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USAC – CUNOR – CARRERA DE GEOLOGÍA
Curso de Mineralogía Óptica 0741
http://geocunor.jimdo.com
Por: Juanangel G. Díaz M.
INTRODUCCIÓN
Note qué sucede cuando rotamos un cristal en la platina del microscopio:
Estos minerales son
Anisotrópicos
El vidrio y unos pocos minerales
permanecen color negro en todas las
orientaciones
Estos minerales son
Isotrópicos
La mayoría de los granos, cambian de color en
alguna etapa de rotación, volviéndose negros 4
veces en 360°
INTRODUCCIÓN
MINERALES ISOTRÓPICOS
Aparecen oscuros y permanece
oscuros al rotarlos
Muestran la misma velocidad de
luz en todas direcciones
Los enlaces son las mismas en
todas direcciones
La Onda Normal y la Dirección
de Propagación son paralelas
Se presenta en minerales
isométricos y vidrios volcánicos.
Isotrópico
MINERALES ANISOTRÓPICOS
Permiten el paso de luz, si bien
son claros, oscurecen en algún
punto
Diferente velocidades de luz con
dirección (doble refracción)
Los enlaces difieren con dirección
La Onda Normal y Dirección de
Propagación no son paralelas.
Aplica en sistemas Tetragonales,
Hexagonales,
Ortorómbicas,
Monoclínicas y Triclinicos.
Anisotrópico
Diferencia
estructural
entre un
mineral
Isotrópico y un
anisotrópico;
n = índice de
refracción
INTRODUCCIÓN
Por qué los mismos minerales varían considerablemente su
aspecto al observarlos con y sin polarizador superior?
plagioclasa
olivino
Microfotografía de cristales vistas en PPL
Los Minerales
hacen magia!!
Microfotografía de cristales vista en XPL
Pero note, que algunos
minerales hacer mejor magia
que otros. (p.e. algunos
granos permanecen oscuros,
debido a que no pueden
reorientar la luz.
INTRODUCCIÓN
Las propiedades ópticas que se pueden observar al microscopio petrográfico
dependen en gran manera si se observan con Luz Polarizada Plana (PPL) y Luz
Polarizada Cruzada (XPL)
Color
Pleocroísmo
Hábito
Clivaje
PPL
Relieve
Alteración
TIPO DE LUZ
POLARIZADA
Anisotropía
Color de Interferencia
XPL
Extinción
Maclado - Zonamiento
Indicatriz Óptica
Figura de Interferencia
Contrastar la diferencias ópticas mediante los polarizadores permitirá la identificación de los minerales
INTRODUCCIÓN
Propiedades minerales que se estudian con el microscopio de polarización *El carácter y el signo óptico con
luz reflejada no se observa fácilmente
1. COLOR
El Color se observa únicamente en PPL, No es una propiedad
inherente, - cambia conforme el tipo de luz e intensidad
Resulta de la absorción selectiva de cierta λ de luz (390-760nm) que
toman lugar y el color representa la combinación de varias longitudes
de onda de luz transmitida a través del mineral.
Va desde minerales incoloros (Qz – Fd) a minerales coloridos (café:
Biotita; Amarillo: Estaurolita; verde: Hornblenda)
hbl
hbl
plg
plg
Izq. Vista PPL de una sección delgada, Der.: La misma sección, rotada a 90º. Note que la Plagioclasa
(Plg) es incolora, la Hornblenda (HbI es pleocroica en tonalidades verde olivo.
1. COLOR
El color de un mineral en lámina delgada no presenta tantas variaciones
como ser verían macroscópicamente, esto se debe a su espesor de 30
micras, el efecto de las impurezas es mínimo (p.e. el cuarzo rosa, como el
ahumado y amatista, se ven incoloros en sección delgada.
Incoloro: Cuarzo, Feldespatos, Circón, Apatito, Cloritoide, Calcita,
Dolomita, Anhidrita, Baritina, Moscovita
Rojizo: Almandino, Piropo, Espesartita, Circón, Rutilo, Esfena, Biotita,
Hiperstena.
