鉱物の光学的性質

の光学特性 ミネラル 光の存在下でのそれらの挙動、およびさまざまな光学技術を使用して観察したときにそれらが光とどのように相互作用するかを指します。 これらの特性には、透明性/不透明度、色、光沢、屈折率 (RI)、多色性、複屈折、分散、消光、および結晶学が含まれます。

1. Color: 鉱物の色は有用な診断ツールになります。 ただし、色は不純物によって大きく異なる可能性があるため、鉱物の正体を示す信頼できる指標であるとは限らないことに注意してください。
2. 光沢: 光沢とは、鉱物が光を反射する様子を指します。 鉱物には金属質、ガラス質、真珠質、鈍色などがあり、それぞれの光沢の種類を利用して鉱物を識別することができます。
3. 透明性: 鉱物には透明なものもあれば、不透明なものもあります。 透明な鉱物は、無色、有色、または多色性 (異なる角度から見ると異なる色を示す) にさらに分類できます。
4. 屈折率: 鉱物の屈折率は、光が鉱物を通過するときにどれだけ曲がるかの尺度です。 この特性を利用して、光の屈折角度を測定することで鉱物を識別できます。
5. 複屈折性: 複屈折とは、光が鉱物を通過するときに XNUMX つの光線に分割される鉱物の特性を指します。 この特性は、顕微鏡下で薄い切片内の鉱物を識別するのに特に役立ちます。
6. 分散系: 分散とは、異なる色の光が鉱物によって異なる角度で屈折する方法を指します。 この特性は、ダイヤモンドなどの宝石を識別するのに特に役立ちます。
7. 多色性: 多色性とは、さまざまな角度から見たときにさまざまな色を表示する鉱物の特性を指します。
8. 蛍光: 鉱物の中には蛍光を示すものもあります。つまり、紫外線にさらされると発光します。 この特性は、特定の環境で鉱物を識別するのに役立ちます。

全体として、光学特性は鉱物を識別するための重要な診断ツールです。 これらの特性とそれらが相互にどのように関係しているかを理解することで、鉱物学者は鉱物の正体を高い精度で判断できます。

光学顕微鏡

光学顕微鏡法は、光学顕微鏡法とも呼ばれ、次の分野で広く使用されている技術です。 鉱物学 鉱物の同定と特性評価に。 これには、可視光を利用して鉱物サンプルを拡大して分析する顕微鏡の使用が含まれます。 鉱物学における光学顕微鏡法に関する重要なポイントをいくつか紹介します。

1. 原則: 光学顕微鏡法は、光と鉱物の相互作用に基づいています。 光が鉱物サンプルを通過するとき、色、透明度、屈折率などの鉱物の光学特性に応じて、光は吸収、透過、または反射されます。 光が鉱物とどのように相互作用するかを顕微鏡で観察することで、その物理的および光学的特性に関する貴重な情報を得ることができます。
2. 詳細: 光学顕微鏡には、光源、レンズ、鉱物サンプルを保持するステージ、画像を表示およびキャプチャするための接眼レンズまたはカメラなど、さまざまなコンポーネントを備えた特殊な顕微鏡が必要です。 偏光を使用する偏光顕微鏡は、鉱物学で鉱物の光学的特性を研究するためによく使用されます。
3. サンプル 準備: 光学顕微鏡用の鉱物サンプルは通常、薄い切片または研磨された薄いマウントであり、鉱物標本の薄いスライスを切断し、スライドガラス上にマウントすることによって準備されます。 薄い切片は、鉱物学を研究するために一般的に使用されます。 岩一方、研磨された薄いマウントは、個々の鉱物粒子の分析に使用されます。
4. 手法別案内: 鉱物学で使用される光学顕微鏡技術には、薄い切片または薄いマウントに光を通過させて鉱物の内部特徴を観察する透過光顕微鏡と、偏光を使用して鉱物の光学特性を研究する偏光顕微鏡が含まれます。複屈折、消光、多色性など。 反射光学顕微鏡や蛍光顕微鏡などの他の技術も、鉱物の同定や特性評価における特定の目的に使用される場合があります。
5. 鉱物の識別: 光学顕微鏡は、物理的および光学的特性に基づいて鉱物を識別するための強力なツールです。 鉱物学者は、鉱物の色、透明度、結晶の形状、劈開などの特徴を顕微鏡で観察し、偏光や干渉などの技術を使用することにより、鉱物を識別し、異なる鉱物種を区別することができます。
6. 制限事項: 光学顕微鏡には鉱物学においていくつかの制限があります。 同様の物理的および光学的特性を持つ鉱物、または非常に小さいまたは不透明な鉱物の識別には適さない場合があります。 このような場合、より正確な鉱物の同定と特性評価には、X 線回折、電子顕微鏡、分光法などの他の技術が必要になる場合があります。

