13 Mineralogia Optica 2014

8/11/2019 13 Mineralogia Optica 2014

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Introduccin a la Mineralogaptica

Mineraloga OpticaTcnica que utiliza la interaccin de la luz polarizada con

minerales

Utiliza un microscopio de luz polarizada

Herramienta muy til para la identificacin precisa deminerales y rocas

Es una tcnica barata, rpida y fcil de aplicar

Es la nica tcnica que permite determinar texturasminerales

Diferencia fcilmente entre minerales isotrpicos yanisotrpicos


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Para que usamos elmicroscopio en mineraloga y

petrografa?

Identificacin de minerales

Clasificar e identificar tipos de roca

Definir secuencias de cristalizacin

Documentar historia de deformacin

Determinar evolucin de P-T

Identificar evidencias de meteorizacin

y/o alteracin

Se trabaja con secciones delgadas de rocas conun pesor de alrededor de 30 micrones


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Corte de la muestra

Para cortar se utiliza una hoja diamantada

Desbaste

El tamao de partcula inicialdepende de lo irregular de lasuperficie y la profundidad de lastrazos dejados por la hoja de corte.

Normalmente se inicia con unabrasivo de 120 a 240 mallas.


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Bn

CpyCs

Tambin con secciones pulidas en el caso deminerales opacos

Hematita

Hematita


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Bn

Cpy

CvCalcopirita (Cpy)

Bornita (Bn) Covelina (Cv

Para entendercomo funciona elmicroscopio,primero debemoscomprender

algunos conceptosbsicos respectodelcomportamientode la luz

Microscopio petrogrfico omicroscopio de polarizacin


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Configuracin del microscopio de luz polarizada

Foco

Polarizador

Rayo

ordinario

Rayos

recombinados

despus de lainterferencia

Oculares

Platinagiratoria

Objetivos

Sistema de

iluminacin

para luz

reflejada

Analizador

Tubo de

extensin

Cmara

digital

Muestra

Plano de luzpolarizada

Rayo

extraordinario

Luz

desde la

fuente

Base del

microscopio

Que pasa con la luz al interior delmicroscopio?

Fuente de luz

Observador

Rayo de luz

La luz se trasladaen forma de ondasy viaja desde lafuente al ojo delobservador

Longitud de onda,l

amplitud, A


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La luz del microscopio es blanca, estaconformada por un conjunto de longitudesde ondas y cada longitud de ondarepresenta un color distinto.

Esto queda demostrado cuando unhaz de luz atraviesa un prisma, aldisminuir la velocidad la luz blanca

se descompone en distintaslongitudes de ondas querepresentan distintos colores

Comportamiento de la luz a travs delmicroscopio

Plano devibracin

Direccin devibracin

Direccin depropagacin

La luz vibra en todoslos planos que contieneel haz de luz, es deciren todos los planosperpendiculares a ladireccin depropagacin


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LPP = Luzpolarizada plana

nicamente la componente de la luz quevibre en la direccin Este-Oeste puedepasar a travs del polarizador inferior.La intensidad de la luz disminuye

Oeste(Izquierda)

Este(Derecha)

Luzpolarizad

aplana

Luznopo

larizada

Polarizadorinferior

Analizador opolarizador

superior

XPL = Nicolescruzados (o

polarizador cruzado)

Oeste(Izquierdo)

Este(Derecho)

Sur

(frente)

Norte(atras)

No seve luz

(negro)


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Introduccin a la mineralogaptica

Al poner una seccindelgada de roca en el

paso de la luz

Luz vibrando E-W

Luz vibrando enmuchos planos y endistintas longitudes

de onda

La luz y colores

llegan al ojo

Unpolarized

light

Oeste(Izquierda)

Este(Derecha)

Los minerales reorientan los planosen los que vibra la luz; como

consecuencia algo de luz pasa atravs del analizador (polarizador

superior)


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Caso 1: Cristales de cuarzo sinanalizador superior, luz plana.

Caso 2: Cristales de cuarzo conanalizador superior

Minerales isotrpicos

Platina rotatoriaMuchos minerales cambian de color a medida que la platina es girada,es decir estos granos se vuelven negros 4 veces en una rotacin de

360, exactamente cada 90

Todos los minerales cbicos (isomtricos) son isotropicosno reorientan laluz. Estos mienrales se presentaran siempre negros a ncoles cruzados.

La luz no se descompone y se propaga con la misma velocidad en todasdirecciones.

Grano mineralisotrpico


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Los minerales no isomtricos son anisotrpicos es decir, puedendescomponer la luz en dos componentes polarizados planos que se

desplazan a velocidades distintas y vibran en planos que sonperpendiculares entre si.

Grano mineral

Luz polarizadaplana

Rayo rpido

Rayo lento

Polarizador inferiorW E

En los mineralesanisotrpicos, algo de luzahora puede pasar por el

analizador.

