Die optischen Eigenschaften von Mineralien beziehen sich auf ihr Verhalten in Gegenwart von Licht und darauf, wie sie mit Licht interagieren, wenn sie mit verschiedenen optischen Techniken beobachtet werden. Zu diesen Eigenschaften gehören Transparenz/Opazität, Farbe, Glanz, Brechungsindex (RI), Pleochroismus, Doppelbrechung, Dispersion, Extinktion und Kristallographie.

Mikroskopische Ansichten (XPL, gekreuztes polarisiertes Licht; PPL, planar polarisiert).
  1. Farbe: Die Farbe eines Minerals kann ein nützliches Diagnoseinstrument sein. Allerdings ist zu beachten, dass die Farbe je nach Verunreinigungen stark variieren kann und daher nicht immer ein verlässlicher Indikator für die Identität eines Minerals ist.
  2. Glanz: Glanz bezieht sich auf die Art und Weise, wie ein Mineral Licht reflektiert. Mineralien können metallisch, glasig, perlmuttartig oder matt sein, und jede Art von Glanz kann zur Identifizierung eines Minerals herangezogen werden.
  3. Projekttransparenz: Einige Mineralien sind transparent, andere undurchsichtig. Transparente Mineralien können weiter in farblose, farbige oder pleochroische Mineralien eingeteilt werden (die bei Betrachtung aus verschiedenen Blickwinkeln unterschiedliche Farben zeigen).
  4. Brechungsindex: Der Brechungsindex eines Minerals ist ein Maß dafür, wie stark Licht beim Durchgang durch das Mineral gebeugt wird. Diese Eigenschaft kann zur Identifizierung eines Minerals genutzt werden, indem der Winkel gemessen wird, in dem Licht gebrochen wird.
  5. Doppelbrechung: Unter Doppelbrechung versteht man die Eigenschaft eines Minerals, dass sich Licht beim Durchgang durch das Mineral in zwei Strahlen aufspaltet. Diese Eigenschaft ist besonders nützlich, um Mineralien in dünnen Schnitten unter dem Mikroskop zu identifizieren.
  6. Dispersion: Unter Dispersion versteht man die Art und Weise, wie unterschiedliche Lichtfarben von einem Mineral in unterschiedlichen Winkeln gebrochen werden. Diese Eigenschaft ist besonders nützlich zur Identifizierung von Edelsteinen wie Diamanten.
  7. Pleochroismus: Unter Pleochroismus versteht man die Eigenschaft eines Minerals, dass es bei Betrachtung aus verschiedenen Blickwinkeln unterschiedliche Farben aufweist.
  8. Fluoreszenz: Einige Mineralien weisen Fluoreszenz auf, was bedeutet, dass sie Licht abgeben, wenn sie ultraviolettem Licht ausgesetzt werden. Diese Eigenschaft kann zur Identifizierung von Mineralien in bestimmten Umgebungen verwendet werden.

Insgesamt sind optische Eigenschaften ein wichtiges diagnostisches Hilfsmittel zur Identifizierung von Mineralien. Durch das Verständnis dieser Eigenschaften und ihrer Beziehung zueinander können Mineralogen die Identität eines Minerals mit hoher Genauigkeit bestimmen.

Optische Mikroskopie

Die optische Mikroskopie, auch Lichtmikroskopie genannt, ist eine weit verbreitete Technik auf dem Gebiet der Mineralogie zur Identifizierung und Charakterisierung von Mineralien. Dabei kommt ein Mikroskop zum Einsatz, das sichtbares Licht zur Vergrößerung und Analyse von Mineralproben nutzt. Hier sind einige wichtige Punkte zur optischen Mikroskopie in der Mineralogie:

Optische Mikroskopie
  1. Prinzip: Die optische Mikroskopie basiert auf der Wechselwirkung von Licht mit Mineralien. Wenn Licht eine Mineralprobe durchdringt, kann es abhängig von den optischen Eigenschaften des Minerals, wie Farbe, Transparenz und Brechungsindex, absorbiert, durchgelassen oder reflektiert werden. Durch die Beobachtung, wie Licht mit einem Mineral unter einem Mikroskop interagiert, können wertvolle Informationen über seine physikalischen und optischen Eigenschaften gewonnen werden.
  2. Ausrüstung: Für die optische Mikroskopie ist ein spezielles Mikroskop erforderlich, das mit verschiedenen Komponenten ausgestattet ist, darunter einer Lichtquelle, Linsen, einem Tisch zum Halten der Mineralprobe und Okularen oder einer Kamera zum Betrachten und Aufnehmen von Bildern. Polarisationsmikroskope, die polarisiertes Licht verwenden, werden in der Mineralogie häufig zur Untersuchung der optischen Eigenschaften von Mineralien verwendet.
  3. Musteranfrage Vorbereitung: Bei Mineralproben für die optische Mikroskopie handelt es sich typischerweise um Dünnschnitte oder polierte Dünnpräparate, die durch Schneiden einer dünnen Scheibe einer Mineralprobe und deren Montage auf einem Glasobjektträger hergestellt werden. Für die Untersuchung der Mineralogie werden häufig Dünnschliffe verwendet Felsen, während polierte dünne Fassungen zur Analyse einzelner Mineralkörner verwendet werden.
  4. Techniken: Zu den in der Mineralogie verwendeten optischen Mikroskopietechniken gehören die Durchlichtmikroskopie, bei der Licht durch einen dünnen Abschnitt oder eine dünne Halterung geleitet wird, um die inneren Merkmale des Minerals zu beobachten, und die Polarisationslichtmikroskopie, bei der polarisiertes Licht zur Untersuchung der optischen Eigenschaften des Minerals verwendet wird, z wie Doppelbrechung, Auslöschung und Pleochroismus. Für bestimmte Zwecke bei der Identifizierung und Charakterisierung von Mineralien können auch andere Techniken wie die Auflichtmikroskopie und die Fluoreszenzmikroskopie eingesetzt werden.
  5. Mineralidentifizierung: Die optische Mikroskopie ist ein leistungsstarkes Werkzeug zur Identifizierung von Mineralien anhand ihrer physikalischen und optischen Eigenschaften. Durch die Beobachtung der Farbe, Transparenz, Kristallform, Spaltung und anderer Merkmale eines Minerals unter einem Mikroskop sowie durch den Einsatz von Techniken wie Polarisation und Interferenz können Mineralogen Mineralien identifizieren und zwischen verschiedenen Mineralarten unterscheiden.
  6. Einschränkungen: Die optische Mikroskopie weist in der Mineralogie einige Einschränkungen auf. Es eignet sich möglicherweise nicht zur Identifizierung von Mineralien mit ähnlichen physikalischen und optischen Eigenschaften oder von Mineralien, die sehr klein oder undurchsichtig sind. In solchen Fällen können andere Techniken wie Röntgenbeugung, Elektronenmikroskopie oder Spektroskopie für eine genauere Mineralidentifizierung und -charakterisierung erforderlich sein.

Die optische Mikroskopie ist eine grundlegende und weit verbreitete Technik in der Mineralogie und liefert wertvolle Informationen über die physikalischen und optischen Eigenschaften von Mineralien, die für deren Identifizierung und Charakterisierung unerlässlich sind.

Warum das Mikroskop benutzen?