光学顕微鏡は、鉱物学において広く使用されている基本的な技術であり、鉱物の同定と特性評価に不可欠な、鉱物の物理的および光学的特性に関する貴重な情報を提供します。

なぜ顕微鏡を使うのですか？

顕微鏡は鉱物学でさまざまな理由で使用されます。

1. 鉱物の識別: 顕微鏡は、色、透明度、結晶の形状、劈開など、鉱物の識別に不可欠な物理的および光学的特性を観察するために使用されます。 鉱物学者は、顕微鏡で鉱物サンプルを検査することで、さまざまな鉱物種を特定し、類似した鉱物を区別するのに役立つ重要な情報を収集できます。
2. 鉱物の特性評価: 顕微鏡検査により、結晶構造、組織、内包物などの鉱物の詳細な特性評価が可能になります。 この情報は、鉱物の形成と歴史についての洞察を提供し、鉱物の特性と用途を理解する上で重要となる可能性があります。
3. 鉱物学研究: 顕微鏡は鉱物研究において、光学的、化学的、および性質を研究するために使用されます。 鉱物の物理的性質、他の鉱物や岩石との関係も同様です。 顕微鏡分析は、鉱物の産状、鉱物学的プロセス、地質学的歴史を理解するための貴重なデータを提供します。
4. 鉱物処理: 顕微鏡は、鉱石や鉱物の選鉱を分析および最適化するために鉱物処理の分野で使用されます。 鉱物サンプルを顕微鏡で検査することで、鉱物処理の専門家は、鉱物の遊離、鉱物の結合、鉱石の鉱物学的特性を評価することができ、効果的な鉱物処理戦略の開発に役立ちます。
5. 地質図作成: 顕微鏡は、地質図作成や鉱物探査に使用して、岩石や鉱石内の鉱物を特定し、マッピングすることができます。 この情報は、資源の分布、構成、経済的可能性を理解するために使用できます。 鉱床 特定のエリアで。
6. 教育と指導: 顕微鏡は、鉱物学や地質学について学生に教えるために教育現場で広く使用されています。 顕微鏡を使用することで、鉱物を観察して識別し、その性質、存在、用途について学ぶことができます。

要約すると、顕微鏡は、鉱物の同定、特性評価、研究、鉱物の加工、地質図作成、教育のための鉱物学において不可欠なツールです。 これらにより、鉱物の詳細な観察と分析が可能になり、その特性、産状、用途についての貴重な洞察が得られます。

鉱物と光の伝播

鉱物を通した光の伝播は鉱物学の興味深いテーマであり、鉱物の光学特性と密接に関連しています。 光が鉱物を通過すると、吸収、反射、屈折、偏光などのさまざまな相互作用が起こり、鉱物の組成、構造、特性に関する重要な情報が得られます。 鉱物中の光の伝播に関連するいくつかの重要なポイントを次に示します。

1. 透明性と不透明性: 鉱物は、その化学組成と内部構造に応じて、光に対して透明、半透明、または不透明になります。 透明な鉱物はほとんど散乱せずに光を通過させますが、半透明の鉱物はある程度光を散乱させ、不透明な鉱物は光をまったく通過させません。
2. 吸着: 一部の鉱物は、特定の化学元素または化合物の存在により、特定の波長の光を選択的に吸収します。 その結果、顕微鏡または肉眼で見たときに鉱物が色付けされて見えるようになります。 鉱物の吸収スペクトルから、その化学組成に関する情報が得られます。
3. 屈折: 屈折とは、ある媒体から異なる屈折率を持つ別の媒体に光が通過する際の光の曲がりです。 結晶構造や化学組成が異なる鉱物は異なる屈折率を示すことがあり、屈折率は屈折率計を使用して測定できます。 屈折率は、鉱物の識別に使用される重要な光学特性です。
4. 偏光: 特定の鉱物を通過する光は偏光することがあります。これは、光波が特定の方向に振動することを意味します。 この特性は、交差偏光で鉱物を検査できる偏光顕微鏡を使用して観察できます。 偏光顕微鏡は、鉱物の同定と特性評価に使用される強力な技術です。
5. 多色性: 一部の鉱物は多色性を示します。つまり、偏光下でさまざまな角度から見るとさまざまな色を示します。 この特性は、鉱物の結晶構造によるさまざまな方向の光の優先的な吸収によって引き起こされ、鉱物の同定における診断ツールとして使用できます。
6. 複屈折性: 複屈折とも呼ばれる複屈折は、光を異なる屈折率を持つ XNUMX つの光線に分割する特定の鉱物の特性です。 これは偏光顕微鏡を使用して観察でき、複屈折の量から鉱物の結晶構造と組成に関する情報が得られます。
7. 光サイン: 鉱物の光学的符号は、鉱物の屈折率が結晶軸に対してどの方向を向いているかを指します。 光学的兆候は偏光顕微鏡を使用して決定でき、鉱物の識別に使用される重要な特性です。

光が鉱物とどのように相互作用し、光が鉱物中をどのように伝播するかを研究することは、鉱物の組成、構造、特性に関する重要な情報を提供するため、鉱物学において非常に重要です。 吸収、屈折、偏光、多色性、複屈折、光学的サインなどの鉱物の光学特性は、鉱物の同定、特性評価、研究に使用されます。 偏光顕微鏡などの顕微鏡技術は、鉱物を通る光の伝播を研究し、その光学的特性に関する重要な詳細を明らかにするために広く使用されています。

薄いセクション

薄切片とは、スライドガラス上に載せられ、特殊な装置を使用して通常 30 マイクロメートル (0.03 mm) の厚さまで研磨される岩石または鉱物の薄いスライスを指します。 薄切片は以下の用途に使用されます。 岩石学、顕微鏡下で岩石や鉱物を研究し、鉱物の組成、組織、その他の重要な特性を決定する地質学の分野。

薄い切片は、岩石や鉱物の小片を薄いスラブに切断して作成され、接着剤を使用してスライドガラスに貼り付けられます。 次に、炭化ケイ素粉末などの一連の研磨材を使用してスラブを所望の厚さまで研磨し、滑らかで均一な表面を実現します。 得られた薄い部分は、その後、透明性と明瞭さを改善するために研磨され、特定の特徴や特性を強化するために染料または化学薬品で染色される場合があります。

