بلورشناسی نوری

خلاصه ای از درس جان فرسای بلورشناسی نوری
انواع میكروسكوپ:
1. میكروسكوپ پلاریزان:
كاربرد آن در زمین شناسی است و برای مطالعه خواص نوری بلورها، شناسایی كانی ها ،مطالعه پترولوژی و پتروگرافی سنگ های آذرین ،دگرگونی و رسوبی از آن استفاده می شود.

2. میكروسكوپ پیناكولار:
دوچشمی هستند و فقط اجسام را بزرگ می كنند در زمین شناسی در قسمت فسیل شناسی كاربرد بیشتری دارد.

3. میكروسكوپ انعكاسی:
برای شناسایی كانی های فلزی مورد استفاده قرار می كیرند چون آن ها نور را از خودشان عبور نمی دهند .و برای مطالعه شكل و اندازه آنها بررسی مراحل كانی سازی ، وضعیت و رابطه نسبی كانی ها به یكدیگر.

اجزای میكروسكوپ :
1- پایه
2- بدنه
3- لوله میکرسکوپ
4- عدسی چشمی
5- عدسی شیئی
6- آنالیزاتور
7- جایگاه ورقه های کمکی
8- حلقه های تنظیم عدسی
9- پیچ تنظیم کننده
10- میز میکرسکوپ
11- دیافراگم
12- گیره میز
13- پلاریزاتور
14-عدسی متقارب کننده(کندانسور)
15-منبع نور
16- کلید

میكروسكوپ دارای میزی است كه نمونه ها را روی آن قرار می دهند و هم چنین میكروسکوپ دارای دیافراگم است كه می توان نو را با آن تنظیم كرد و نوری كه از منبع تغذیه وارد میكروسكوپ می شود نور ایزوتروپ است كه در بین راه به وسیله منشور نیكل به نور پلاریزه تبدیل می شود این منشور در بالای دیافراگم قرار دارد.

عدسی های شیی :
میكروسكوپ دارای یك سری عدسی های شیئی می باشند كه برای بزرگ یا كوچك دیدن نمونه از آن استفاده می شود كه در اصطلاح به آن ها OBJECTIV گفته می شود كه ما برای دیدن نمونه ها ابتدا از شماره 4 آن استفاده می كنیم.
عدسی بر تران :
میكروسكوپ عدسی دیگری به نام برتران دارد كه در بالای میكروسكوپ و در زیر عدسی چشمی قرار دارد.

پیچ تنظیم بزرگ و کوچکی که در اطراف میکرسکوپ وجود دارد برای واضح کردن تصویر همچنین بالا و پایین بردن میز میکرسکوپ از آن استفاده می شود.

آنالیزور :
میله ای در میكروسكوپ است كه در عدسی چشمی قرار دارد كه اگر داخل باشد نور xpl و اگر خارج باشد نور ppl را ایجاد می كند.
میكروسكوپ دارای دو نیكل است كه یكی در بالا و دیگری در پایین قرار دارد به نیكلی كه در پایین قرار دارد نیكل پلاریزه و به نیكلی كه در بالا قرار دارد نیكل آنالیزور گفته می شود .

كنداسور در میكروسكوپ برای متقاطع كردن نور به كار می رود.

خواص نوري كاني ها :

انواع كاني ها :

1) كاني اپك : اگر در حالت نور ppl كاني ما به صورت تيره باشد آن كاني كاني اپك نام دارد . و جون نور از كاني اپك عبور نمي كند بايد براي ديدن ان كاني ها از ميكروسكوپ هاي انعكاسي استفاده كرد .

2) كاني هاي شفاف:
1ـ يك محوري: كاني هاي متبلور در سيستم هاي هگزاگونال ،تري گونال و تترا گونال
2ـ دومحوري: كاني هاي متبلور در سيستم هاي اروترومبيك، مونوكلينيك و تري كلينيك
کانی های شفاف به دو گروه تقسیم می شوند:
ایزوتروپی: کانی های ایزوتروپی عبارتند از کانی های متلور شده در سیستم کوبیک مانند گارنت، گالن و پیریت . اجسام غیر متبلور مانند شیشه، بوم دو کانادا و اپال. این کانی ها در نور پلاریزه تاریک و یا خاکستری فوق العاده تیره اند.
این کانی ها نه چند رنگی دارند و نه رنگ تداخلی به عبارت دیگر در اثر چرخش stage نه زیر نور cpl (فقط سیاه اند) تغییر رنگ می دهد و نه زیر نور ppl (روشنند).