Verdoso: Clorita, Augita, Hiperstena, Horblenda, Glaucófano, Epidota,
Biotita, Pumpellita, Olivino, Diópsido
La descripción de color la hacemos tomando en cuenta el color principal,
la intensidad y la tonalidad (p.e. amarillo claro verdoso), es preferible
evitar las comparaciones.
1. COLOR
Colores de los Anfíboles de diferente composición en relación a la dirección de vibración principal
paralela al eje cristalográfico b. Los granos de anfíbol están orientados de tal forma que ese eje quede
alineado con el polarizador inferior. Note que el color intrínseco del mineral está dado por su
composición aunque se cataloguen dentro del mismo tipo de inosilicatos Raith 2012.
2. PLEOCROÍSMO
El Pleocroísmo resulta cuando las
diferentes λ son absorbidas en
distintas direcciones cristalográ-ficas.
Es necesario rotar la sección delgada
en la platina para observarla. Es
común en minerales ferromagnesianos
(Bt, Am, St). Así tenemos pleocroísmo
fuerte (Bt, Gcf) moderado (Clorita, Hb)
o débil (Cordierita, Sillimanita).
Cristal de Biotita en dos vistas distitnas.
La lámina inferior ha sido rotada 90°
respecto de la superior. Ambas vistas
están en PPL
Qué color tiene la biotita en la
primera y segunda fotografía?
2. PLEOCROÍSMO
Muchos minerales, aunque en sección delgada tengan un color, en lámina
delgada pueden ser incoloros. El Pleocroísmo también se denomina
Color de absorción, es uno de los criterios más importantes para
identificar minerales. Se define como la variación del color en función de
la orientación del cristal, respecto al plano de polarización de la luz.
Tur
Bt
Tur
Bt
Ambas fotos fueron tomadas en la misma posición, no se giró la platina, sólo el polarizador
a 90º , indicado por las flechas dobles. La Turmalina (Tur) es incolora, y las Biotitas (Bt)
se debe a la orientación del cristal. Vista en PPL.
A qué se debe que las biotitas cambien su color aunque estén juntas?
2. PLEOCROÍSMO
Ejemplos de Pleocroísmo fuerte:
A: Piamontita, B: Glaucofana, C:
Safirina, D: Viridina, E: Thulita, F:
Yoderita, G: Cloritoide, H: Biotita,
I: Biotita rica en Ti, J: Lazurita, K:
Egirina-Augita, L: Epidota rica en
Fe+3 Raith M, 2012.
3. FORMA Y HÁBITO
Se refiere a la forma particular que exhibe un mineral en distintos tipos de
roca. De manera que un mineral puede aparecer de forma:
Euhedral: Caras bien definidas, reflejan crecimiento sin obstrucciones
Subhedral: Caras parcialmente definidas: agregados de granos policrist.
Anhedral: Ausencia de caras cristalinas: procesos de disolución/fusión.
Arriba: Forma de los cristales según el
desarrollo de las caras. Abajo: Forma
según el número de dimensiones
preferentemente desarrolladas, puede
emplearse para definir el hábito.
3. FORMA Y HÁBITO
Otro nombres de formas para los minerales Euhedrales son Idiomorfo, para
los Subhedrales, Subidiomorfo y Anhedral, Xenomorfo.
Se aplican
especialmente para los granos de origen ígneo, ya que para los de origen
metamórifico se suelen usar los términos Idioblástico, Subidioblástico y
Xenoblástico respectivamente.
Cristales Euhedrales: Augita en
Basalto (arriba) y de Zircón en
una Pegmatita (abajo)
Cristales Subhedral: Olivino en
Basalto (arriba) Hornblenda en
Anfibolita (abajo)
Granos Anhedrales: Cuarzo en
Cuarcita (arriba); Calcita en
Mármol (abajo)
3. FORMA Y HÁBITO
Hábitos comunes en cristales al
microscopio.
3. FORMA Y HÁBITO
La cristalización rápida produce cristales con otros tipos de hábitos, p.e.
esqueléticos, plumosos, dendríticos o aciculares, los cuales crecen en
fundidos de rápido enfriamiento.
Otros términos utilizados usados
describen la naturaleza cristalina, pero el término hábito se aplica a la
asociación de varios granos del mismo mineral.