薄い切片は一般に、岩石顕微鏡としても知られる偏光顕微鏡で検査されます。偏光顕微鏡には、複屈折、多色性、消光角などの岩石や鉱物の光学特性を研究できる偏光子と検光子が装備されています。 地質学者は、薄片内の鉱物とその配置を分析することで、岩石の種類を特定し、鉱物組成を決定し、形成や変形プロセスなどの岩石の歴史を解釈することができます。

薄切片は、地質学のさまざまな分野で広く使用されています。 火成岩岩学, 堆積岩石学, 変成岩石学、経済地質学、環境地質学。 これらは岩石や鉱物を顕微鏡レベルで研究するために不可欠なツールであり、それらの起源、進化、特性についての貴重な洞察を提供します。 薄片は、岩石や鉱物の詳細な検査と分析を可能にするため、教育や研究でもよく使用され、地球の地質とその歴史の理解に貢献します。

光の性質

1. 波のような性質: 光は、波長、周波数、振幅などの波のような性質を示します。 これは、媒体または真空中を伝わる電磁波として説明できます。
2. 粒子のような性質: 光は、エネルギーと運動量を運ぶフォトンと呼ばれる粒子の流れとしても機能します。
3. 速度: 光は真空中を毎秒約 299,792 キロメートル (km/s) の一定速度で進みます。これは宇宙で既知の最速の速度です。
4. 電磁スペクトル: 光はさまざまな波長と周波数の中に存在し、それらが合わさって電磁スペクトルを形成します。 このスペクトルには、可視光、紫外線 (UV) 光、赤外線 (IR) 光、X 線、ガンマ線などのさまざまな種類の光が含まれており、それぞれに独自の特性と用途があります。

平面偏光 (PPL):

1. 偏光: 光波は偏光する可能性があります。これは、光波の振動が全方向ではなく単一面で発生することを意味します。 偏光は、その電場ベクトルの特定の方向を持っています。
2. 偏光子: PPL は、非偏光を偏光子に通すことによって作成されます。偏光子は、特定の面で振動する光波のみを透過させ、他の面で振動する光波をブロックするフィルターです。
3. プロパティ: PPL には、方向、強度、色などの特性があり、偏光顕微鏡下で鉱物や結晶などのさまざまな材料を研究および分析するために使用できます。

XPL (交差偏光子):

1. テクニック: XPL は偏光顕微鏡で使用される技術で、XNUMX つの偏光子が交差します。これは、偏光面が互いに垂直であることを意味します。
2. 干渉: 鉱物または結晶の薄い部分を交差偏光子の間に置くと、干渉色または複屈折として知られる干渉パターンが生成され、屈折率や結晶構造などの鉱物の光学特性に関する情報が得られます。
3. 鉱物の識別: XPL は、鉱物学で一般的に、鉱物の固有の干渉パターンと複屈折色に基づいて鉱物を識別および特徴付けるために使用され、鉱物の組成、結晶構造、その他の特性を決定するのに役立ちます。

光の通り道

反射は、光または他の形態の電磁放射が表面で反射し、周波数や波長を変えることなく、元の媒体に戻るプロセスです。 この現象は、屈折率または光学密度が異なる XNUMX つの媒体間の境界に光が遭遇したときに発生します。

リフレクションに関する重要なポイント:

1. 入射角と反射角: 光が表面に当たる角度は入射角と呼ばれ、光が反射する角度は反射角と呼ばれます。 反射の法則によれば、入射角は反射角に等しく、入射光線、反射光線、法線 (表面に垂直な線) はすべて同じ平面内にあります。
2. 鏡面反射と拡散反射: 反射は鏡面反射または拡散反射のいずれかになります。 鏡面反射は、光が鏡などの滑らかな表面で反射するときに発生し、反射された光線は元の方向を維持して明確な反射を形成します。 拡散反射は、光が紙やつや消しの表面などの粗いまたは不規則な表面で反射するときに発生し、反射光線がさまざまな方向に散乱して、結果として鮮明な反射が得られません。
3. 反射の応用: 反射は、視認性を高めるための鏡、車両や道路標識の反射面、望遠鏡や顕微鏡などの光学機器、視覚効果を生み出すための写真やアートなど、日常のさまざまな用途で使用されています。
4. 反射の法則: 反射の法則では、入射角は反射角に等しく、入射光線、反射光線、法線はすべて同じ平面上にあると規定されています。 この法則は、光が反射面に遭遇したときの光の挙動を理解する上での基本です。

要約すると、反射とは、光または他の形態の電磁放射が表面で反射し、周波数や波長を変えることなく、元の媒体に戻るプロセスです。 これには入射角と反射角が関係し、鏡面または拡散の可能性があり、多くの実用的な用途があり、反射の法則に従います。

光の速度は、光が通過する媒体によって異なります。光は電子と相互作用する電磁波です。電子の分布は材料ごとに異なり、場合によっては材料を通過する方向も異なります。光がある媒体から別の媒体に通過するとき、速度の差です。 光線 明らかに 接点で曲がる

入射角≠屈折角。

屈折率

屈折量は各媒質の光速度の違いに関係します。空気の屈折率（RI）は1と定義されます。

鉱物の絶対屈折率 (n) は空気中の屈折を基準とした屈折です。

•   原子/結晶構造に依存する
•   鉱物ごとに異なります
•   鉱物にとっては一定である
•   ミネラルの診断特性です
•   1.3と2.0間

鉱物の原子構造に応じて、RI の値は XNUMX つ、XNUMX つ、または XNUMX つあります。

不透明なミネラル

不透明鉱物とは、光を通さず、光を通さない鉱物のことです。 構造を通して光を透過する能力がないため、顕微鏡または肉眼で観察すると、不透明または鈍く見えます。

不透明な鉱物は、通常、その物理的および化学的特性により、光に対して透明または半透明ではない材料で構成されています。 これらには、光を吸収または散乱させて光の通過を妨げるさまざまな不純物、鉱物、または元素が含まれている場合があります。