Mikroskope werden in der Mineralogie aus verschiedenen Gründen eingesetzt:

  1. Mineralidentifizierung: Mikroskope werden verwendet, um die physikalischen und optischen Eigenschaften von Mineralien wie Farbe, Transparenz, Kristallform, Spaltung und andere Merkmale zu beobachten, die für ihre Identifizierung wesentlich sind. Durch die Untersuchung von Mineralproben unter einem Mikroskop können Mineralogen wichtige Informationen sammeln, die ihnen helfen, verschiedene Mineralarten zu identifizieren und zwischen ähnlichen Mineralien zu unterscheiden.
  2. Mineralcharakterisierung: Mikroskopie ermöglicht die detaillierte Charakterisierung von Mineralien, einschließlich ihrer Kristallstruktur, Textur und Einschlüsse. Diese Informationen liefern Einblicke in die Entstehung und Geschichte von Mineralien, die für das Verständnis ihrer Eigenschaften und Anwendungen wichtig sein können.
  3. Mineralogische Forschung: Mikroskopie wird in der mineralogischen Forschung zur Untersuchung optischer, chemischer und chemischer Prozesse eingesetzt physikalische Eigenschaften von Mineraliensowie ihre Beziehungen zu anderen Mineralien und Gesteinen. Mikroskopische Analysen können wertvolle Daten zum Verständnis von Mineralvorkommen, mineralogischen Prozessen und der geologischen Geschichte liefern.
  4. Mineralverarbeitung: Mikroskopie wird im Bereich der Mineralverarbeitung eingesetzt, um die Aufbereitung von Erzen und Mineralien zu analysieren und zu optimieren. Durch die Untersuchung von Mineralproben unter einem Mikroskop können Mineralverarbeitungsexperten die Mineralfreisetzung, Mineralassoziationen und mineralogischen Eigenschaften von Erzen beurteilen, was bei der Entwicklung wirksamer Mineralverarbeitungsstrategien hilfreich sein kann.
  5. Geologische Kartierung: Mikroskopie kann bei der geologischen Kartierung und Mineralexploration eingesetzt werden, um Mineralien in Gesteinen und Erzen zu identifizieren und zu kartieren. Diese Informationen können verwendet werden, um die Verteilung, Zusammensetzung und das wirtschaftliche Potenzial von zu verstehen Mineralvorkommen in einem bestimmten Bereich.
  6. Bildung und Lehre: Mikroskope werden häufig im Bildungsbereich eingesetzt, um Schülern Mineralogie und Geologie beizubringen. Mithilfe von Mikroskopen können Schüler Mineralien beobachten und identifizieren und mehr über ihre Eigenschaften, Vorkommen und Verwendungsmöglichkeiten erfahren.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Mikroskope in der Mineralogie wesentliche Werkzeuge zur Identifizierung, Charakterisierung, Forschung, Mineralverarbeitung, geologischen Kartierung und Ausbildung von Mineralien sind. Sie ermöglichen eine detaillierte Beobachtung und Analyse von Mineralien und liefern wertvolle Einblicke in ihre Eigenschaften, Vorkommen und Anwendungen.

Mineralien und Lichtausbreitung

Die Ausbreitung von Licht durch Mineralien ist ein faszinierendes Thema in der Mineralogie und steht in engem Zusammenhang mit den optischen Eigenschaften von Mineralien. Wenn Licht ein Mineral durchdringt, kann es verschiedene Wechselwirkungen wie Absorption, Reflexion, Brechung und Polarisation eingehen, die wichtige Informationen über die Zusammensetzung, Struktur und Eigenschaften des Minerals liefern können. Hier sind einige wichtige Punkte im Zusammenhang mit der Lichtausbreitung in Mineralien:

  1. Transparenz und Opazität: Mineralien können je nach chemischer Zusammensetzung und innerer Struktur transparent, durchscheinend oder lichtundurchlässig sein. Transparente Mineralien lassen Licht mit geringer oder keiner Streuung durch, während durchscheinende Mineralien das Licht in gewissem Maße streuen und undurchsichtige Mineralien überhaupt kein Licht durchlassen.
  2. Absorption: Einige Mineralien absorbieren aufgrund des Vorhandenseins bestimmter chemischer Elemente oder Verbindungen selektiv bestimmte Lichtwellenlängen. Dies führt dazu, dass das Mineral unter dem Mikroskop oder mit bloßem Auge farbig erscheint. Das Absorptionsspektrum eines Minerals kann Aufschluss über seine chemische Zusammensetzung geben.
  3. Brechung: Unter Brechung versteht man die Ablenkung des Lichts beim Übergang von einem Medium in ein anderes mit unterschiedlichem Brechungsindex. Mineralien mit unterschiedlicher Kristallstruktur und chemischer Zusammensetzung können unterschiedliche Brechungsindizes aufweisen, die mit einem Refraktometer bestimmt werden können. Der Brechungsindex ist eine wichtige optische Eigenschaft zur Identifizierung von Mineralien.
  4. Polarisation: Licht, das durch bestimmte Mineralien dringt, kann polarisiert werden, was bedeutet, dass die Lichtwellen in eine bestimmte Richtung schwingen. Diese Eigenschaft kann mit einem Polarisationsmikroskop beobachtet werden, das die Untersuchung von Mineralien in kreuzpolarisiertem Licht ermöglicht. Die Polarisationslichtmikroskopie ist eine leistungsstarke Technik zur Identifizierung und Charakterisierung von Mineralien.
  5. Pleochroismus: Einige Mineralien weisen Pleochroismus auf, was bedeutet, dass sie bei Betrachtung aus verschiedenen Winkeln unter polarisiertem Licht unterschiedliche Farben zeigen. Diese Eigenschaft wird durch die bevorzugte Absorption von Licht in verschiedene Richtungen aufgrund der Kristallstruktur des Minerals verursacht und kann als diagnostisches Hilfsmittel bei der Mineralidentifizierung verwendet werden.
  6. Doppelbrechung: Doppelbrechung, auch Doppelbrechung genannt, ist die Eigenschaft bestimmter Mineralien, Licht in zwei Strahlen mit unterschiedlichen Brechungsindizes aufzuspalten. Dies kann mit einem Polarisationsmikroskop beobachtet werden und das Ausmaß der Doppelbrechung kann Aufschluss über die Kristallstruktur und -zusammensetzung des Minerals geben.
  7. Optisches Zeichen: Das optische Zeichen eines Minerals bezieht sich auf die Richtung, in der die Brechungsindizes des Minerals in Bezug auf seine kristallographischen Achsen ausgerichtet sind. Das optische Zeichen kann mit einem Polarisationsmikroskop bestimmt werden und ist ein wichtiges Merkmal bei der Mineralidentifizierung.

Die Untersuchung, wie Licht mit Mineralien interagiert und wie es sich durch sie ausbreitet, ist in der Mineralogie von entscheidender Bedeutung, da sie wichtige Informationen über die Zusammensetzung, Struktur und Eigenschaften des Minerals liefert. Optische Eigenschaften von Mineralien wie Absorption, Brechung, Polarisation, Pleochroismus, Doppelbrechung und optische Zeichen werden bei der Identifizierung, Charakterisierung und Forschung von Mineralien verwendet. Mikroskopische Techniken wie die Polarisationsmikroskopie werden häufig verwendet, um die Ausbreitung von Licht durch Mineralien zu untersuchen und wichtige Details über deren optische Eigenschaften aufzudecken.

Um das Zielfernrohr nutzen zu können, müssen wir ein wenig über die Physik des Lichts Bescheid wissen und dann einige Werkzeuge und Tricks erlernen …
Um das Zielfernrohr nutzen zu können, müssen wir ein wenig über die Physik des Lichts Bescheid wissen und dann einige Werkzeuge und Tricks erlernen …

Dünnschnitt

Ein dünner Abschnitt bezieht sich auf eine dünne Scheibe eines Gesteins oder Minerals, die auf einem Objektträger aus Glas montiert und mit Spezialgeräten auf eine Dicke von typischerweise 30 Mikrometern (0.03 mm) geschliffen wird. Dünnschliffe werden verwendet Petrologie, ein Zweig der Geologie, der Gesteine ​​und Mineralien unter einem Mikroskop untersucht, um ihre Mineralzusammensetzung, Textur und andere wichtige Eigenschaften zu bestimmen.

Dünnschnitte werden erstellt, indem ein kleines Stück Gestein oder Mineral in eine dünne Platte geschnitten wird, die dann mit einem Kleber auf einem Objektträger aus Glas befestigt wird. Anschließend wird die Platte mit einer Reihe von Schleifmitteln wie Siliziumkarbidpulver auf die gewünschte Dicke geschliffen, um eine glatte und ebene Oberfläche zu erzielen. Der resultierende dünne Abschnitt wird dann poliert, um die Transparenz und Klarheit zu verbessern, und kann mit Farbstoffen oder Chemikalien gefärbt werden, um bestimmte Merkmale oder Eigenschaften zu verbessern.

Dünne Schnitte werden üblicherweise unter einem Polarisationsmikroskop, auch petrographisches Mikroskop genannt, untersucht, das mit Polarisatoren und Analysatoren ausgestattet ist, die die Untersuchung der optischen Eigenschaften des Gesteins oder Minerals wie Doppelbrechung, Pleochroismus und Extinktionswinkel ermöglichen. Durch die Analyse der Mineralien und ihrer Anordnung im Dünnschliff können Geologen den Gesteinstyp identifizieren, die Mineralzusammensetzung bestimmen und die Geschichte des Gesteins, beispielsweise seine Entstehungs- und Verformungsprozesse, interpretieren.

