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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