不透明な鉱物の例には、次のような自然金属が含まれます。 ゴールド, 銀、 銅、のような硫化物だけでなく、 黄鉄鉱, 方鉛鉱、 黄銅鉱。 これらのミネラルは一般的に以下のものに含まれています。 鉱床 金属鉱石と関連付けられることが多い 預金。 他の不透明な鉱物には、金属または非金属の組成を持つ特定の酸化物、炭酸塩、および硫酸塩が含まれます。

透明な鉱物

透明鉱物とは、光を透過する鉱物のことで、顕微鏡や肉眼で見ると透明または半透明に見えます。 これらの鉱物は、光が格子を通過できる結晶構造を持っており、光を散乱や吸収することなく透過させることができます。

透明な鉱物は幅広い色で見られ、偏光顕微鏡で観察すると多色性 (配向による色の変化)、複屈折 (複屈折)、干渉色などのさまざまな光学特性を示すことができます。 これらの特性を使用して、透明な鉱物を識別および区別できます。

透明な鉱物の例としては、以下のものがあります。 石英, 方解石, 長石, ガーネット, トルマリン、 トパーズ。 これらの鉱物は、さまざまな地質環境の岩石や鉱物に一般的に見られ、産業、宝飾品、科学研究でさまざまな用途に使用されています。

ベッケライン

ベッケ線は、鉱物などの透明な物質を屈折率の異なる液体に浸したときに観察される光学現象です。 これは、周囲の媒体と比較した鉱物の相対屈折率を決定するために光学鉱物学で使用される有用な技術であり、鉱物の光学的特性に関する情報を提供できます。

鉱物をスライドガラス上に置き、その鉱物の屈折率よりも高いまたは低い屈折率を持つ液体に浸すと、鉱物の端に沿って明るい境界線または暗い境界線がそれぞれ現れます。 この境界線はベッケ線と呼ばれます。 焦点が変更されたときにベッケ線が移動する方向から、周囲の媒体と比較した鉱物の相対屈折率に関する情報が得られます。

ベッケ線現象は、鉱物と周囲の媒質の屈折率の違いによって発生します。 媒質の屈折率が鉱物の屈折率より高い場合、ベッケ線は鉱物に向かって移動し、媒質の屈折率が鉱物の屈折率より低い場合、ベッケ線は鉱物から遠ざかります。 ベッケ線の位置や動きは偏光顕微鏡で観察・解析することができ、鉱物の同定や光学的性質の決定ツールとして利用できます。

ベッケ線は、鉱物の屈折率、複屈折、その他の光学特性を含む、鉱物の光学特性を研究するための光学鉱物学における貴重なツールです。 地質学、岩石学、材料科学における鉱物の同定と特性評価に広く使用されています。

救済

光学鉱物学の文脈では、レリーフとは、偏光顕微鏡で見たときの、周囲の媒体と比較した鉱物の明るさまたは暗さの違いを指します。 これは、鉱物を識別し、その特徴を決定するために観察および使用できる鉱物の光学的特性の XNUMX つです。

レリーフは通常、周囲の媒体 (通常はスライドガラスまたは封入媒体) と比較した鉱物の明るさまたは暗さの違いとして観察されます。 この明るさや暗さの違いは、鉱物と周囲の媒質の間の屈折率の違いによって引き起こされます。 鉱物の屈折率が媒体よりも高い場合は明るく見え、屈折率が低い場合は暗く見えます。

異なる鉱物は異なる屈折率を有し、したがって異なる程度のレリーフを示すため、レリーフは鉱物を識別するための診断特徴として使用できます。 たとえば、レリーフが高く、周囲の媒体に対してより明るく見える鉱物は、石英やガーネットなどの屈折率の高い鉱物を示している可能性があります。 レリーフが低く、周囲の媒体に対して暗く見える鉱物は、方解石や方解石などの屈折率が低い鉱物を示している可能性があります。 斜長石長石.

レリーフは通常、偏光顕微鏡でよく使用される交差偏光子の下で観察および評価されます。 色、複屈折、多色性などの他の光学特性と組み合わせて鉱物のレリーフを観察することにより、鉱物を識別および特徴付けることができ、地質学および材料科学の研究に貴重な情報を提供します。

切断

鉱物学の文脈における劈開とは、鉱物が特定の脆弱面に沿って破壊され、その結果滑らかで平らな表面が生じる傾向を指します。 鉱物の結晶構造によって決まる性質で、偏光顕微鏡で薄片で観察・測定できます。

劈開は、鉱物の結晶格子における原子またはイオンの配置の結果です。 結晶構造を持つ鉱物には、多くの場合、原子またはイオン間の結合が弱くなる脆弱面があり、応力を受けると鉱物がこれらの面に沿って破壊されます。 得られる表面は通常、滑らかで平らであり、鉱物の結晶格子に応じて、明確な幾何学模様を持つ場合があります。

鉱物によって劈開の種類や質が異なるため、劈開は鉱物の同定に使用される重要な特性です。 一部の鉱物は完全な劈開を持ち、特定の面に沿って容易かつ滑らかに破壊され、光沢のあるまたは反射する外観を持つ平らな表面が得られます。 他の鉱物は劈開が不完全であるかまったくない場合があり、破壊すると表面が不規則または粗くなります。

へき開は、へき開面の数と方向に基づいて説明できます。 劈開を説明するために使用される一般的な用語には、基底面（結晶の底面に平行に発生）、角柱面（細長い結晶面に平行に発生）、立方体（立方体面に垂直に発生）、菱面体面（90 度以外の角度で発生）などがあります。