آنیزوتروپی : کانی های آنیزوتروپ در نور پلاریزه روشن اند و به رنگ های مختل دیده می شوند، مانند پیروکسن ها ، امفیبول ها ، اپیدوت. رنگ های حاصل از مقاطع کانی های آنیزوتروپ را در نور پلاریزه صطلاحاً رنگ ای تداخلی (Interference Colours) می نامند.

عوامل موثر در شكل كاني ها :

1ـ تركيب شيميايي
2ـ شرايط تبلور

شكل كاني :

1. يو هدرال : اگر كاني زاويه دار باشد، و گوشه هاي آن خرده نشده باشد شکل دار است .
2. ساب هدرال : اگر گوشه اي كاني خرده باشد به آن نيمه شكل دار مي گويند .
3. آن هدرال : اگر كاني زاويه دار باشد ، گوشه ها خرده باشد به آن بي شكل مي گويند.

فرم شكل كاني:
1. شش گوش
2.هشت گوش
3. ستوني
4. سوزني
5. فلسي
اولين كاني در واكنش بون شكل دار است( الوين ) و هر چه از سري واكنش بون به پايين پيش مي رويم از حالت شكل دار خارج مي شود.

رنگ كاني :

الف :داراي رنگ : با چرخش ميز ميكروسكوپ كه به1- داراي چند رنگي 2ـ فاقد چند رنگي تقسيم ميشود
داراي چند رنگي
1. داراي چند رنگي مستقيم
2. داراي چند رنگي معكوس
كاني هايي كه داراي چند رنگي هستند در برش عرضي فاقد چند رنگي مي باشند.
قهوه اي روشن و تيره _ سبز كم رنگ تا پررنگ
سبز تا كرم رنگ _ قهوه اي روشن و تيره تا كرم
ب:فاقد رنگ

رخ ( کلیواژ ) :

تعريف: سطح يا امتداد خاصي از بلور كه پيوند در آن جهت سست بوده و موجب مي شود تا بلور در آن امتداد شكسته شود و سطوح ايجاد شده منظم باشد آن را رخ مي گويند.
از لحاظ كيفيت به انواع :
واضح ، نيمه واضح و غير واضح قابل تقسيم هستند.
كاني هاي آمورف فاقد رخ هستند اما كاني هاي بلورين گاهي در يك،دو،سه،چهار و شش جهت داراي رخ هستند
انواع رخ:

1. انواع رخ يك جهتي مانند میکا
2. رخ دوجهتي: قائم مانند پيروكسن و غير قائم مانند آمفيبول
3. رخ سه جهتي
نكته : ضخامت رخ ثابت بوده و با چرخش ميز ميكروسكوپ تغيير رنگ نمي دهد و بصورت خطوط صاف و پيوسته است

شكستگي :

شكستگي به صورت خطوط ناصاف و با ضخامت متغيير ديده مي شود و چون در قسمت شكستكي آلتره شدن به وجود مي آيد در نتيجه با چرخش ميز ميكروسكوپ تغيير رنگ مشاهده مي شود.

برجستگي:

1. كم : حاشيه كاني مشخص نباشد .
2. متوسط:حاشيه كاني قايل تشخيص است .
3. بالا:كاني به صورت خيلي برجسته است.

ضریب شکست :

حاشيه بكر يا ضريب شكست عبارت است از تغيير مسير نور از محيط هاي مختلف و از اجسام گوناگون گاهي ممكن است سرعت نور و ميزان آن كاهش بيابد.
با پايين آوردن ميز ميكروسكوپ هاله يا حاشيه بكر را ايجاد مي كنيم در نتيجه در صورتي كه پيچ تنظيم كننده را به طرف خودمان حركت دهيم حالات زير اتفاق مي افتد:
1.حاشيه كاني به سمت داخل مي رود پس ضريب شكست كاني بالا است .

2. هاله ايجاد شده به سمت خارج كاني ميرود در نتيجه ضريب شكست كم است .

تجزيه يا آلتره :

يك كاني كه قبلا تشكيل شده در شرايط جديد به كاني ديگري تبديل مي شود مثل تبديل آلكالي فلدسپات به كائولينيت.وقتي كه آناليزور بيرون است آن قسمتي كه تجزيه شدگي دارد كمي كدر ديده مي شود و مانند اين است كه روي آن را پوشانده باشيم و وقتي كه آناليزاتور را وارد مي كنيم به صورت رنگي ديده مي شود. اين حالت را آلتراسيون مي گويند.