Los minerales anisotrpicos son capaces de descomponer la luz.

Todos los minerales anisotrpicos presentan una o dos direccionesespeciales las que no decomponen la luz. Minerales con unadireccin preferencial se denominan

uniaxiales Minerales con dosdireccin preferencial se denominan

biaxiales

Los minerales uniaxiales y biaxiales puede sersubdivididos en opticamente positivosy opticamente

negativos, dependiendo de la orientacin de los rayosrpidos y lentos.


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Isotrpico

Uniaxial

Biaxial

El comportamiento de la luz en un mineral

depende de su estructura cristalina

IsomtricoTodos los ejes cristalogrficos son iguales

Ortorhombico, monoclinico, triclinico Todos los ejes son distintos

Hexagonal, trigonal, tetragonalTodos los ejes perpendiculares a c soniguales y c es distinto

Esta informacin se puede utilizar

para identificar minerales

Propiedades pticas de los minerales: color ypleocroismo

El color solo se observa en LPP No es una propiedad inherente del mineral cambia con el tipoy/o intensidad de la luz Se produce por la absorcin selectiva de ciertas lde la luz El Pleocroismose produce cuando distintos lson absorbidosde manera distinta segn distintas direcciones cristalogrficas,es necesario girar la platina para su observacin.

plag

hblplag

hbl

- La plagioclasa es incolora- Hornblenda es pleocroica en colores verde oliva


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Indice de refraccin (R.I. o n)

La luz es refractadacuando pasa de una

sustancia a otra; la refraccin esacompaada de un cambio en lavelocidad de desplazamiento de la luz

n1

n1n2

n2

n2>n1 n2


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Que produce el relieve?

ncristal > nresina ncristal < nresinancristal = nresina

Alto relieve (+) Bajo relieve (+) Alto relieve (-)

La diferencia de velocidad de la luz (n) en diferentesmateriales produce la refraccin de los rayos de luz, los

cuales pueden llevar a enfocar o desenfocar los bordes de ungrano respecto del medio que lo rodea

Color de interferencia / birefringencia

Es el color que se observa cuando los nicoles estan cruzados (XPL) El vcolor se puede cuantificar de manera nmerica: d= nhigh- nlow


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Granito

Gabro

Minerales


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Mineral opaco. Mineral que no deja pasar la luz (en unalmina delgada de ~30 m de espesor).

Pirita Galena

CalcosinaArsenopirita

5 cm

5 cm

5 cm 50.000 m

Magnificado 50.000 veces

Calcopirita

50 m

Calcosina


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Bn

CpyCs

Bn

CpyCv

50 m


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Briquetas

Microscopio


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Corte de la muestra

Para cortar se utiliza una hoja diamantada

DesbasteEl tamao de partcula inicialdepende de lo irregular de lasuperficie y la profundidad de lastrazos dejados por la hoja de corte.

Normalmente se inicia con unabrasivo de 120 a 240 mallas.


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Desbaste

Procedimiento desbaste

Malla 240 Malla 400 Malla 600

Lavado muestra Lavado muestra Lavado muestra
http://www.doitpoms.ac.uk/tlplib/optical-microscopy/images/800x200.jpghttp://www.doitpoms.ac.uk/tlplib/optical-microscopy/images/1200x200.jpghttp://www.doitpoms.ac.uk/tlplib/optical-microscopy/images/400x200.jpghttp://www.doitpoms.ac.uk/tlplib/optical-microscopy/images/180x200.jpg


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PulidoLuego de terminar con el desbaste a 600 mallas, lamuestra debe pulirse para producir una superficieplana, libre de rayas y de alta reflectividad.

Pulido grueso: utilizando abrasivos en el rango 30 ~ 3m (pasta de diamantes).

Pulido fino: abrasivos en el rango de1 m (pastadiamantes), seguido de alumina de 0.3 ~ 0.05 m.


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Pulido

Principales componentes del microscopio
http://www.doitpoms.ac.uk/tlplib/optical-microscopy/images/1micronbx200.jpghttp://www.doitpoms.ac.uk/tlplib/optical-microscopy/images/6micronx200.jpg


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Microscopio

Reflect iv idad

Es la relacin entre la intensidad de la luz reflejada porla superficie pulida de un mineral y la intensidad de laluz incidente, expresada en tanto por ciento.

Es una de las propiedades ms importantes para laidentificacin de minerales opacos.

Hay que desarrollar una escala memorstica aproximadade reflectividad (luminosidad, prescindiendo del color) delos minerales mas comunes.

Estos nos servirn de referencia para el reconocimientode cualquier reflectividad.


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Microscopio


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Aniso tro pa y extin c in

La diferencia de reflectividades de las dos direcciones de vibracinde la luz en un cristal (R1 y R2) origina la anisotropa ptica enreflexin.

Al girar la platina variar el componente sobre el analizador delvector resultante de la luz reflejada por la superficie pulida delmineral:

- En minerales istropos la componente es nula, por lo tanto seobserva extincin total en un giro de 360 de la platina.