骨折

破壊は、鉱物が応力を受けたときにどのように壊れるかを表す鉱物の特性ですが、特定の脆弱面に沿って鉱物が破壊する傾向である劈開は示されません。 滑らかで平らな表面をもたらす劈開とは異なり、鉱物が破壊されると、破壊では不規則で凹凸のある、または粗い表面が生じます。

亀裂は、明確な結晶構造を持たない鉱物や顕著な劈開面を持たない鉱物で発生することがあります。 また、変形した鉱物や、結晶格子が破壊されるような外力を受けた鉱物でも発生することがあります。 骨折は、衝撃、圧力、曲げなどのさまざまな要因によって発生する可能性があります。

鉱物には次のようないくつかの種類の破壊が観察されます。

1. 貝殻骨折: このタイプの破壊により、貝殻の内側に似た滑らかな曲面が生じます。 これは、脆くて割れてガラス状またはガラス状の外観を呈する鉱物でよく観察されます。
2. 不規則な骨折: このタイプの破壊では、明確なパターンのない、粗くて不均一な表面が生じます。 これは、明確な劈開面を持たず、ランダムに壊れる鉱物でよく観察されます。
3. 裂片骨折: このタイプの破壊では、長い破片のような、または繊維状の表面が生じます。 これは、アスベスト鉱物など、本質的に繊維状の鉱物で一般的に観察されます。
4. ハッカリー骨折: このタイプの破壊では、無計画なパターンを持つギザギザの鋭いエッジの表面が生じます。 これは、延性があり、引き裂かれたように壊れる鉱物でよく観察されます。

破壊は、応力を受けたときの鉱物の物理的特性や挙動に関する追加情報を提供できるため、鉱物の識別に使用される重要な特性となります。 また、同様の物理的特性を持つが破壊特性が異なる鉱物を区別するために使用することもできます。

メタミクトテクスチャ

メタミクトテクスチャーとは、高レベルの放射線、通常は放射性元素によって変化した、特定の鉱物で観察される特定のタイプのテクスチャーを指します。 この放射線誘発性の 変更 鉱物の結晶格子が非晶質、無秩序、または完全に破壊され、特徴的なメタミクトテクスチャーが生じます。

メタミクトテクスチャーは、以下のような鉱物で一般的に観察されます。 ジルコン (ZrSiO4) やトーライト (ThSiO4) などの放射性元素を含む ウラン (U) とトリウム (Th)。 これらの鉱物はメタミク化と呼ばれるプロセスを受ける可能性があり、このプロセスでは放射線が結晶構造に損傷を与え、非晶質化または元の結晶構造の完全な破壊につながります。

Metamict ミネラルは、次のような特定の特徴を示す場合があります。

1. 結晶形状の損失:メタミクト鉱物は、その典型的な結晶形状を失い、顕微鏡下では形のない塊または不規則な粒子として見える場合があります。
2. アモルファスまたは無秩序な構造: Metamict 鉱物は、結晶性ミネラルの特徴である原子の規則正しい配置を欠いている場合があり、アモルファスまたは無秩序に見えます。
3. 高レリーフ: メタミクト鉱物は高レリーフを示す場合があります。つまり、非晶質または無秩序な性質により、交差偏光下では暗い背景に対して明るく見えます。
4. 複屈折の喪失：メタミクト鉱物は、非晶質または無秩序な構造により、複屈折（光を XNUMX つの異なる屈折率に分割する能力）を失う可能性があります。

Metamict テクスチャは、高レベルの放射線の影響を受けた鉱物の特定と特徴付けに使用される重要な診断機能となります。 また、これらの鉱物が経験した地質学的歴史やプロセス（放射性元素への曝露など）についての洞察も得られ、地質年代学、放射年代測定、その他の科学的応用における潜在的な用途に影響を与える可能性があります。

PPL でのカラー

平面偏光 (PPL) で観察される色は、顕微鏡下での鉱物の識別と特性評価に使用される重要な特性です。 PPL で表示すると、光と鉱物の相互作用によってさまざまな色が生じる可能性があり、これらの色から鉱物の組成、結晶構造、および光学特性に関する貴重な情報が得られます。

PPL では、鉱物は次のような光学的特性に応じて異なる色を示すことができます。

1. 等方性鉱物：等方性鉱物とは、複屈折を示さず、どの方向でも同じ屈折率をもつ鉱物です。 これらの鉱物は光を XNUMX つの異なる屈折率に分割しないため、PPL では黒または灰色に見えます。
2. 異方性鉱物：異方性鉱物とは複屈折を示し、方向によって屈折率が異なる鉱物です。 これらの鉱物は、鉱物の結晶構造と組成に応じて、灰色、白、黄色、オレンジ、赤、緑、青、紫の色合いを含む幅広い色を PPL で示します。
3. 多色性鉱物: 多色性とは、異なる結晶学的方向に沿って見たときに異なる色を示すいくつかの鉱物の特性です。 PPL では、顕微鏡ステージを回転させると多色性鉱物が異なる色を示すことがあり、鉱物を識別するための貴重な診断情報が得られます。
4. 吸収・透過特性: 鉱物は、その化学組成と結晶構造により、特定の波長の光の選択的な吸収と透過を示し、その結果、PPL で特定の色が観察されることがあります。

PPL で観察される色は、レリーフ、劈開、破壊、結晶形状などの他の光学特性と組み合わせて使用​​すると、鉱物の識別と特徴付けに役立ちます。 PPL で観察される色を正確に解釈し、信頼できる鉱物識別を行うには、鉱物識別リファレンスを参照し、適切な鉱物識別技術とツールを使用することが重要です。

