Определение характера погасания и угла погасания минералов.

Известно, что анизотропные сечения минералов с включенным анализатором при повороте столика на 360^о четыре раза погасают. Это происходит в тот момент, когда оси индикатрисы в сечении кристалла совпадут с направлением световых колебаний в николях. Свет, прошедший через поляризатор, не претерпит двойного лучепреломления и будет погашен анализатором.

Наблюдение за характером погасания и углом погасания проводится в сечении, параллельном плоскости оптических осей для двуосных кристаллов и в сечении, параллельном оптической оси для одноосных минералов. Эти сечения характеризуются наивысшими для данного минерала интерференционными окрасками. В кристаллах может наблюдаться прямое или косое погасание.

Прямое погасание наблюдается тогда, когда оси индикатрисы ориентированы вдоль кристаллографических осей (ребра кристалла или трещины спайности им параллельные) и соответственно вдоль вертикальной нити окуляра. Такое погасание характерно для минералов средних сингоний, ромбической сингонии и некоторых разрезов моноклинных кристаллов. Кристалл без анализатора ориентируется длинной стороной или спайностью параллельно вертикальной нити окуляра; при включении анализатора минерал становится темным (рисунок 28).

Рис. 28. Погасание минералов: а – прямое, б – косое.

Косое погасание наблюдается тогда, когда оси индикатрисы ориентированы не по кристаллографическим осям или не перпендикулярно плоскостям симметрии (ребра кристалла или трещины спайности не параллельны осям индикатрисы) и соответственно не вдоль вертикальной нити окуляра. Характерно для минералов триклинной сингонии и части разрезов моноклинных кристаллов. Минерал, ориентированный длинной стороной или трещинами спайности вдоль вертикальной нити окуляра, при включении анализатора не будет погашенным (см. рисунок 28).

При определении характера погасания указывается прямое оно или косое. При косом погасании определяется наименьший угол между вертикальным положением удлиненных ребер, трещин спайности и любой осью индикатрисы (ближайшим положением погасания). Этот угол называется углом погасания и является константой минерала.

Определение ориентировки осей индикатрисы в кристалле и знака удлинения минерала

Определение оптической ориентировки минерала означает определение наименования осей индикатрисы и их положения в сечении в шлифе относительно кристаллографических осей (с ними совпадают трещины спайности, удлинение минерала, хорошо развитые грани кристалла). Для этого используется специальное приспособление – компенсатор с известной ориентировкой осей индикатрисы.

Компенсатор представляет собой прибор, изготовленный из кристаллов кварца, слюды или гипса. В том случае, когда он имеет постоянную разность хода около 550 нм, (что соответствует собственной интерференционной окраске кварца или гипса – красной первого порядка), его называют кварцевой пластинкой.

Компенсатор, называемый кварцевым клином, представляет в поперечном разрезе пластинку в форме тонкого клина. Его разность хода переменная – изменение толщины клина приводит к изменению разности хода и постепенной смене цветов в соответствии с монограммой Мишель-Леви. На оправе компенсатора указана его оптическая ориентировка, обычно сходная с той, которая указана на гипсовой и кварцевой пластинке. При вдвигании кварцевого клина в прорезь тубуса микроскопа изменяются последовательно интерференционные цвета от начала 1-ого порядка до 4-ого порядка.

Суть явления компенсации заключается в следующем. Разность хода в кристаллическом зерне возрастает пропорционально длине пути, проходимого световыми волнами в этом зерне. Поэтому если на пути распространения света, над кристаллическим зерном поместить другую кристаллическую пластинку (в данном случае компенсатор) таким образом, чтобы направления одноименных осей оптических индикатрис зерна и компенсатора совпадали, то результирующая разность хода будет равна сумме разностей хода зерна и компенсатора, что вызовет повышение интерференционной окраски.

Если поместить компенсатор таким образом, что будут совпадать разноименные оси оптических индикатрис зерна и компенсатора, то суммарная разность хода будет равна разности разностей хода зерна и компенсатора, что приведет к уменьшению порядка интерференционной окраски.

Если разность хода компенсатора будет равна разности хода в исследуемом зерне минерала, то в итоге общая разность хода световых волн будет равна нулю или, как принято говорить, произойдет компенсация разности хода в зерне, а зерно приобретет серую интерференционную окраску первого порядка.

Практически работа выполняется следующим образом. Оптическая ориентировка и знак удлинения минерала («+» или «-») определяются с включенным анализатором с использованием кварцевой пластинки или клина с известной ориентировкой осей индикатрисы. Уже указывалось, что в момент погасания кристалла его оси индикатрисы параллельны направлениям колебания света в поляризаторе и анализаторе или вертикальной и горизонтальной нитям окуляра. Минерал от положения погасания поворачивается на 45^о против часовой стрелки, т.к. прорезь в тубусе микроскопа расположена под углом 45^о по отношению к вертикальной оси симметрии микроскопа или вертикальной нити окуляра или плоскости колебаний света в анализаторе (поляризаторе). В этом положении в прорезь тубуса вдвигается кварцевая пластинка (для минералов с 1-м и 2-м порядком цветов интерференции) или кварцевый клин для минералов с высокими цветами интерференции (рисунок 29).

Рисунок 29. Последовательность работы с компенсатором: а и б – определение положения погасания, в – поворот на 45⁰ против часовой стрелки от положения погасания и ввод компенсатора в тубус микроскопа.

Далее определяется повышение или понижение цветов интерференции (или компенсация). Если оси индикатрисы минерала и компенсатора совпадают, то происходит повышение цветов интерференции – знак удлинения отрицательный. Если оси индикатрисы минерала и компенсатора перекрестные – цвета интерференции понижаются, следовательно, знак удлинения минерала положительный (рисунок 30).

а

б

Рис. 30. Ориентировка осей индикатрисы в кристаллах с положительным (а) и отрицательным (б) удлинением.

Нужно быть внимательным при определении изменения цветов интерференции у минералов с низким двупреломлением. Кажущееся повышение цветов интерференции минерала (с серого на желтый первого порядка), на самом деле вычитание (из красного цвета пластинки серого цвета минерала). Для контроля правильности определения можно повернуть на 90⁰ в любую сторону столик микроскопа с исследуемым кристаллом до совмещения другой оси индикатрисы с осью индикатрисы пластинки и проверить поведение цветов интерференции – оно должно быть противоположным.