Dünnschnitte werden in verschiedenen Bereichen der Geologie häufig verwendet, darunter magmatische Petrologie, Sedimentäre Petrologie, Metamorphische Petrologie, Wirtschaftsgeologie und Umweltgeologie. Sie sind unverzichtbare Werkzeuge für die Untersuchung von Gesteinen und Mineralien auf mikroskopischer Ebene und liefern wertvolle Einblicke in deren Herkunft, Entwicklung und Eigenschaften. Dünnschnitte werden auch häufig in Bildung und Forschung eingesetzt, da sie eine detaillierte Untersuchung und Analyse von Gesteinen und Mineralien ermöglichen und so zu unserem Verständnis der Geologie und Geschichte der Erde beitragen.

Dünnschnitt

Eigenschaften von Licht

  1. Wellenartiger Charakter: Licht weist wellenartige Eigenschaften wie Wellenlänge, Frequenz und Amplitude auf. Man kann sie als elektromagnetische Welle beschreiben, die sich durch ein Medium oder Vakuum ausbreitet.
  2. Teilchenartige Natur: Licht verhält sich auch wie ein Strom von Teilchen, sogenannte Photonen, die Energie und Impuls transportieren.
  3. Geschwindigkeit: Licht bewegt sich im Vakuum mit einer konstanten Geschwindigkeit von etwa 299,792 Kilometern pro Sekunde (km/s), was die schnellste bekannte Geschwindigkeit im Universum ist.
  4. Elektromagnetisches Spektrum: Licht existiert in einer Reihe von Wellenlängen und Frequenzen, die zusammen das elektromagnetische Spektrum bilden. Dieses Spektrum umfasst verschiedene Arten von Licht, wie sichtbares Licht, ultraviolettes (UV) Licht, infrarotes (IR) Licht, Röntgenstrahlen und Gammastrahlen, jede mit ihren eigenen einzigartigen Eigenschaften und Verwendungsmöglichkeiten.
Eigenschaften von Licht

Planar polarisiertes Licht (PPL):

  1. Polarisation: Lichtwellen können polarisiert sein, das heißt, ihre Schwingungen erfolgen in einer einzigen Ebene und nicht in alle Richtungen. Polarisiertes Licht hat eine bestimmte Ausrichtung seines elektrischen Feldvektors.
  2. Polarisatoren: PPL wird erzeugt, indem unpolarisiertes Licht durch einen Polarisator geleitet wird. Dabei handelt es sich um einen Filter, der nur die Lichtwellen durchlässt, die in einer bestimmten Ebene schwingen, während er diejenigen blockiert, die in anderen Ebenen schwingen.
  3. Ferienhäuser: PPL verfügt über Eigenschaften wie Richtung, Intensität und Farbe, die zur Untersuchung und Analyse verschiedener Materialien wie Mineralien und Kristalle unter einem Polarisationsmikroskop verwendet werden können.

XPL (Gekreuzte Polarisatoren):

  1. Technik: XPL ist eine Technik, die in der Polarisationslichtmikroskopie verwendet wird, bei der zwei Polarisatoren gekreuzt werden, was bedeutet, dass ihre Polarisationsebenen senkrecht zueinander stehen.
  2. Interferenz: Wenn ein dünner Abschnitt eines Minerals oder eines Kristalls zwischen gekreuzten Polarisatoren platziert wird, können Interferenzmuster entstehen, die als Interferenzfarben oder Doppelbrechung bekannt sind und Informationen über die optischen Eigenschaften des Minerals, wie etwa den Brechungsindex und die Kristallstruktur, liefern.
  3. Mineralien identifizieren: XPL wird in der Mineralogie häufig verwendet, um Mineralien anhand ihrer einzigartigen Interferenzmuster und Doppelbrechungsfarben zu identifizieren und zu charakterisieren, was bei der Bestimmung der Zusammensetzung, Kristallstruktur und anderer Eigenschaften des Minerals hilfreich sein kann.
Gekreuzte Polare

Durchgang des Lichts

Reflexion ist ein Prozess, bei dem Licht oder andere Formen elektromagnetischer Strahlung von einer Oberfläche reflektiert werden und in dasselbe Medium zurückkehren, aus dem es stammt, ohne seine Frequenz oder Wellenlänge zu ändern. Dieses Phänomen tritt auf, wenn Licht auf eine Grenze zwischen zwei Medien mit unterschiedlichen Brechungsindizes oder optischen Dichten trifft.

Wichtige Punkte zur Reflexion:

  1. Einfallswinkel und Reflexionswinkel: Der Winkel, in dem Licht auf eine Oberfläche trifft, wird Einfallswinkel genannt, und der Winkel, in dem es reflektiert wird, wird Reflexionswinkel genannt. Nach dem Reflexionsgesetz ist der Einfallswinkel gleich dem Reflexionswinkel und der einfallende Strahl, der reflektierte Strahl und die Normale (eine Linie senkrecht zur Oberfläche) liegen alle in derselben Ebene.
  2. Spiegelnde vs. diffuse Reflexion: Die Reflexion kann entweder spiegelnd oder diffus sein. Spiegelreflexion tritt auf, wenn Licht von einer glatten Oberfläche, beispielsweise einem Spiegel, reflektiert wird und die reflektierten Strahlen ihre ursprüngliche Richtung beibehalten und eine klare Reflexion bilden. Diffuse Reflexion tritt auf, wenn Licht von einer rauen oder unregelmäßigen Oberfläche wie Papier oder einer matten Oberfläche reflektiert wird und die reflektierten Strahlen in verschiedene Richtungen gestreut werden, was zu einer weniger klaren Reflexion führt.
  3. Anwendungen der Reflexion: Reflexion wird in vielen alltäglichen Anwendungen verwendet, beispielsweise in Spiegeln, reflektierenden Oberflächen an Fahrzeugen und Verkehrsschildern zur Verbesserung der Sichtbarkeit, in optischen Geräten wie Teleskopen und Mikroskopen sowie in der Fotografie und Kunst zur Erzeugung visueller Effekte.
  4. Gesetz der Reflexion: Das Reflexionsgesetz besagt, dass der Einfallswinkel gleich dem Reflexionswinkel ist und der einfallende Strahl, der reflektierte Strahl und die Normale alle in derselben Ebene liegen. Dieses Gesetz ist von grundlegender Bedeutung für das Verständnis des Verhaltens von Licht, wenn es auf eine reflektierende Oberfläche trifft.

Zusammenfassend ist Reflexion der Prozess, bei dem Licht oder andere Formen elektromagnetischer Strahlung von einer Oberfläche reflektiert werden und in dasselbe Medium zurückkehren, aus dem es stammt, ohne seine Frequenz oder Wellenlänge zu ändern. Es umfasst den Einfalls- und Reflexionswinkel, kann spiegelnd oder diffus sein, hat viele praktische Anwendungen und folgt dem Reflexionsgesetz.

Betrachtung

Die Geschwindigkeit des Lichts hängt vom Medium ab, das es durchquert. Licht ist eine elektromagnetische Welle, die mit Elektronen interagiert. Die Verteilung der Elektronen ist für jedes Material unterschiedlich und manchmal auch für unterschiedliche Richtungen durch ein Material. Wenn Licht dort von einem Medium in ein anderes gelangt ist ein Geschwindigkeitsunterschied. Lichtstrahlen anscheinend am Kontakt biegen

Einfallswinkel ≠ Brechungswinkel.

Durchgang des Lichts

Brechungsindex

Das Ausmaß der Brechung hängt von der Differenz der Lichtgeschwindigkeit in jedem Medium ab. Der Brechungsindex (RI) für Luft ist als 1 definiert

Der absolute Brechungsindex für ein Mineral (n) ist die Brechung relativ zu der in Luft.

  •   hängt von der Atom-/Kristallstruktur ab
  •   ist bei jedem Mineral unterschiedlich
  •   ist für ein Mineral konstant
  •   ist eine diagnostische Eigenschaft des Minerals
  •   zwischen 1.3 und 2.0

Abhängig von der Atomstruktur des Minerals kann es einen, zwei oder drei RI-Werte geben.