等方性ミネラル

等方性鉱物は複屈折を示さない鉱物であり、すべての方向で同じ屈折率を有することを意味します。 その結果、偏光顕微鏡で平面偏光 (PPL) または交差偏光 (XPL) で観察した場合、干渉色や偏光効果は見られません。 その代わり、等方性鉱物は通常、PPL で表示すると黒または灰色に見え、顕微鏡ステージを回転させても色や明るさは変化しません。

等方性鉱物の例には次のものがあります。

1. ガーネット: ガーネットは、赤、オレンジ、黄色、緑、茶色、黒など、さまざまな色で発生する一般的な鉱物グループです。 等方性であり、複屈折を示さない。
2. マグネタイト: マグネタイトは強い磁性を持つ黒色の鉱物で、火成岩や岩石によく発生します。 変成岩。 等方性であり、PPL または XPL では干渉色は表示されません。
3. 黄鉄鉱: 「愚者の金」としても知られる黄鉄鉱は、堆積物、変成岩、および堆積物でよく見られる金属的な黄色の鉱物です。 火成岩。 等方性であり、複屈折を示さない。
4. ハライト: 岩塩としても知られる岩塩は、一般的に見られる無色または白色の鉱物です。 堆積岩。 等方性であり、PPL または XPL では干渉色は表示されません。
5. 閃亜鉛鉱: スファレライトは一般的です 亜鉛 茶色、黒、黄色、緑、赤など、さまざまな色の鉱物。 等方性であり、複屈折を示さない。

等方性鉱物は、複屈折がないことと、PPL での特徴的な黒または灰色の外観が、干渉色や偏光効果を示す異方性鉱物と区別するのに役立つため、光学顕微鏡を使用した鉱物同定において同定および認識することが重要です。

交差する両極の間

等方性鉱物は結晶の向きやステージの回転に関係なく常に黒く見えます

インディカトリックス

屈折率指示薬は、異方性鉱物の光学特性を説明するために鉱物学と光学で使用される幾何学的表現です。 これは、さまざまな結晶方向に対する鉱物の屈折率の変化を表す XNUMX 次元の楕円体です。

異方性鉱物は、その内部結晶構造により、異なる結晶方向に沿って異なる屈折率を持ちます。 指示棒は、鉱物の結晶軸とそれらの軸に関連する屈折率との関係を説明するのに役立ちます。

屈折率分布体は、鉱物の主屈折率を表す軸を使用して XNUMX 次元で視覚化できます。 これらの軸は通常、n_x、n_y、n_z とラベル付けされます。n_x と n_y は屈折率屈折率の面内の XNUMX つの垂直な屈折率を表し、n_z は光 (c 軸) 方向に沿った屈折率を表します。

屈折率分布体の形状から、鉱物の光学的特性に関する情報が得られます。 屈折率指示薬が球の場合、鉱物は等方性です。つまり、すべての方向で同じ屈折率を持ちます。 屈折率分布体が楕円体の場合、鉱物は異方性であり、異なる結晶方向に沿って異なる屈折率を有することを意味します。

屈折率指示薬は、鉱物の光学特性を研究する際に便利なツールであり、鉱物の同定や特性評価に重要な複屈折、視符号、視角などの重要な光学特性を決定するために使用できます。

異方性の ミネラル

異方性鉱物は、異なる結晶学的方向に沿って異なる物理的または光学的特性を示す鉱物です。 これは内部の結晶構造によるもので、観察の方向に応じて屈折率、複屈折、色、その他の光学特性などの特性が変化します。 異方性鉱物は、単一の入射光線を異なる屈折率を持つ XNUMX つの光線に分割するため、複屈折鉱物としても知られています。

異方性鉱物は、多色性 (異なる方向から見たときに異なる色)、干渉色 (偏光で観察される色)、消光 (回転すると鉱物粒子が完全に消える)、およびその他の特性を含む幅広い光学特性を示すことがあります。偏光顕微鏡などのさまざまな光学技術を使用して観察できます。

異方性鉱物の例としては、方解石、石英、長石、 マイカ, 角閃石、輝石、その他多数。 これらの鉱物は幅広い種類の岩石に一般的に見られ、産業上、経済上、地質学的に重要な意味を持っています。 異方性鉱物とその光学特性の研究は鉱物学と岩石学の基礎部分であり、鉱物の同定、特性評価、さまざまな地質環境における岩石や鉱物の物理的および光学的特性の理解において重要な役割を果たします。

一軸 – 光はすべてに入る XNUMXつ 特別な方向は、互いに直角に振動し、異なる速度で移動する 2 つの平面偏光成分に分解されます。

二軸 – 光はすべてに入る 2 特殊な方向は 2 つの平面偏光成分に分解されます…

特別な方向 (「光軸」) に沿って、鉱物は等方性であると考えます。つまり、分裂は起こりません。

一軸鉱物と二軸鉱物は、xtl 軸に対する速光線と遅光線の向きに応じて、光学的に正と光学的に負にさらに分割できます。

1-光は下部偏光子を通過します

色と多色性

色と多色性は、偏光顕微鏡を使用して観察できる鉱物の重要な光学特性です。

色は、通常の光または白色光の下で見たときの鉱物の外観を指します。 鉱物は、その化学組成およびさまざまな不純物または構造欠陥の存在により、幅広い色を示すことがあります。 色は鉱物の同定における診断特性として使用できますが、一部の鉱物は同様の色を示す場合があるため、必ずしも信頼できるわけではありません。