تجزيه شدگي به عوامل زير بستگي دارد :

1.طويل شدگي
2.تركيب كاني
انكلوزيون :

كاني قبلا تشكيل شده و توسط كاني ديگري در بر گرفته مي شود مثل زيركن داخل بيوتيت.

خاموشي:

ابتدا نور xplرا مشاهده مي كنيم در صورتي كه زير ميكروسكوپ مقطعي نباشد ما تاريك مي بينيم . جهت xpl شمالي جنوبي است وppl شرقي غربي است و اثر يكديگر را خنثي مي كنند،و تاريك ديده مي شود.اگر كاني را در زير ميكروسكوپ قرار دهيم به كمك تيغه هاي كمكي زاويه 45 درجه مي سازند و مي توان نوع كاني را مشخص كرد.كاني را به موازات تار شمالي جنوبي قرار مي دهيم و زاويه ميز ميكروسكوپ را وقتي كاني به موازات تار شمالي جنوبي است مي خوانيم و سپس كاني را در جهت عقربه هاي ساعت مي چرخانيم تا زماني كه تاريك شود و وقتي تاريك شد دوباره زاويه را مي خوانيم در آن هنگام زاويه ها را كم مي كنيم كه حالات زير اتفاق مي افتد.
1. موازي:اگر زاويه چرخش 90 درجه باشد.
2. مايل:زاويه جرخش( 44-1) و( 89-46) درجه باشد.
3. متقارن:زاويه چرخش 45درجه باشد.

خاموشي موجي:

گاهي كاني تحت تاثير گرماو فشار قرار مي گيرد در نتيجه درمحور هاي نوري آن تغيير ايجاد مي شود كه در اين صورت خاموشي مطلق به وجود نمي آيد و خاموشي به صورت موجي شكل روي آن حركت مي كند. اين خاموشي مخصوص كوارتز است.

رنگ اينترفرانس:(رنگ تداخلی)

1. ابتدا كاني را در حالت خاموشي مطلق قرار مي دهيم و عدد مقابل ميز ميكروسكوپ رامي خوانيم
2. سپس به عدد نوشته شده 45درجه اضافه مي كنيم در اين حالت روشنايي مطلق است كه رنگ اينترفرانس ناميده مي شود.
در اين حالت تعداد حلقه هاي قرمز را با يك جمع كرده كه در اين صورت شماره نظام مشخص مي شود و رنگ كاني رنگ نظام را معين مي كند.
چند رنگی:
کانی هایی که در سیستم مکعبی متبلور شده اند چون ضریب شکست آنها در تمام جهات یکی است در موقع چرخاندن صفحه پلاتین هیچ تغییر رنگی در آنها مشاهده نمی گردد کانی های متبلور در سیستم های دیگر در برابر طیف نوری که به آنها وارد می شود و بر اثر چرخاندن صفحه پلاتین دارای رنگهای مختلف و یا با یک رنگ با شدت های مختلف می شوند که به آنها چند رنگی گفته می شود .

طويل شدگي:

1. كاني را به موازات تار شمالي جنوبي قرار مي دهيم
2. كاني را نسبت به تار شمالي جنوبي 45 درجه مي چرخانيم
3. كاني به موازات تيغه كمكي قرار مي گيرد
4. تيغه كمكي را از جايگاه مخصوص وارد ميدان ديد مي كنيم
5. اگر محور ديد و كاني و تيغه يكسان باشد رنگ اينترفرانس افزايش مي يابد يعني آبي يا سبزشود در اين صورت كاني هم جهت با تيغه كمكي (منفي)مي باشد ولي اگر رنگ زرد تا نارنجي شود كاني خلاف جهت تيغه(مثبت) است
در صورتي كه كاني داراي رنگ انترفرانس نظام بالا باشد از تيغه كمكي جبران كننده استفاده مي كنيم.

بافت اسكلوشن :

بعضي از كاني ها پس از سرد شدن به دو كاني تقكيك مي شوند كه به آن اسكلوشن مي گويند.پديده اسكلوشن را در فلدسپات ها به پرتيت و آنتي پرتيت مي شناسند.