Undurchsichtiges Mineral

Undurchsichtige Mineralien sind Mineralien, die kein Licht durchlassen und kein Licht durchlassen. Unter dem Mikroskop oder mit bloßem Auge erscheinen sie undurchsichtig oder matt, da sie nicht in der Lage sind, Licht durch ihre Struktur zu übertragen.

Undurchsichtige Mineralien bestehen typischerweise aus Materialien, die aufgrund ihrer physikalischen und chemischen Eigenschaften nicht transparent oder lichtdurchlässig sind. Sie können verschiedene Verunreinigungen, Mineralien oder Elemente enthalten, die Licht absorbieren oder streuen und es so am Durchdringen hindern.

Einige Beispiele für undurchsichtige Mineralien umfassen native Metalle wie Gold, Silber und Kupfersowie Sulfide wie Pyrit, Bleiglanz und Chalkopyrit. Diese Mineralien kommen häufig vor in Erzvorkommen und werden oft mit metallischem Erz in Verbindung gebracht Ablagerungen. Andere undurchsichtige Mineralien umfassen bestimmte Oxide, Carbonate und Sulfate, die metallische oder nichtmetallische Zusammensetzungen haben können.

Undurchsichtiges Mineral in Granit
45 gedrehto in PPL

Transparentes Mineral

Transparente Mineralien sind Mineralien, die Licht durchlassen und sie unter einem Mikroskop oder mit bloßem Auge klar oder durchscheinend erscheinen lassen. Diese Mineralien haben eine kristalline Struktur, die Licht durch ihr Gitter passieren lässt, sodass sie Licht durchlassen können, ohne es zu streuen oder zu absorbieren.

Transparente Mineralien kommen in einer Vielzahl von Farben vor und können bei Betrachtung unter einem Polarisationslichtmikroskop verschiedene optische Eigenschaften wie Pleochroismus (Farbänderung mit der Ausrichtung), Doppelbrechung (Doppelbrechung) und Interferenzfarben aufweisen. Diese Eigenschaften können zur Identifizierung und Unterscheidung transparenter Mineralien genutzt werden.

Einige Beispiele für transparente Mineralien sind: Quarz, Calcit, Feldspat, Granat, Turmalin und Topas. Diese Mineralien kommen häufig in Gesteinen und Mineralien aus verschiedenen geologischen Umgebungen vor und finden vielfältige Anwendungen in der Industrie, im Schmuckbereich und in der wissenschaftlichen Forschung.

CPX ein Gabbro
PPL

Becke-Linie

Die Becke-Linie ist ein optisches Phänomen, das beobachtet wird, wenn ein Mineral oder ein anderes transparentes Material in eine Flüssigkeit mit einem anderen Brechungsindex eingetaucht wird. Dabei handelt es sich um eine nützliche Technik, die in der optischen Mineralogie zur Bestimmung des relativen Brechungsindex eines Minerals im Vergleich zum umgebenden Medium verwendet wird und Aufschluss über die optischen Eigenschaften des Minerals geben kann.

Wenn ein Mineral auf einen Objektträger gelegt und in eine Flüssigkeit eingetaucht wird, deren Brechungsindex höher oder niedriger als der des Minerals ist, erscheint am Rand des Minerals ein heller bzw. dunkler Rand. Diese Grenze wird Becke-Linie genannt. Die Richtung, in die sich die Becke-Linie bei einer Fokusänderung bewegt, kann Aufschluss über den relativen Brechungsindex des Minerals im Vergleich zum umgebenden Medium geben.

Das Becke-Linien-Phänomen entsteht aufgrund der unterschiedlichen Brechungsindizes zwischen dem Mineral und dem umgebenden Medium. Wenn der Brechungsindex des Mediums höher ist als der des Minerals, bewegt sich die Becke-Linie zum Mineral hin, und wenn der Brechungsindex des Mediums niedriger als der des Minerals ist, bewegt sich die Becke-Linie vom Mineral weg. Die Position und Bewegung der Becke-Linie kann unter einem Polarisationslichtmikroskop beobachtet und analysiert werden und als Werkzeug zur Identifizierung von Mineralien und zur Bestimmung ihrer optischen Eigenschaften verwendet werden.

Die Becke-Linie ist ein wertvolles Werkzeug in der optischen Mineralogie zur Untersuchung der optischen Eigenschaften von Mineralien, einschließlich ihrer Brechungsindizes, Doppelbrechung und anderer optischer Eigenschaften. Es wird häufig zur Identifizierung und Charakterisierung von Mineralien in der Geologie, Petrologie und Materialwissenschaft eingesetzt.

Der Rand des Korns wirkt wie eine Linse, die das Licht verzerrt
Perthit:
Mikroklin mit gelöstem Albit
zeigt die Becke-Linie zwischen den beiden Mineralien
(PPL)

Hilfe

Relief bezieht sich im Kontext der optischen Mineralogie auf den Unterschied in der Helligkeit oder Dunkelheit eines Minerals im Vergleich zum umgebenden Medium, wenn es unter einem Polarisationslichtmikroskop betrachtet wird. Es handelt sich um eine der optischen Eigenschaften von Mineralien, die beobachtet und zur Identifizierung von Mineralien und zur Bestimmung ihrer Eigenschaften genutzt werden kann.

Relief wird typischerweise als Unterschied in der Helligkeit oder Dunkelheit eines Minerals im Vergleich zum umgebenden Medium beobachtet, bei dem es sich normalerweise um einen Glasobjektträger oder ein Eindeckmedium handelt. Dieser Helligkeits- oder Dunkelheitsunterschied wird durch den Unterschied in den Brechungsindizes zwischen dem Mineral und dem umgebenden Medium verursacht. Wenn das Mineral einen höheren Brechungsindex als das Medium hat, erscheint es heller, und wenn es einen niedrigeren Brechungsindex hat, erscheint es dunkler.

Relief kann als diagnostisches Merkmal zur Identifizierung von Mineralien verwendet werden, da verschiedene Mineralien unterschiedliche Brechungsindizes haben und daher unterschiedliche Reliefgrade aufweisen. Beispielsweise können Mineralien mit hohem Relief, die im Vergleich zum umgebenden Medium heller erscheinen, auf Mineralien mit hohen Brechungsindizes wie Quarz oder Granat hinweisen. Mineralien mit niedrigem Relief, die im Vergleich zum umgebenden Medium dunkler erscheinen, können auf Mineralien mit niedrigeren Brechungsindizes hinweisen, wie z. B. Calcit oder Plagioklas Feldspat.

Das Relief wird typischerweise unter gekreuzten Polarisatoren beobachtet und bewertet, die üblicherweise in der Mikroskopie mit polarisiertem Licht verwendet werden. Durch die Beobachtung des Reliefs eines Minerals in Kombination mit anderen optischen Eigenschaften wie Farbe, Doppelbrechung und Pleochroismus können Mineralien identifiziert und charakterisiert werden, was wertvolle Informationen für geologische und materialwissenschaftliche Studien liefert.

Apatit

Spaltung

Spaltung bezieht sich im Kontext der Mineralogie auf die Tendenz von Mineralien, entlang bestimmter Schwachstellen zu brechen, was zu glatten, flachen Oberflächen führt. Es handelt sich um eine Eigenschaft, die durch die Kristallstruktur eines Minerals bestimmt wird und im Dünnschnitt unter einem Polarisationslichtmikroskop beobachtet und gemessen werden kann.

Die Spaltung entsteht durch die Anordnung von Atomen oder Ionen im Kristallgitter eines Minerals. Mineralien mit kristalliner Struktur weisen häufig Schwächeebenen auf, entlang derer die Bindungen zwischen Atomen oder Ionen schwächer sind, sodass das Mineral bei Belastung entlang dieser Ebenen brechen kann. Die resultierenden Oberflächen sind typischerweise glatt und flach und können je nach Kristallgitter des Minerals unterschiedliche geometrische Muster aufweisen.

Die Spaltung ist eine wichtige Eigenschaft bei der Mineralidentifizierung, da verschiedene Mineralien unterschiedliche Arten und Qualitäten der Spaltung aufweisen. Einige Mineralien können eine perfekte Spaltung aufweisen, bei der das Mineral entlang bestimmter Ebenen leicht und reibungslos bricht, was zu flachen Oberflächen mit glänzendem oder reflektierendem Aussehen führt. Andere Mineralien weisen möglicherweise eine unvollständige oder keine Spaltung auf, was beim Bruch zu unregelmäßigen oder rauen Oberflächen führt.