一方、多色性は、偏光下で異なる結晶学的方向から見たときに鉱物が異なる色を示す現象です。 この特性は、鉱物の異方性の性質によるもので、鉱物は異なる結晶軸に沿って異なる光を吸収します。 多色性は、さまざまな結晶方向に沿って光の吸収に大きな違いがある鉱物でよく観察されます。

多色性は通常、偏光顕微鏡を使用して観察されます。偏光顕微鏡では、鉱物を交差した偏光子の間に置き、ステージをさまざまな方向に回転させて色の変化を観察します。 ステージを回転させることにより、鉱物は無色 (消光) から XNUMX つ以上の明確な色まで、さまざまな色を示すことがあります。 さまざまな鉱物には独自の多色特性があるため、色の数と多色性の強さは鉱物を識別するための重要な手がかりとなります。

屈折率 (RI または n)

屈折率 (RI または n) は、鉱物が通過する際に光がどの程度曲がるかまたは屈折するかを表す鉱物の光学特性です。 これは、真空中の光の速度と鉱物中の光の速度の比として定義されます。

屈折率は、同様の物理的特性を持つ鉱物を区別するのに役立つため、鉱物の識別において貴重なツールです。 鉱物が異なれば、化学組成、結晶構造、密度が異なるため、屈折率も異なります。

屈折率は通常、鉱物学や宝石学で使用される特殊な機器である屈折計を使用して決定されます。 屈折計は、光が透明な鉱物サンプルを通過する際に曲がる角度を測定し、この角度に基づいて屈折率が計算されます。

屈折率を多色性、消光角、複屈折などの他の光学特性と組み合わせて使用​​すると、薄い切片や研磨された鉱物サンプル内の鉱物を識別するのに役立ちます。 これは鉱物とその光学特性の研究における重要なパラメータであり、鉱物の組成と構造に関する貴重な情報を提供します。

救済

レリーフとは、透過光で顕微鏡で観察したときに、鉱物が周囲の媒体に対してどの程度目立って見えるか、またはコントラストを持って見えるかという鉱物の光学特性です。 これは、鉱物と周囲の媒質、通常は封入剤や鉱物の母岩の間の屈折率の差に関係しています。

レリーフが高い鉱物は周囲の媒体に対してより目立つように見えますが、レリーフが低い鉱物は明るさや色が周囲の媒体とより似ているように見えます。 通常、レリーフは透過光顕微鏡を使用して鉱物の薄い部分で観察されます。この場合、鉱物は交差極間または平面偏光で観察されます。

レリーフは、鉱物の屈折率に関する手がかりを提供するため、鉱物の同定に役立ちます。これは、既知の屈折率に基づいて、考えられる鉱物のリストを絞り込むのに役立ちます。 レリーフは鉱物の化学組成、結晶構造、その他の要因によって異なります。 たとえば、石英などの屈折率が高い鉱物はより高いレリーフを示す可能性があり、長石などの屈折率がより低い鉱物はより低いレリーフを示す場合があります。

レリーフは、レリーフが低い鉱物と比較して、レリーフが高い鉱物の方が豊富に見えるため、岩石中のさまざまな鉱物の相対的な存在量を決定するために使用することもできます。 場合によっては、救済措置によって変更や変更に関する情報が提供されることがあります。 風化 変質したミネラルは、未変性のミネラルと比較して異なるレリーフを示す可能性があるため、ミネラルの影響を受けます。

2 – 上部偏光板を挿入します

3 – 次に、岩の薄い部分を挿入します。

結論としては、ミネラルが何らかの形で含まれているということになります。 向きを変える 光が振動する平面。 一部の光は上部偏光子を通過します

4 – 回転ステージに注目してください

ほとんどのミネラル粒子 色を変える ステージが回転すると、 これらの穀物は行きます 黒 4 度回転で 360 回 – 正確に 90 度ごと^o

複屈折の推定

複屈折は、鉱物を通過する光の XNUMX つの相互に直交する振動方向の間の屈折率の差を指す鉱物の光学特性です。 これは通常、鉱物を交差極間またはコノスコープ視野で観察する偏光顕微鏡下で鉱物中で観察されます。

鉱物の複屈折の推定は、次のようないくつかの方法で行うことができます。

1. 視覚的推定: 複屈折は、交差した極間で見たときに鉱物が示す干渉色を観察することによって視覚的に推定できます。 干渉色は、鉱物を通過する XNUMX つの直交する光波間の位相差の結果であり、鉱物の複屈折によって決まります。 標準参照チャートまたはMichel-Lévyチャートを使用すると、観察された干渉色に基づいて複屈折を推定できます。
2. リタデーションの測定: 複屈折は、リタデーション板または XNUMX/XNUMX 波長板を使用して鉱物のリタデーションを測定することによって推定できます。 遅延は、鉱物を通過する XNUMX つの直交する光波間の光路長の差であり、複屈折に直接関係します。 リターデーションを測定し、適切な校正を適用することで、複屈折を推定できます。
3. 複屈折分散: 一部の鉱物は複屈折分散を示し、複屈折は光の波長によって変化します。 コノスコーププリズムや分光器を使用するなど、さまざまな波長で複屈折を測定することにより、複屈折分散を求めることができ、鉱物の組成や光学特性に関する情報を得ることができます。

複屈折の推定は定性的な方法であり、正確な定量値が得られない可能性があることに注意することが重要です。 推定の精度は、顕微鏡の品質、鉱物の厚さ、干渉色の解釈や遅延の測定における観察者の経験とスキルなどの要因に依存します。 したがって、より正確で正確な結果を得るには、屈折率測定や分光法などの高度な技術を使用するなど、他の方法で複屈折の推定値を確認することが必要になることがよくあります。

