случая:

• минерал относится к кубической сингонии;

• минеральное вещество является скрытокристаллическим или аморфным;

• наблюдаемое сечение представляет собой базальный срез оптически одноосного анизотропного минерала.

Изотропные минералы в строго скрещенных николях при вращении столика микроскопа выглядят чёрными или однородно просветлёнными.

У слабоанизотропных минералов эффекты анизотропии можно наблюдать с иммерсией, а в воздухе эффект анизотропии заметен только в агрегатах их тесно сросшихся между собой разноориентированных зёрен, на их границах.

У заметноанизотропных минералов эффект анизотропии ясно наблюдается в воздухе, а с иммерсией усиливается. У слабоанизотропных минералов в скрещенных николях заметны только два положения затемнения и просветления.

Сильноанизотропные минералы обнаруживают эффект анизотропии уже в воздухе. Агрегаты анизотропных зёрен в скрещенных николях при вращении столика микроскопа распадаются на неодновременно затемняющиеся и просветляющиеся зёрна, которые четыре раза погасают и четыре раза приобретают некоторую интерференционную окраску.

Эффект анизотропии непрозрачных минералов усиливается с им­мерсией, а у прозрачных минералов иммерсия, наоборот, маскирует этот эффект и в таких случаях приходится нарушать установку николей поворотом одного их них (обычно анализатора).

Следует помнить, что окружающие минералы оказывают существенное влияние на эффект анизотропии. Например, если отдельное зерно изотропного минерала находится среди агрегата анизотропных минералов, может возникнуть ложное впечатление об анизотропности этого зерна.

Анизотропия рудных минералов в изолированных зернах может быть обнаружена в скрещенных николях с пластинкой Накамуры по изменению интенсивности освещения на противоположных концах этой пластинки.

Явления просвечивания полупрозрачных минералов и наличие внутренних рефлексов мешают наблюдению эффекта анизотропии и маскируют его. Кроме того, сильное влияние на явление анизотропии оказывают дефекты полировки и установка аншлифа. Дефекты полировки либо снижают эффект анизотропии, либо вызывают ложную анизотропию: отчетливо анизотропные минералы с шероховатой поверхностью выглядят в скрещенных николях как изотропные, тонкие царапины и мелкие штрихи, возникающие на полированной поверхности на мягких минералах, наоборот, создают при вращении столика в скрещенных николях ложную анизотропию. Ложный эффект анизотропии возникает при механической деформации мягких минералов, ассоциирующих в аншлифе с твёрдыми минералами. Деформация может возникать и в процессе длительной полировки. Ложные эффекты анизотропии возникают при слабом отклонении плоскости аншлифа от горизонтального положения, это приводит к неравномерной освещенности изотропных минералов при скрещенных николях, в связи с этим изотропные минералы мoгут выглядеть при вращении столика как анизотропные.

Отклонения в положении установки поляризатора может вызвать появление цветных эффектов, которые могут быть приняты за цветные эффекты анизотропии.

Анизотропные минералы в сечениях, перпендикулярных оптиче­ской оси, ведут себя как изотропные и не просветляются при повороте столика микроскопа при скрещенных николях.

Внутренние рефлексы наблюдаются с сильным освещением. Внутренние рефлексы видны в воздухе без анализатора в прозрачных минералах с очень низким показателем отражения. А у полупрозрачных минералов внутренние рефлексы обнаруживаются в скрещенных николях и становятся более заметными в масляной иммерсии с большими увеличениями.

Наблюдение внутренних рефлексов можно производить при косом освещении аншлифа. Способ косого освещения удобен также и для оценки рельефа мелких включений при наблюдении с большими увеличениями.

Для получения косого света осветитель опак-иллюминатора вы­ключается, аншлиф освещается другим сильным источником света сбо­ку, а рефлексы наблюдаются в окуляр при небольших увеличениях мик­роскопа. Косые лучи не должны создавать сильного отражения от полированной поверхности аншлифа, которое возникает при направлении лучей, ход которых близок вертикальному. В качестве внешнего ис­точника можно использовать и осветитель микроскопа, который можно извлечь из трубки опак-иллюминатора.

При изучении полупрозрачных минералов цвет внутренних рефлексов рекомендуется определять по цвету в порошке минерала. У минералов мягких и средней твёрдости порошок получают путём царапания и сверления минерала в аншлифе или в отдельном образце стальной иглой, а у твёрдых – острыми осколками кварца или алмазной иглой.

В порошке и с иммерсией внутренние рефлексы наблюдаются у некоторых минералов третьей диагностической группы, выделенной И.С. Волынским (1947), которые обнаруживают в основном красные внутренние рефлексы. Минералы 4-й и 5-й групп (за некоторыми ис­ключениями) имеют бурые или бесцветные внутренние рефлексы, кото­рые усиливаются по мере убывания величины показателя отражения.

Характерными цветами внутренних рефлексов отличаются сле­дующие минералы:

• малахит – травяно-зелёные;

• алабандин – тёмно-зелёные;

• азурит – синие;

• аурипигмент – лимонно-желтые;

• сфалерит – различные разности имеют белые, чаще желто-бурые, бурые, коричневато-бурые внутренние рефлексы;

• лимонит – от желто-бурых до темно-буро-красных;

• киноварь – кроваво-красные;

• пираргирит – карминово-красные.

Следует иметь в виду, что если аншлифы для лучшей цементации были проварены в канифоли, то застывшая в пустотах и трещинах канифоль лает в скрещенных николях светло-жёлтые или буроватые внутренние рефлексы, но от пламени поднесённой к аншлифу зажженной спички канифоль быстро вспучивается и рефлексы такого рода пропадают.

Эллипсометрические измерения в сходящемся свете проводят с объективом 40^х и с усиленным освещением. Сначала помещают изо­тропный минерал в положение погасания, затем включают линзу Бер­трана, при этом коноскопическая фигура изотропного минерала будет иметь вид правильного чёрного креста. Вводят пластинку Накамуры и добиваются одинаковой освещенности её половинок. Затем пластинка Накамуры выводится из оптической системы микроскопа.

Для измерения дисперсии вращательных свойств минералов, которые в скрещенных николях не полностью погасают, применяют интерференционные светофильтры (деталь № 26 на рис. 5), а для качественного определения разности фаз – кварцевую пластинку, имеющуюся в комплекте микроскопа типа Полам, которую помещают в паз промежуточного тубуса.

Эллиптически поляризованный свет при вращении анализатора даёт попеременно неполное затемнение и просветление.

В скрещенных николях зерно минерала устанавливают в центр фокальной плоскости объектива в диагональное положение между положением его полного погасания (в этом положении наблюдается наибольшее расхождение изогир) и определяют видимый угол вращения. Угол поворота анализатора от скрещенного положения (до момента наиболее полного расхождения изогир) и есть видимый угол вращения. Для отсчёта угла вращения имеется верньер, позволяющий брать отсчёт угла вращения анализатора с точностью 0,1°. Нулевое (исходное) скрещенное положение анализатора установлено в центре шкалы. Разность фаз эллиптически-отраженного колебания (2Ө) определяется по формуле:

tg 2Ө = tgΔ_G·sin 2α_G,

где Δ_G - разность фаз слюдяной пластинки;

α_G – угол компенсации, равный углу поворота слюдяного компенсатора за вычетом угла поворота анализатора (угол поворота анализатора соответствует видимому углу вращения).