Die Spaltung kann anhand der Anzahl und Ausrichtung der Spaltungsebenen beschrieben werden. Zu den gebräuchlichen Begriffen zur Beschreibung der Spaltung gehören basal (parallel zur Kristallbasis), prismatisch (parallel zu länglichen Kristallflächen), kubisch (senkrecht zu kubischen Flächen) und rhomboedrisch (in anderen Winkeln als 90 Grad).

Amphibole
z.B Hornblende ~ 54o/ 126o
Pyroxen z.B Augit ~ 90o;

Fracture

Bruch ist eine Eigenschaft von Mineralien, die beschreibt, wie sie unter Belastung brechen, jedoch keine Spaltung zeigen, d. h. die Tendenz von Mineralien, entlang bestimmter Schwachstellen zu brechen. Im Gegensatz zur Spaltung, die zu glatten, flachen Oberflächen führt, führt der Bruch zu unregelmäßigen, unebenen oder rauen Oberflächen, wenn ein Mineral gebrochen wird.

Brüche können bei Mineralien auftreten, denen eine klar definierte Kristallstruktur fehlt oder die keine ausgeprägten Spaltungsebenen aufweisen. Es kann auch bei Mineralien auftreten, die einer Verformung unterzogen wurden oder äußeren Kräften ausgesetzt waren, die ihr Kristallgitter zerstört haben. Ein Bruch kann durch eine Vielzahl von Faktoren verursacht werden, beispielsweise durch Stöße, Druck oder Biegung.

Es gibt verschiedene Arten von Brüchen, die in Mineralien beobachtet werden können, darunter:

  1. Muschelbruch: Diese Art von Bruch führt zu glatten, gekrümmten Oberflächen, die dem Inneren einer Muschel ähneln. Es wird häufig bei Mineralien beobachtet, die spröde sind und brechen und ein glasiges oder glasartiges Aussehen haben.
  2. Unregelmäßiger Bruch: Diese Art von Bruch führt zu rauen, unebenen Oberflächen ohne ausgeprägtes Muster. Es wird häufig bei Mineralien beobachtet, die keine klar definierten Spaltungsebenen haben und zufällig brechen.
  3. Splitterbruch: Diese Art von Bruch führt zu langen, splitterartigen oder faserigen Oberflächen. Es wird häufig bei Mineralien beobachtet, die faseriger Natur sind, wie zum Beispiel Asbestmineralien.
  4. Hackiger Bruch: Diese Art von Bruch führt zu gezackten, scharfkantigen Oberflächen mit einem zufälligen Muster. Es wird häufig bei Mineralien beobachtet, die duktil sind und unter dem Eindruck von Rissen oder Rissen brechen.

Der Bruch kann eine wichtige Eigenschaft bei der Mineralidentifizierung sein, da er zusätzliche Informationen über die physikalischen Eigenschaften und das Verhalten von Mineralien unter Belastung liefern kann. Es kann auch zur Unterscheidung von Mineralien mit ähnlichen physikalischen Eigenschaften, aber unterschiedlichen Brucheigenschaften verwendet werden.

Olivine in Gabbro (PPL)

Metamict-Textur

Metamik-Textur bezieht sich auf eine bestimmte Art von Textur, die in bestimmten Mineralien beobachtet wird und durch starke Strahlung, typischerweise durch radioaktive Elemente, verändert wurde. Dies ist strahlungsbedingt Veränderung führt dazu, dass das Kristallgitter des Minerals amorph, ungeordnet oder vollständig zerstört wird, was zu einer charakteristischen Metamik-Textur führt.

Eine metamische Textur wird häufig bei Mineralien wie z Zirkon (ZrSiO4) und Thorit (ThSiO4), die radioaktive Elemente wie enthalten Uran (U) und Thorium (Th). Diese Mineralien können einem Prozess namens Metamiktisierung unterliegen, bei dem die Strahlung die Kristallstruktur schädigt, was zu einer Amorphisierung oder vollständigen Zerstörung der ursprünglichen Kristallstruktur führt.

Metamict-Mineralien können bestimmte charakteristische Merkmale aufweisen, darunter:

  1. Verlust der Kristallform: Metamikte Mineralien können ihre typische Kristallform verlieren und unter dem Mikroskop als formlose Massen oder unregelmäßige Körner erscheinen.
  2. Amorphe oder ungeordnete Struktur: Metamikten Mineralien fehlt möglicherweise die geordnete Anordnung der Atome, die für kristalline Mineralien charakteristisch ist, und sie erscheinen amorph oder ungeordnet.
  3. Hohes Relief: Metamict-Mineralien können aufgrund ihrer amorphen oder ungeordneten Natur ein hohes Relief aufweisen, was bedeutet, dass sie unter gekreuzt polarisiertem Licht vor einem dunklen Hintergrund hell erscheinen.
  4. Verlust der Doppelbrechung: Metamict-Mineralien können aufgrund ihrer amorphen oder ungeordneten Struktur ihre Doppelbrechung verlieren, d. h. die Fähigkeit, Licht in zwei verschiedene Brechungsindizes aufzuspalten.

Die Metamict-Textur kann ein wichtiges diagnostisches Merkmal zur Identifizierung und Charakterisierung von Mineralien sein, die durch hohe Strahlungswerte beeinträchtigt wurden. Es kann auch Einblicke in die geologische Geschichte und die Prozesse geben, die diese Mineralien durchlaufen haben, wie etwa ihre Exposition gegenüber radioaktiven Elementen, was Auswirkungen auf ihre potenzielle Verwendung in der Geochronologie, der radiometrischen Datierung und anderen wissenschaftlichen Anwendungen haben kann.


Zirkon und Allanit

Farbe in PPL

Die in planarpolarisiertem Licht (PPL) beobachtete Farbe ist eine wichtige Eigenschaft, die bei der Identifizierung und Charakterisierung von Mineralien unter einem Mikroskop verwendet wird. Die Wechselwirkung von Licht mit Mineralien kann bei der Betrachtung in PPL zu verschiedenen Farben führen, und diese Farben können wertvolle Informationen über die Zusammensetzung, Kristallstruktur und optischen Eigenschaften des Minerals liefern.

In PPL können Mineralien je nach ihren optischen Eigenschaften unterschiedliche Farben aufweisen, wie zum Beispiel:

  1. Isotrope Mineralien: Isotrope Mineralien sind Mineralien, die keine Doppelbrechung aufweisen und in allen Richtungen den gleichen Brechungsindex haben. Diese Mineralien erscheinen in PPL schwarz oder grau, da sie das Licht nicht in zwei verschiedene Brechungsindizes aufspalten.
  2. Anisotrope Mineralien: Anisotrope Mineralien sind Mineralien, die Doppelbrechung aufweisen und in verschiedenen Richtungen unterschiedliche Brechungsindizes aufweisen. Diese Mineralien können in PPL eine breite Palette von Farben aufweisen, darunter Grau-, Weiß-, Gelb-, Orange-, Rot-, Grün-, Blau- und Violetttöne, abhängig von der Kristallstruktur und -zusammensetzung des Minerals.
  3. Pleochroische Mineralien: Pleochroismus ist die Eigenschaft einiger Mineralien, bei Betrachtung in verschiedenen kristallographischen Richtungen unterschiedliche Farben zu zeigen. Bei PPL können pleochroische Mineralien unterschiedliche Farben zeigen, wenn der Mikroskoptisch gedreht wird, was wertvolle diagnostische Informationen zur Identifizierung des Minerals liefert.
  4. Absorptions- und Übertragungseigenschaften: Mineralien können aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung und Kristallstruktur eine selektive Absorption und Transmission bestimmter Lichtwellenlängen aufweisen, was dazu führt, dass bei PPL bestimmte Farben beobachtet werden.

Die in PPL beobachteten Farben können in Kombination mit anderen optischen Eigenschaften wie Relief, Spaltung, Bruch und Kristallform verwendet werden, um die Identifizierung und Charakterisierung von Mineralien zu erleichtern. Es ist wichtig, Referenzen zur Mineralidentifizierung zu konsultieren und geeignete Techniken und Werkzeuge zur Mineralidentifizierung zu verwenden, um die in PPL beobachteten Farben genau zu interpretieren und zuverlässige Mineralidentifizierungen vorzunehmen.