Otras formas comunes en cristales al microscopio: Arriba, de Izq a Der.: Ol Esquelético, Atolones de Gr en
Gneis; Kirschsteinita en Escoria. Debajo de Izq-Der.: Esférulas de Obsidiana; Roseta de Anhidrita.
3. FORMA Y HÁBITO
Formas euhedrales desarrollados
a partir del sistema cristalino de
cada mineral y en función de los
ejes y el corte de la sección.
Forma de las secciones de
cristales euhedrales
3. FORMA Y HÁBITO
Forma de las secciones de
cristales euhedrales
4. RELIEVE
El relieve es una medida de la diferencia relativa de n entre una grano
mineral y sus alrededores. El relieve se determina visualmente en PPL; Se
usa para estimar n (que no puede determinarse en sección delgada y debe
ser estimado por comparación con el epoxi) o con minerales índice.
El Cuarzo tiene bajo relieve
El Granate tiene alto relieve
Granate: n = 1.72-1.89
Cuarzo: n = 1.54-1.55
Epoxi:
n = 1.54
4. RELIEVE
Si al rotar el nicol inferior, se observa que el relieve cambia, se notará
pleocroísmo de relieve, una propiedad común en minerales de alta
birrefringencia (min. Carbonatados). Para observar relieves bajos en
minerales, es necesario cerrar parcialmente el diafragma.
Ambas fotografías son de la misma sección que muestra cristales de calcita en un mármol.
La orientación del polarizador se indica por la flecha doble. Presenta relieve de
pleocroísmo el cual varía conforme la orientación del polarizador, 50x.
4. RELIEVE
Izq.: El olivino (Ol) tiene alto relieve, la Plagioclasa
(Plg) tiene bajo relieve, ver recuadro, para IR.
Abajo Izq.: Los cristales con IR mayor que el resto
se aprecian en relieve sobre el fondo, Cuarzo (Qz).
La Distena (Dst) y Granate (Gt) tienen relieves
moderados (8x). Der.: El Corindón (Cor), tiene un
relieve muy marcado y mayor que el del feldespato
(Fd), 8x.
Plg
Ol
Ol: n=1.64-1.88, Plg: n=1.53-1.57, epoxi: n=1.54
Fd
Gt
Cor
Qz
4. RELIEVE
La diferencia en la
velocidad de la luz
(n) en diferentes
materiales causan la
refracción, la cual
puede
llevar
a
enfocar
o
desenfocar
los
bordes de grano
relacionados a los
cristales que
los
rodean.
Variación (aproximada) del
relieve con el índice de
refracción, a valores de n
muy bajos el relieve es
negativo (muy bajo, bajo o
medio).
Alto relieve (+)
Bajo relieve (+)
nxtl > nepoxy
nxtl = nepoxy
Alto relieve (-)
nxtl < nepoxy
4. RELIEVE
La diferencia en la velocidad de la luz (n) en diferentes materiales causan la
refracción, la cual puede llevar a enfocar o desenfocar los bordes de grano
relacionados a los cristales que los rodean.
Distintos tipos de relieve en
función del mineral. Note como
el relieve negativo aparenta ser
de alto relieve a pesar que su n
es más bajo que el medio, esto
se debe porque también refracta
la luz considerablemente, pero
con un patrón inverso a los que
tienen alto relieve.
Generación de Relieve por
refracción de los rayos de luz en
el borde del grano. La secuencia
de mins de Izq a Der. es: Fluorita,
KFd, Ab, Ms, Cz, Gr y Zrn en Qz
(n = 1.54-1.55)
4. RELIEVE
LÍNEA DE BECKE: Es una aureola
más
luminosa
que
permite
comparar los índices de refracción
de dos minerales en contacto. Esta
línea es un efecto óptico que se
produce por acumulación de luz, al
desenfocar el grano mineral (alejar
el objetivo de la lámina), la cual se
desplazará hacia el grano de mayor
índice de refracción.