خصوصيات بافت اسكلوشن:

1. در يك كاني خواص نوري دو كاني قابل بررسي است.
2. در پيروكسن ها گاهي پديده اكسلوشن تشكيل مي شود.
3. در نور pplبافت اسكلوشن بي رنگ .و در نور xplسفيد تا خاكستري است
4. پلاژيكلاز برجستگي بيشتراز آلكالي فلدسپات (وقتي آناليزاتور خارج باشد)است
5. اگر زمينه به سمت داخل و برجستگي بالا داشته باشد و لكه هاي آن برجستگي هاي ظريف داشته باشند و حاشيه بكرشان به سمت بيرون حركت كنند نوع اسكلوشن آنتي پرتيت است و اگر بر عكس باشد پرتيت
6. اگر حالت فوق خيلي ريز باشد ميكرو آنتي پرتيت گفته مي شود.

ماكل :

بلورهاي بعضي از كاني ها هنگام تبلور در يك سطح يا محور مشتركاً رشد نموده و تشكيل ماكل را مي دهند .

انواع ماكل :

1ـ ماكل كارلسباد 2ـ پلي سنتيك 3ـ پركلين 4ـ مشبك 5ـ تداخلي
براي ديدن ماكل ها آناليزاتور بايد داخل باشديعني ماكل تنها با نور xpl ديده مي شود
1. ماكل كارلسباد از دو بلور تشكيل شده است كه در يك محور مشترك هستند
2. ماكل پلي سنتيك از چند بلور كه خواص نوري آنها يكسان است تشكيل شده است بلور ها حالت نوار داشته كه به صورت ممتد و يك نواخت است
3. ماكل پريكلين مانند ماكل پلي سنتيك است با اين تفاوت كه عرض نوارهاغير يكسان و تا انتها نمي رسند
4. ماكل مشبك كه به صورت مشبك است
از ماكل ها براي تشخيص كاني و تعيين تركيب شيميايي آنها نيز استفاده مي شود مثلاًماكل پلي سنتيك براي شناسايي پلاژيكلاز و پتاسيم فلدسپات رابا استفاده از ماكل كارلسباد و ميكروكلين را توسط ماكل مشبك تشخيص مي دهند
زونينگ:
تغيرات منظم و تدريجي در تركيب شيميايي يك كاني و يا تغيير نوع كاتيون رنگي موجب تشكيل زونينگ مي شوديعني زونينگ به دليل تفاوت در تركيب شيميايي دو كاني به دو رنگ ديده مي شود كه حاشيه زونينگ آلبيت باشد سديم دار و مركز آن اندريت است (كلسيم دار) و با چرخش ميز ميكروسكوپ به خوبي مشاهده مي شود

مختصری درباره مراحل تهيه مقطع :

براي تهيه كردن مقطع از يك سنگ يا كاني قسمتی از آن را توسط دستگاه برش داده سپس جدا مي كنيم و بايد توجه داشته باشيم كه قسمتي را كه انتخاب مي كنيم بايد از نظر فيزيكي داراي ويژگي هاي مطلوبي باشد سنگ را روي پودر های مخصوص از درشت تا ریز به ترتیب و با حرکت ویژه دست در همه جهات كاملا سایش می دهند تا سطحي صاف و صيقلي بدست آيد.
بعد یک لام نیز با استفاده از پودر ریز سایش داده تا سطح آن از یک طرف کدر شود . اینکار برای جلوگیری از تشکیل حباب هوا در هنگام چسبانیدن سنگ به لام انجام می شود. سنگ صیقلی شده را روی هیتر گذاشته به صورتی که سطح صیقلی آنها به طرف بالا باشد و در تماس با هیتر نباشد . وقتی به طور کامل داغ شد ، لام هم مقداری گرما داده و چسب کانادابالازام را روی سطح صیقلی شده لام و سنگ می مالیم و این دو را به هم می چسبانیم . باید دقت شود که به طور کامل حباب هوای بین لام و سنگ گرفته شود . بعد باید صبر کرد که این دو کاملا به هم متصل و چسب خشک شود .
در مرحله بعد لام و سنگ همراه انرا روی دستگاه برش قرار داده و و سنگ را نازک می کنند. بعد از این مرحله چون سنگ به طور کامل توسط دستگاه ساب نازک نمی شود باید با دست و پودر های ساینده اینکار انجام شود و وقتی مقطع به حدی نازک شد که کانی ها به وضوح مشخص بودند باید مقطع را خشک و سپس با چسب کانادابالزام مایع لامل را روی ان قرار داد.