Isotrope Mineralien

Isotrope Mineralien sind Mineralien, die keine Doppelbrechung aufweisen, das heißt, sie haben in allen Richtungen den gleichen Brechungsindex. Dadurch zeigen sie bei Betrachtung unter einem Polarisationsmikroskop im planpolarisierten Licht (PPL) oder gekreuzt polarisierten Licht (XPL) keine Interferenzfarben oder Polarisationseffekte. Stattdessen erscheinen isotrope Mineralien bei der Betrachtung im PPL typischerweise schwarz oder grau, ohne dass sich Farbe oder Helligkeit ändern, wenn der Mikroskoptisch gedreht wird.

Beispiele für isotrope Mineralien sind:

  1. Granat: Granat ist eine häufig vorkommende Mineralgruppe, die in verschiedenen Farben vorkommen kann, beispielsweise Rot, Orange, Gelb, Grün, Braun und Schwarz. Es ist isotrop und weist keine Doppelbrechung auf.
  2. Magnetit: Magnetit ist ein schwarzes Mineral, das stark magnetisch ist und häufig in magmatischen und mineralischen Gesteinen vorkommt Metaphorische Felsen. Es ist isotrop und zeigt weder im PPL noch im XPL Interferenzfarben.
  3. Pyrit: Pyrit, auch „Narrengold“ genannt, ist ein metallisch gelbes Mineral, das häufig in sedimentären, metamorphen und metamorphen Gesteinen vorkommt Magmatische Gesteine. Es ist isotrop und weist keine Doppelbrechung auf.
  4. Halit: Halit, auch Steinsalz genannt, ist ein farbloses oder weißes Mineral, das häufig in vorkommt Sedimentgestein. Es ist isotrop und zeigt weder im PPL noch im XPL Interferenzfarben.
  5. Sphalerit: Sphalerit kommt häufig vor Zink Mineral, das in verschiedenen Farben wie Braun, Schwarz, Gelb, Grün und Rot vorkommen kann. Es ist isotrop und weist keine Doppelbrechung auf.

Isotrope Mineralien müssen bei der Mineralidentifizierung mittels optischer Mikroskopie identifiziert und erkannt werden, da ihre fehlende Doppelbrechung und ihr charakteristisches schwarzes oder graues Aussehen in PPL dabei helfen können, sie von anisotropen Mineralien zu unterscheiden, die Interferenzfarben und Polarisationseffekte zeigen.

Zwischen gekreuzten Polaren

Isotrope Mineralien sehen immer schwarz aus, unabhängig von der Ausrichtung des Kristalls oder der Drehung des Tisches

Zwischen gekreuzten Polaren

Indikatrix

Die Indikatrix ist eine geometrische Darstellung, die in der Mineralogie und Optik zur Beschreibung der optischen Eigenschaften anisotroper Mineralien verwendet wird. Es handelt sich um ein dreidimensionales Ellipsoid, das die Variation der Brechungsindizes eines Minerals in Bezug auf verschiedene kristallografische Richtungen darstellt.

Anisotrope Mineralien weisen aufgrund ihrer inneren Kristallstruktur unterschiedliche Brechungsindizes entlang verschiedener kristallographischer Richtungen auf. Die Indikatrix hilft, die Beziehung zwischen den kristallographischen Achsen eines Minerals und den mit diesen Achsen verbundenen Brechungsindizes zu beschreiben.

Die Indikatrix kann dreidimensional dargestellt werden, wobei ihre Achsen die Hauptbrechungsindizes des Minerals darstellen. Diese Achsen werden typischerweise mit n_x, n_y und n_z bezeichnet, wobei n_x und n_y die beiden senkrechten Brechungsindizes in der Ebene der Indikatrix darstellen und n_z den Brechungsindex entlang der optischen Richtung (c-Achse) darstellt.

Die Form der Indikatrix kann Aufschluss über die optischen Eigenschaften des Minerals geben. Wenn die Indikatrix eine Kugel ist, ist das Mineral isotrop, das heißt, es hat in allen Richtungen den gleichen Brechungsindex. Wenn die Indikatrix ein Ellipsoid ist, ist das Mineral anisotrop, was bedeutet, dass es entlang verschiedener kristallographischer Richtungen unterschiedliche Brechungsindizes aufweist.

Die Indikatrix ist ein nützliches Werkzeug zur Untersuchung der optischen Eigenschaften von Mineralien und kann zur Bestimmung wichtiger optischer Eigenschaften wie Doppelbrechung, optisches Vorzeichen und optischer Winkel verwendet werden, die für die Identifizierung und Charakterisierung von Mineralien von entscheidender Bedeutung sind.

Isotrope Indikatrix

Anisotrope Mineralien

Anisotrope Mineralien sind Mineralien, die entlang unterschiedlicher kristallographischer Richtungen unterschiedliche physikalische oder optische Eigenschaften aufweisen. Dies liegt an ihrer inneren Kristallstruktur, die je nach Betrachtungsrichtung zu unterschiedlichen Eigenschaften wie Brechungsindex, Doppelbrechung, Farbe und anderen optischen Eigenschaften führt. Anisotrope Mineralien werden auch als doppelt brechende Mineralien bezeichnet, da sie einen einzelnen einfallenden Lichtstrahl in zwei Strahlen mit unterschiedlichen Brechungsindizes aufspalten.

Anisotrope Mineralien können ein breites Spektrum optischer Eigenschaften aufweisen, darunter Pleochroismus (verschiedene Farben bei Betrachtung aus verschiedenen Richtungen), Interferenzfarben (in polarisiertem Licht beobachtete Farben), Extinktion (das vollständige Verschwinden eines Mineralkorns bei Drehung) und andere Eigenschaften kann mit verschiedenen optischen Techniken wie der Polarisationslichtmikroskopie beobachtet werden.

Beispiele für anisotrope Mineralien sind Calcit, Quarz, Feldspat, klein, Amphibol, Pyroxen und viele andere. Diese Mineralien kommen häufig in einer Vielzahl von Gesteinsarten vor und haben wichtige industrielle, wirtschaftliche und geologische Bedeutung. Die Untersuchung anisotroper Mineralien und ihrer optischen Eigenschaften ist ein grundlegender Bestandteil der Mineralogie und Petrologie und spielt eine entscheidende Rolle bei der Identifizierung, Charakterisierung und dem Verständnis der physikalischen und optischen Eigenschaften von Gesteinen und Mineralien in verschiedenen geologischen Umgebungen.

Einachsig – Licht dringt in alle außer ein dank One Die spezielle Richtung wird in zwei planar polarisierte Komponenten aufgelöst, die senkrecht zueinander schwingen und sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten fortbewegen

Zweiachsig – Licht dringt in alle außer ein XNUMX Spezielle Richtungen werden in zwei Ebenen polarisierter Komponenten aufgelöst ...

Entlang der speziellen Richtungen („optische Achsen“) denkt das Mineral, dass es isotrop ist – es findet also keine Aufspaltung statt

Einachsige und zweiachsige Mineralien können je nach Ausrichtung der schnellen und langsamen Strahlen relativ zur xtl-Achse weiter in optisch positive und optisch negative Mineralien unterteilt werden

1-Licht geht durch den unteren Polarisator

Farbe & Pleochroismus

Farbe und Pleochroismus sind wichtige optische Eigenschaften von Mineralien, die mithilfe der Polarisationslichtmikroskopie beobachtet werden können.

Unter Farbe versteht man das Aussehen von Mineralien bei Betrachtung unter normalem oder weißem Licht. Mineralien können aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung und des Vorhandenseins verschiedener Verunreinigungen oder Strukturfehler eine breite Farbpalette aufweisen. Die Farbe kann als diagnostische Eigenschaft bei der Mineralidentifizierung verwendet werden, obwohl sie nicht immer zuverlässig ist, da einige Mineralien ähnliche Farben aufweisen können.