Este efecto es debido a que el
mineral se comporta como una lente
convergente cuando su índice de
refracción es mayor que el del
medio que le rodea y como una
lente divergente en el caso
contrario. Se requieren objetivos de
aumento mediano (10X) o grande
(40X) y una iluminación algo menos
intensa que la normal (cerrando
parcialmente el diafragma).
El comportamiento de la línea de Becke muestra en A que «entra»
hacia el mineral (convergente) ya que presenta mayor índice de
refracción que el medio, por tanto más relieve; en B la línea de
Becke «sale» hacia el medio que presenta más relieve (divergente).
4. RELIEVE
ASPEREZA DE SUPERFICIE (Chagrin) Un rano puede presentar superficies con
una estructura al microscopio finamente rugosa, lo que se conoce como chagrin
(del fr. Que significa cuero granulado). Cuando mayor sea la diferencia de los
índices de refracción entre el mineral y la resina epoxi, más pronunciado será el
chagrin ya que la proporción de rayos de luz refrejados y dispersados aumenta.
Chagrin en relación con el índice de refracción de un mineral. Al igual que la línea de Becke, para
distinguirla mejor se requiere cerrar la apertura del diafragma, insertar el lente auxiliar del
condensador y objetivos de aumento mediano y grande.
5. CLIVAJE
Se observa más fácilmente en con luz polarizada plana, pero también es visible en
XPL. En función de esta propiedad, se pueden determina 3 clases de minerales.
Alguna literatura al clivaje le da el nombre de EXFOLIACIÓN.
• Sin Clivaje:
• Clivaje Simple (1 dir):
• Clivaje Doble (2 dirs):
Cuarzo, Olivino
Filosilicatos (001)
Inosilicatos (110) y
Silicatos de Al (100)
Direcciones de clivaje: Biotita (Der abajo), Cianita (Der. Arriba) y note la cantidad direcciones que
presenta la Wollastonia (Izq. Abajo)
5. CLIVAJE
La
calidad
del
clivaje se puede
calificar
como
perfecta,
buena,
mediana, mala o
ausente. Para ello
es
conveniente
buscar
cortes
perpendiculares al
plano de clivaje, la
cual hará se vean
nítidas y finas.
Nitidez de las trazas de clivaje (arriba) y los tipos (abajo). Raith 2012.
5. CLIVAJE
Clivaje doble
intersectándose
a ~90° Piroxeno
120°
Clivaje doble,
intersectándose a
60°/120°: Anfíbol
60°
5. CLIVAJE
¿Puede distinguir el anfíbol y piroxeno en las
secciones de abajo?
El piroxeno que se muestra en la foto Izq., es un Clinopiroxeno, observe que hay caras cristalinas
paralelas a ambas familias de exfoliación, (42x). Ala derecha se muestra cristales de anfíbol, con su
exfoliación a 120/60 grados. En los olivinos no se aprecia tan claramente la relación de las caras
cristalinas con sus planos de exfoliación, como en los piroxenos.
5. CLIVAJE
Existe clivaje en este cristal?
En este cristal de Olivino hay
fracturas aleatorias, no hay clivaje.
A. Fracturas concéntricas por enfriamiento abrupto en Perlita). B. Nefelina con grietas de
tensión, C. Piropo con grietas radiales que emanan de inclusiones de coesita
transformadas a Cuarzo.
5. CLIVAJE
Relación entre la forma del cristal y las
diferentes secciones usando como ejemplo
un cristal Monoclínico de cPx (Titanoaugita).
Luz PPL . Raith 2012
El clivaje por sí solo no es
eficaz para determinar un
exactamente un mineral.
5. CLIVAJE
A: Augita con planos de clivaje {110} forman ángulos de 87˚ y 93˚. B: Hornblenda, clivaje {110}
forman ángulos de 56˚ y 124˚. C: Biotita , clivaje {001}. D: Cianita con clivaje muy bueno {100}.
E: Sillimanita con buen clivaje {100}. F: Andalucita, con clivaje bueno {110} se intersectan a ángulo
casi recto.
EJERCICIO
Acicular
Ecuante
Hojoso
Elongado
Relieve
Prismático
Subidiomorfos
Redondeado
Tabular
Fibroso
Euhedral/idiomorfos
Anhedral/alotromorfos