- En los minerales anistropos se observaran cuatro posiciones deextincin y cuatro posiciones de mxima iluminacin.

* El color de interferencia se observar en la posicin de mximoiluminacin.


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Categoras de Aniso tropa

Se pueden distinguir tres tipos de anisotropa:

a. Anisotropa fuerte: se observa al intercalar el analizador, inclusoantes de aumentar la intensidad de luz.

b. Anisotropa media: se observa al intercalar el analizador yaumentar la iluminacin.

c. Anisotropa dbil: para observarla, adems de intercalar elanalizador y aumentar las condiciones de iluminacin, es necesariodescruzar ligeramente el analizador (unos 2).

* Efectos anmalos: las rallas de pulido, a poco aumento, puedenoriginar una anisotropa aparente en un mineral istropo.


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Birref lectancia

Es la variacin en la reflectividad de un mineralsegn su orientacin.

Puede ser observada en un solo grano mineralgirando la platina, sin embargo es ms fcil deobservar comparando los diferentes granos deun mismo mineral en un agregado policristalino.

Una birreflectancia dbil o media es muy difcilde apreciar cuando el mineral que la presentaest rodeado de otro mucho mas birreflectante.


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Color

Se debe a la reflectividad diferencial de los minerales paralas distintas longitudes de onda del espectro visible.

La mayora de los minerales coloreados tienen unareflectividad media.

An que esta propiedad es una de las ms aparentes, enpocas ocasiones permite por si solo identificar losminerales.

Al ser pocos los minerales que presentan colores intensos,la descripcin de su coloracin es muy subjetiva.

El color aparente de un mineral se ver muy influenciadopor los colores de sus minerales vecinos.


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Pleocroismo

Consiste en un cambio del color o tonalidad deun mineral al variar su orientacin.

Se relaciona con un a birreflectancia diferencialpara las distintas longitudes de onda de la luz

blanca.

El pleocroismo es el fenmeno anlogo a labirreflectancia para el caso de los mineralescoloreados.


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Dureza de pu l idonicamente se realizarn observaciones cualitativas dela dureza de pulido.

Debido a que la dureza puede variar segn laorientacin de los cristales, se deber realizar ms deuna observacin, a fin de obtener un dictamen fiable.

Los tres criterios utilizados para apreciar la durezarelativa entre dos minerales son los siguientes:


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a- Rallas de pulid o

Los minerales de dureza muy baja acostumbran a presentarrallas de pulido. Sin embargo, en algunas ocasiones en las

que el proceso de pulido no ha seguido todos los pasosconvenientes, algunos minerales muy duros (como la pirita)pueden presentar rallas de pulido relictas de los procesos dedesbastado inicial.

b- Relieve diferencial

Los minerales ms duros resaltan ms que los de menordureza, originando en la superficie de la probetamesetas y depresiones.

Estos contrastes de relieve se observan a partir de laslneas de contacto entre minerales. Si la diferencia derelieve (dureza) es poca, la lnea se observar muytenue. En cambio, si esta diferencia es mayor la lneaestar bien marcada.


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c- Lnea d e Kalb

Una vez reconocida si la diferencia de durezas entre dosminerales es ms o menos pronunciada (a partir de lalnea de relieve), la Lnea de Kalb nos permite atribuir la

dureza mas elevada a una de las dos fases.

La Lnea de Kalb es una lnea brillante que aparece aldesenfocar levemente la imagen con el diafragma deapertura semicerrado. La lnea se desplazar hacia elmineral de menor dureza al alejar el objetivo de laplatina y viceversa.

* Realizar las observaciones con aumento medio ogrande, y con el diafragma de apertura semicerrado.

* Establecer el orden de durezas entre los minerales.


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Reflejos interno s

Aparecen exclusivamente en mineralestransparentes (reflectividad muy baja) y en lossemiopacos (reflectividad baja), en los que partede la luz penetra a travs del mineralreflejndose en cualquier discontinuidad interna,tal como planos de macla, exfoliaciones yfracturas.

* Se observan con analizador (que absorbe

buena parte de la luz reflejada), en forma dedestellos internos de coloracin caracterstica,equivalente al color de transmisin del mineral.


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MacladoAgregado de varioscristales limitados porplanos cristalogrficos.

Pueden ser maclas simples,pero en muchas ocasionesson mltiples (maclaslaminares).

* En los mineralesanistropos, las maclas seobservan fcilmente conanalizador.

* En los minerales istroposse puede realizar un ataquecido para que los planosde macla sean visibles.

Bornita

Bornita

Bornita

Calcosina

Calcosina

Calcosina


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Mo

Cv

Cpy

Covelina (Cv)

Molibdenita (Mo)

Calcopirita (Cpy)

HmCv Cs

Covelina (Cv

Hematita (Hm)

Calcosina (Cs)

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