Pleochroismus hingegen ist das Phänomen, bei dem Mineralien unterschiedliche Farben zeigen, wenn sie aus verschiedenen kristallographischen Richtungen unter polarisiertem Licht betrachtet werden. Diese Eigenschaft ist auf die anisotrope Natur von Mineralien zurückzuführen, die dazu führt, dass sie Licht entlang verschiedener kristallographischer Achsen unterschiedlich absorbieren. Pleochroismus wird häufig bei Mineralien beobachtet, die einen signifikanten Unterschied in der Lichtabsorption entlang verschiedener kristallographischer Richtungen aufweisen.

Pleochroismus wird typischerweise mit einem Polarisationsmikroskop beobachtet, bei dem das Mineral zwischen gekreuzten Polarisatoren platziert und der Tisch in verschiedene Ausrichtungen gedreht wird, um Farbveränderungen zu beobachten. Durch Drehen des Tisches kann das Mineral unterschiedliche Farben aufweisen, die von keiner Farbe (Auslöschung) bis zu einer oder mehreren unterschiedlichen Farben reichen. Die Anzahl der Farben und die Intensität des Pleochroismus können wichtige Hinweise zur Mineralidentifizierung liefern, da verschiedene Mineralien einzigartige pleochroische Eigenschaften haben.

-Plagioklas ist farblos
-Hornblende ist pleochroisch

Brechungsindex (RI oder n)

Der Brechungsindex (RI oder n) ist eine optische Eigenschaft von Mineralien, die beschreibt, wie stark ein Mineral Licht beugt oder bricht, wenn es es durchdringt. Sie ist definiert als das Verhältnis der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum zur Lichtgeschwindigkeit im Mineral.

Der Brechungsindex ist ein wertvolles Hilfsmittel bei der Mineralidentifizierung, da er dabei helfen kann, Mineralien mit ähnlichen physikalischen Eigenschaften zu unterscheiden. Verschiedene Mineralien haben aufgrund unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung, Kristallstruktur und Dichte unterschiedliche Brechungsindizes.

Der Brechungsindex wird typischerweise mit einem Refraktometer bestimmt, einem Spezialinstrument für die Mineralogie und Gemmologie. Das Refraktometer misst den Winkel, in dem Licht beim Durchgang durch eine transparente Mineralprobe gebeugt wird, und berechnet anhand dieses Winkels den Brechungsindex.

Der Brechungsindex kann in Verbindung mit anderen optischen Eigenschaften wie Pleochroismus, Extinktionswinkel und Doppelbrechung verwendet werden, um die Identifizierung von Mineralien in dünnen Schnitten oder polierten Mineralproben zu erleichtern. Es ist ein wichtiger Parameter bei der Untersuchung von Mineralien und ihren optischen Eigenschaften und kann wertvolle Informationen über die Zusammensetzung und Struktur von Mineralien liefern.

Hilfe

Relief ist eine optische Eigenschaft von Mineralien, die sich auf den Grad bezieht, in dem ein Mineral bei Betrachtung unter einem Mikroskop im Durchlicht vom umgebenden Medium hervorzuheben oder zu kontrastieren scheint. Dies hängt mit dem Unterschied der Brechungsindizes zwischen dem Mineral und dem umgebenden Medium zusammen, typischerweise einem Einlagerungsmedium oder dem Wirtsgestein des Minerals.

Mineralien mit höherem Relief scheinen sich deutlicher vom umgebenden Medium abzuheben, während Mineralien mit geringerem Relief in Helligkeit oder Farbe dem umgebenden Medium ähnlicher erscheinen. Reliefs werden typischerweise in dünnen Schnitten von Mineralien mithilfe der Durchlichtmikroskopie beobachtet, wobei das Mineral zwischen gekreuzten Polaren oder in linear polarisiertem Licht betrachtet wird.

Relief kann bei der Mineralidentifizierung nützlich sein, da es Hinweise auf den Brechungsindex eines Minerals liefern kann, was dabei helfen kann, die Liste möglicher Mineralien basierend auf ihren bekannten Brechungsindizes einzugrenzen. Das Relief kann je nach chemischer Zusammensetzung des Minerals, Kristallstruktur und anderen Faktoren variieren. Beispielsweise können Mineralien mit höheren Brechungsindizes, wie etwa Quarz, ein stärkeres Relief aufweisen, während Mineralien mit niedrigeren Brechungsindizes, wie etwa Feldspäte, möglicherweise ein geringeres Relief aufweisen.

Das Relief kann auch verwendet werden, um die relative Häufigkeit verschiedener Mineralien in einem Gestein zu bestimmen, da Mineralien mit höherem Relief im Vergleich zu Mineralien mit geringerem Relief häufiger vorkommen können. In manchen Fällen kann die Erleichterung Auskunft über die Änderung geben bzw Verwitterung von Mineralien, da veränderte Mineralien im Vergleich zu unveränderten Mineralien ein anderes Relief aufweisen können.

2 – Oberen Polarisator einsetzen

Fügen Sie die oberer Polarisator

3 – Fügen Sie nun einen dünnen Steinabschnitt ein

Fügen Sie nun a ein Dünnschnitt eines Felsens

Fazit muss sein, dass Mineralien irgendwie neu orientieren die Ebenen, in denen das Licht schwingt; Ein Teil des Lichts gelangt durch den oberen Polarisator

4 – Beachten Sie die rotierende Bühne

Die meisten Mineralkörner Farbe ändern wenn die Bühne gedreht wird; diese Körner gehen Schwarz 4 Mal in 360°-Rotation – genau alle 90o

rotierende Bühne
Michel-Lévy-Farbkarte – Tafel 4.11

Schätzung der Doppelbrechung

Doppelbrechung ist eine optische Eigenschaft von Mineralien, die sich auf den Unterschied der Brechungsindizes zwischen den beiden zueinander senkrechten Schwingungsrichtungen des durch ein Mineral fallenden Lichts bezieht. Es wird typischerweise bei Mineralien unter dem Mikroskop mit polarisiertem Licht beobachtet, wobei das Mineral zwischen gekreuzten Polaren oder in konoskopischer Sicht betrachtet wird.

Die Schätzung der Doppelbrechung in Mineralien kann mit verschiedenen Methoden erfolgen, darunter:

  1. Visuelle Schätzung: Die Doppelbrechung kann visuell geschätzt werden, indem die Interferenzfarben beobachtet werden, die ein Mineral aufweist, wenn es zwischen gekreuzten Polaren betrachtet wird. Interferenzfarben entstehen durch den Phasenunterschied zwischen den beiden orthogonalen Lichtwellen, die das Mineral durchdringen und durch die Doppelbrechung des Minerals bestimmt werden. Mithilfe einer Standard-Referenzkarte oder einer Michel-Lévy-Karte kann die Doppelbrechung anhand der beobachteten Interferenzfarben abgeschätzt werden.
  2. Verzögerungsmessung: Die Doppelbrechung kann durch Messung der Verzögerung eines Minerals mithilfe einer Verzögerungsplatte oder einer Viertelwellenplatte geschätzt werden. Die Verzögerung ist der Unterschied in der optischen Weglänge zwischen den beiden orthogonalen Lichtwellen, die durch das Mineral laufen, und steht in direktem Zusammenhang mit der Doppelbrechung. Durch Messung der Verzögerung und Anwendung einer geeigneten Kalibrierung kann die Doppelbrechung abgeschätzt werden.
  3. Doppelbrechungsdispersion: Einige Mineralien weisen eine Doppelbrechungsdispersion auf, bei der sich die Doppelbrechung mit der Wellenlänge des Lichts ändert. Durch Messung der Doppelbrechung bei verschiedenen Wellenlängen, beispielsweise mit einem konoskopischen Prisma oder einem Spektroskop, kann die Doppelbrechungsdispersion bestimmt werden, die Aufschluss über die Zusammensetzung und die optischen Eigenschaften des Minerals geben kann.

Es ist wichtig zu beachten, dass die Schätzung der Doppelbrechung eine qualitative Methode ist und möglicherweise keine genauen quantitativen Werte liefert. Die Genauigkeit der Schätzung hängt von Faktoren wie der Qualität des Mikroskops, der Mächtigkeit des Minerals sowie der Erfahrung und Fähigkeit des Beobachters bei der Interpretation von Interferenzfarben oder der Messung der Verzögerung ab. Daher ist es oft notwendig, Schätzungen der Doppelbrechung mit anderen Methoden zu bestätigen, beispielsweise mit fortschrittlichen Techniken wie Refraktometrie oder Spektroskopie, um genauere und präzisere Ergebnisse zu erhalten.