絶滅

消光は、光学鉱物学で、偏光顕微鏡で極を交差させた状態で、鉱物が明るく照らされた状態から暗い状態、またはほぼ暗い状態になる現象を説明するために使用される用語です。 これは、鉱物を識別し、その結晶方位を理解するのに役立つ特性です。

消滅には主に XNUMX つのタイプがあります。

1. 並行消滅: このタイプの消滅では、結晶軸が交差極構成の偏光子および検光子に平行な場合、鉱物は消滅します (暗くなります)。 これは、鉱物を通過する光が分析装置によって遮断され、鉱物が暗く見えることを意味します。 平行消光を持つ鉱物は通常等方性であるか、結晶軸が顕微鏡の偏光方向と一致しています。
2. 傾斜消滅: このタイプの消滅では、鉱物は交差極構成の偏光子と検光子に対して傾斜した角度で​​消滅します (暗くなります)。 これは、鉱物が顕微鏡の偏光方向と完全に一致していないことを意味し、ステージが回転すると、鉱物は明るいところから暗いところへ、またはその逆に変化します。 傾斜消光を持つ鉱物は通常異方性であり、結晶学的方向が異なると屈折率が異なることを意味します。

絶滅は、鉱物の結晶方位と対称性に関する重要な情報を提供し、鉱物の同定と特性評価に使用できます。 たとえば、平行消光を持つ鉱物は通常等方性であり、すべての結晶学的方向で同じ光学特性を持ちますが、傾斜消光を持つ鉱物は通常異方性であり、異なる結晶学的方向で異なる光学特性を持ちます。 消光角は、鉱物の結晶の対称性と結晶方位に関する情報も提供し、鉱物の同定や結晶構造の解釈に役立ちます。

双晶化と消光角

双晶とは、鉱物の XNUMX つ以上の個別の結晶が対称的に一緒に成長し、特徴的な相互成長パターンを持つ双晶結晶が生じる現象です。 消光角は、双晶鉱物の最大消光方向と双晶化していない鉱物の最大消光方向との間の角度を表すために光学鉱物学で使用される用語です。

双晶形成は、偏光顕微鏡における鉱物の消滅挙動に影響を与える可能性があります。 双極を交差させた状態で双晶鉱物が観察される場合、双晶結晶の配置により消滅挙動が非双晶鉱物の消光挙動と異なる場合があります。 双晶化により、双晶化した鉱物の消光方向が双晶化していない鉱物の消光方向から逸脱し、その結果、特徴的な消光パターンが生じる可能性があります。

消光角は、双晶鉱物の最大消光方向と双晶化していない鉱物の最大消光方向との間の角度である。 これは度単位で測定され、双晶の種類と双晶の方向に関する重要な情報を提供します。 消光角は、双晶鉱物の識別と特徴付けに使用される重要な特徴です。

双晶化には、単純双生児、多重双生児、複雑双生児など、いくつかの種類があり、消光挙動と消光角は双晶化の種類に応じて異なります。 消光角は、コノスコープまたはコノスコープアタッチメントを備えた偏光顕微鏡を使用して測定でき、双晶結晶と非双晶結晶の消光方向間の角度を正確に決定できます。

顕微鏡で見た結晶の様子

顕微鏡下での結晶の外観は、結晶の種類、照明条件、観察モード (透過光または反射光、偏光または非偏光など) を含むいくつかの要因によって異なります。 顕微鏡での結晶の一般的な外観をいくつか示します。

1. ユーヘドラルクリスタル: ユーヘドラル結晶は、鉱物種の特徴である明確な結晶面を備えた整った結晶です。 通常、それらは鋭いエッジと滑らかな表面を示し、その結晶学的特徴は顕微鏡で簡単に観察できます。 ユーヘドラル結晶は、火成岩や変成岩でよく見られます。
2. 副面体結晶: 副面体結晶は部分的に発達した結晶であり、いくつかのよく形成された結晶面を持っていますが、不規則または不完全な成長も示します。 それらは丸みを帯びたエッジまたは不完全な面を持っている場合があり、それらの結晶学的特徴は正面体結晶と比較して明確ではない可能性があります。
3. 下反角結晶: アンヘドラル結晶は、明確に定義された結晶面やエッジを持たない、形成が不十分な結晶です。 それらは、認識できる結晶学的特徴を持たず、不規則な粒子または鉱物粒子の凝集体として現れる場合があります。 アンヘドラル結晶は、堆積岩または急速に結晶化している領域でよく見られます。
4. 多結晶集合体: 多結晶集合体は、ランダムに配向して相互成長した複数の結晶で構成されます。 これらは、顕微鏡下では、明確な結晶面やエッジがなく、粒状または結晶質の塊として見える場合があります。 多結晶集合体は、多くの種類の岩石や鉱物によく見られます。
5. ツインクリスタル: 双晶は、XNUMX つ以上の結晶が対称的に成長し、特徴的な連晶パターンが得られるときに形成されます。 双晶形成により、繰り返しパターン、平行または交差する線、対称的な特徴など、顕微鏡下で独特の外観を作り出すことができます。
6. 含まれるもの: インクルージョンとは、結晶内の小さな鉱物または液体で満たされた空洞であり、顕微鏡での外観に影響を与える可能性があります。 インクルージョンは、結晶内に暗いまたは明るい斑点、不規則な形状、または微細なパターンとして現れることがあり、鉱物の形成履歴や環境条件に関する重要な情報を提供する可能性があります。

顕微鏡での結晶の外観は、鉱物の同定、結晶学、および鉱物の形成と特性の理解に貴重な情報を提供します。 サンプルの準備、照明条件、観察モードにおける適切な技術により、顕微鏡下での結晶の特徴の視認性と特性評価を向上させることができます。