Por: Juanangel G. Díaz M.

USAC – CUNOR – CARRERA DE GEOLOGÍA

Curso de Mineralogía Óptica 0741 http://geocunor.jimdo.com

El vidrio y unos pocos minerales

permanecen color negro en todas las

orientaciones

Estos minerales son

Anisotrópicos

INTRODUCCIÓN Note qué sucede cuando rotamos un cristal en la platina del microscopio:

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.

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.

Diferencia

estructural

entre un

mineral

Isotrópico y un

anisotrópico;

n = índice de

refracción

Isotrópico Aniso-

trópico

Por qué los mismos minerales varían considerablemente su aspecto al observarlos con y sin polarizador superior?

Pero note, que algunos

minerales hacer mejor magia

que otros. (p.e. algunos

granos permanecen oscuros,

debido a que no pueden

reorientar la luz.

olivino

plagioclasa

Microfotografía de cristales vistas en PPL Microfotografía de cristales vista en XPL

Los Minerales hacen magia!!

INTRODUCCIÓN

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)

TIPO DE LUZ POLARIZADA

PPL

Color

Pleocroísmo

Hábito

Clivaje

Relieve

Alteración

XPL

Anisotropía

Color de Interferencia

Maclado - Zonamiento

Extinción

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

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)

plg

hbl

plg

hb

l

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

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.

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).

Qué color tiene la biotita en la

primera y segunda fotografía?

2. PLEOCROÍSMO

Cristal de Biotita en dos vistas distitnas.

La lámina inferior ha sido rotada 90°

respecto de la superior. Ambas vistas

están en PPL

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.

A qué se debe que las biotitas cambien su color aunque estén juntas?

2. PLEOCROÍSMO

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.

Tur Bt

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

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.

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.

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.

FO

RM

A Y

HÁ

BIT

O

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

Forma de las secciones de

cristales euhedrales

Formas euhedrales desarrollados

a partir del sistema cristalino de

cada mineral y en función de los

ejes y el corte de la sección.

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.

Granate: n = 1.72-1.89

Cuarzo: n = 1.54-1.55

Epoxi: n = 1.54

El Granate tiene alto relieve El Cuarzo tiene bajo relieve

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.

Ol

Plg

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.

Ol: n=1.64-1.88, Plg: n=1.53-1.57, epoxi: n=1.54

4. RELIEVE

Cor

Fd

Gt

Qz

nxtl > nepoxy nxtl < nepoxy nxtl = nepoxy

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

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).

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.

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)

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.

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.

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: Cuarzo, Olivino

• Clivaje Simple (1 dir): Filosilicatos (001)

• Clivaje Doble (2 dirs): Inosilicatos (110) y

Silicatos de Al (100)

5. CLIVAJE

Direcciones de clivaje: Biotita (Der abajo), Cianita (Der. Arriba) y note la cantidad direcciones que

presenta la Wollastonia (Izq. Abajo)

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.

5. CLIVAJE

Nitidez de las trazas de clivaje (arriba) y los tipos (abajo). Raith 2012.

Clivaje doble

intersectándose

a ~90° Piroxeno

60°

120°

Clivaje doble,

intersectándose a

60°/120°: Anfíbol

5. CLIVAJE

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.

En este cristal de Olivino hay

fracturas aleatorias, no hay clivaje.

Existe clivaje en este cristal?

5. 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.

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

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

Hojoso

Prismático

Anhedral/alotromorfos

Elongado

Redondeado

Fibroso

Tabular

Euhedral/idiomorfos

Relieve

Ecuante

Subidiomorfos