Aussterben

Extinktion ist ein Begriff, der in der optischen Mineralogie verwendet wird, um das Phänomen zu beschreiben, bei dem ein Mineral unter gekreuzten Polaren in einem Polarisationsmikroskop von hell beleuchtet in dunkel oder nahezu dunkel übergeht. Es ist eine nützliche Eigenschaft zur Identifizierung von Mineralien und zum Verständnis ihrer kristallographischen Ausrichtung.

Es gibt zwei Hauptarten des Aussterbens:

  1. Paralleles Aussterben: Bei dieser Art der Auslöschung erlischt das Mineral (wird dunkel), wenn seine kristallographische Achse parallel zum Polarisator und Analysator in einer gekreuzten Polarenkonfiguration verläuft. Dies bedeutet, dass das durch das Mineral hindurchtretende Licht vom Analysator blockiert wird und das Mineral dunkel erscheint. Mineralien mit paralleler Extinktion sind typischerweise isotrop oder ihre kristallographischen Achsen sind auf die Polarisationsrichtungen des Mikroskops ausgerichtet.
  2. Geneigtes Aussterben: Bei dieser Art der Auslöschung erlischt das Mineral in einem geneigten Winkel zum Polarisator und Analysator in einer gekreuzten Polarkonfiguration (wird dunkel). Das bedeutet, dass das Mineral nicht vollständig auf die Polarisationsrichtungen des Mikroskops ausgerichtet ist und dass das Mineral beim Drehen des Objekttisches von hell nach dunkel wechselt oder umgekehrt. Mineralien mit geneigter Extinktion sind typischerweise anisotrop, was bedeutet, dass sie in unterschiedlichen kristallographischen Richtungen unterschiedliche Brechungsindizes haben.

Das Aussterben kann wichtige Informationen über die kristallographische Orientierung und Symmetrie von Mineralien liefern, die zur Identifizierung und Charakterisierung von Mineralien verwendet werden können. Beispielsweise sind Mineralien mit paralleler Extinktion typischerweise isotrop, was bedeutet, dass sie in allen kristallographischen Richtungen die gleichen optischen Eigenschaften haben, während Mineralien mit geneigter Extinktion typischerweise anisotrop sind, was bedeutet, dass sie in verschiedenen kristallographischen Richtungen unterschiedliche optische Eigenschaften haben. Der Extinktionswinkel kann auch Informationen über die Kristallsymmetrie und kristallographische Ausrichtung des Minerals liefern, was bei der Mineralidentifizierung und Interpretation der Kristallstruktur des Minerals hilfreich sein kann.

Zwillings- und Auslöschungswinkel

Zwillingsbildung ist ein Phänomen, bei dem zwei oder mehr einzelne Kristalle eines Minerals symmetrisch zusammenwachsen, was zu einem Zwillingskristall mit charakteristischen verwachsenen Mustern führt. Der Extinktionswinkel ist ein Begriff, der in der optischen Mineralogie verwendet wird, um den Winkel zwischen der Richtung der maximalen Extinktion eines Zwillingsminerals und der Richtung der maximalen Extinktion des unverzwillingten Minerals zu beschreiben.

Zwillinge können das Extinktionsverhalten von Mineralien in einem Polarisationsmikroskop beeinflussen. Wenn ein Zwillingsmineral unter gekreuzten Polaren beobachtet wird, kann sich das Extinktionsverhalten aufgrund der Anordnung der Zwillingskristalle von dem eines unverzwillingten Minerals unterscheiden. Eine Zwillingsbildung kann dazu führen, dass die Extinktionsrichtung des Zwillingsminerals von der Extinktionsrichtung des unverzwillingten Minerals abweicht, was zu einem charakteristischen Extinktionsmuster führt.

Der Extinktionswinkel ist der Winkel zwischen der Richtung der maximalen Extinktion des Zwillingsminerals und der Richtung der maximalen Extinktion des unverzwillingten Minerals. Sie wird in Grad gemessen und kann wichtige Informationen über die Art und Ausrichtung der Zwillingskristalle liefern. Der Extinktionswinkel ist ein Schlüsselmerkmal zur Identifizierung und Charakterisierung von Zwillingsmineralien.

Es gibt verschiedene Arten von Zwillingen, darunter einfache Zwillinge, Mehrlingszwillinge und komplexe Zwillinge, und das Extinktionsverhalten und der Extinktionswinkel können je nach Art der Zwillinge variieren. Der Extinktionswinkel kann mit einem Polarisationsmikroskop mit Konoskop- oder Konoskopaufsatz gemessen werden, was eine präzise Bestimmung des Winkels zwischen den Extinktionsrichtungen der verzwillingten und unverzwillingten Kristalle ermöglicht.

Quarz- und Mikrokline-Doppelbrechung
Olivin-Mineral unter den Bezeichnungen PPl und XPL

Aussehen von Kristallen im Mikroskop

Das Aussehen von Kristallen unter einem Mikroskop hängt von mehreren Faktoren ab, darunter der Art des Kristalls, den Lichtverhältnissen und dem Beobachtungsmodus (z. B. durchgelassenes oder reflektiertes Licht, polarisiertes oder unpolarisiertes Licht). Hier sind einige häufige Erscheinungsformen von Kristallen im Mikroskop:

  1. Euhedrale Kristalle: Euhedrale Kristalle sind wohlgeformte Kristalle mit ausgeprägten Kristallflächen, die für die Mineralart charakteristisch sind. Sie weisen typischerweise scharfe Kanten und glatte Flächen auf und ihre kristallographischen Merkmale können leicht unter einem Mikroskop beobachtet werden. Euhedrale Kristalle kommen häufig in magmatischen und metamorphen Gesteinen vor.
  2. Subhedrale Kristalle: Subhedrale Kristalle sind teilweise entwickelte Kristalle, die einige gut geformte Kristallflächen aufweisen, aber auch ein unregelmäßiges oder unvollständiges Wachstum aufweisen. Sie können abgerundete Kanten oder unvollständige Flächen haben und ihre kristallographischen Merkmale sind im Vergleich zu euhedralen Kristallen möglicherweise weniger ausgeprägt.
  3. Anedrische Kristalle: Anedrische Kristalle sind schlecht geformte Kristalle, denen klar definierte Kristallflächen und -kanten fehlen. Sie können als unregelmäßige Körner oder Aggregate mineralischer Partikel ohne erkennbare kristallographische Merkmale erscheinen. Anedrische Kristalle kommen häufig in Sedimentgesteinen oder in Gebieten mit schneller Kristallisation vor.
  4. Polykristalline Aggregate: Polykristalline Aggregate bestehen aus mehreren Kristallen, die zufällig ausgerichtet und miteinander verwachsen sind. Sie können unter dem Mikroskop als körnige oder kristalline Massen ohne ausgeprägte Kristallflächen oder -kanten erscheinen. Polykristalline Aggregate kommen in vielen Gesteins- und Mineralarten häufig vor.
  5. Zwillingskristalle: Zwillingskristalle entstehen, wenn zwei oder mehr Kristalle symmetrisch zusammenwachsen, was zu charakteristischen verwachsenen Mustern führt. Durch Zwillingsbildung können unter dem Mikroskop einzigartige Erscheinungsbilder entstehen, beispielsweise wiederholte Muster, parallele oder sich schneidende Linien oder symmetrische Merkmale.
  6. Einbeziehungen: Einschlüsse sind kleine mit Mineralien oder Flüssigkeit gefüllte Hohlräume in Kristallen, die deren Aussehen unter dem Mikroskop beeinträchtigen können. Einschlüsse können als dunkle oder helle Flecken, unregelmäßige Formen oder feine Muster im Kristall erscheinen und können wichtige Informationen über die Entstehungsgeschichte des Minerals und die Umweltbedingungen liefern.

Das Aussehen von Kristallen unter einem Mikroskop kann wertvolle Informationen zur Mineralidentifizierung, Kristallographie und zum Verständnis der Entstehung und Eigenschaften von Mineralien liefern. Richtige Techniken bei der Probenvorbereitung, den Lichtverhältnissen und den Beobachtungsmodi können die Sichtbarkeit und Charakterisierung von Kristallmerkmalen unter einem Mikroskop verbessern.