Визначення відсоткового вмісту мінералів у шліфах
При описі гірської породи часто виникає потреба визначити відсотковий вміст досліджуваних мінералів.
В залежності від мети дослідження це можна зробити наближено, або більш точно – за допомогою додаткових приладів.
При точному визначенні звичайно використовують планіметричний або лінійний методи.
Візуальне визначення вмісту мінералів дозволяє лише наближено оцінити кількісний мінеральний склад породи.
При цьому відсотковий вміст окремих мінералів або їх груп визначають на око шляхом порівняння досліджуваного шліфа з графічними еталонами (Рис.18).
Рис.18. Еталон для наближеного визначення відсоткового вмісту мінералів [2]
Попередньо, досліджуваний шліф передивляються на світло без мікроскопу, а також під мікроскопом при мінімальному збільшенні, визначаючи рівномірність розподілу досліджуваного мінералу по площі шліфа.
У залежності від розміру зерен, звичайно використовують об’єктиви 3х або 8х. При рівномірному розподілі достатньо визначити вміст мінералу лише для одного поля зору.
У разі нерівномірного розподілу доводиться визначати вміст мінералу окремо для кожного поля зору і брати середнє значення вмісту. При достатньому досвіді точність візуальної оцінки вмісту сягає 5-10% для головних мінералів і 1-3% для другорядних.
Планіметричний метод дозволяє порівняно швидко визначати точний вміст окремих мінералів у шліфі.
Метод рекомендується вживати для мінералів, що чітко виокремлюються на загальному тлі шліфа і присутні у невеликій кількості (до 15%).
Суть метода полягає у визначенні співвідношення площі, зайнятої зернами досліджуваного мінералу, до загальної площі шліфа, в межах якої відбувається підрахунок вмісту.
Відсотковий вміст мінералу визначається за співвідношенням:
Вміст мінералу % = 100 * Sмін / Sшліф,
де Sмін – сумарна площа, яка зайнята зернами досліджуваного мінералу; Sшліф – загальна площа шліфа, що підлягала визначенню вмісту.
Під мікроскопом площі визначаються за допомогою квадратно-клітинного окуляр-мікрометра.
Останній являє прозору планіметричну сітку, що монтується в окуляр 6х та поділяє поле зору мікроскопу на 400 клітинок. Визначення площі припускає підрахунок кількості клітинок, що “зайняті” досліджуваним мінералом.
Тому, для підрахунку, потрібний такий об’єктив, при якому діаметр найменших зерен досліджуваного мінералу є трохи більшим однієї клітинки окуляр-мікрометра.
У процесі рахування клітинки, що “зайняті” зерном мінералу більш ніж на половину, враховуються як цілі; натомість, клітинки, що перекриваються зерном менш ніж на половину, не рахуються взагалі.
У залежності від зернистості породи підрахунок виконують для 10-15 полів зору, послідовно переміщуючи шліф від одного поля до іншого за допомогою препаратоводія та слідкуючи, щоб сусідні поля не перекривалися. Для кожного поля зору вміст мінералу можна визначити за співвідношенням:
Вміст мінералу % = 100 * Sмін / 400 = Sмін / 4,
де Sмін – сумарна кількість клітин, що повністю або більш ніж на половину “зайняті” досліджуваним мінералом.
У випадку, якщо досліджуване поле зору мікроскопу попадає на край шліфа, а також при наявності тріщин та викришених зерен доводиться вводити поправку у площу шліфа:
Вміст мінералу % = 100 * Sмін / (400 – Sк.б.),
де Sк.б. – кількість клітин, що зайняті канадським бальзамом у крайових частинах шліфа та тріщинах.
Кінцевий вміст отримують як середнє для всіх полів зору, що підлягали підрахунку.
Точність планіметричного підрахунку вмісту мінералів при оптимальному збільшенні об’єктива та достатньо великій кількості підрахованих зерен складає 1%.
Лінійний метод дає змогу досить точно визначити повний кількісний мінеральний склад досліджуваної породи. Принцип лінійного метода полягає у вимірюванні вздовж рівномірної системи паралельних ліній сумарної довжини перетинів для кожного з досліджуваних мінералів.
Найбільше застосування для цього отримав інтеграційний столик Андіна (ІСА), який дозволяє одночасно рахувати вміст 6-ти мінералів з максимальною точністю 1%. ІСА кріпиться на столик мікроскопу, шліф затискається препаратоводієм.
Препаратоводій дозволяє рухати шліф у двох взаємо-перпендикулярних напрямках на задану відстань.
Він дає змогу досліднику встановлювати шліф у зручне положення, намічати систему паралельних напрямків для вимірювання та забезпечувати перехід від однієї лінії виміру до наступної.
За допомогою шести лічильних барабанів шліф можна переміщувати в одному напрямку вздовж обраної лінії виміру, визначаючи довжину переміщення з точністю до 0.01 мм.
Маховик холостого ходу також переміщує шліф вздовж лінії виміру, але не збиваючи відліків на лічильних барабанах.
Під час обертання будь-якого з барабанів в окуляр помітно, як на перехресті ниток послідовно з’являються різні мінерали.
Умовно, за кожним з шести лічильних барабанів закріплюється “свій” мінерал, який підлягає підрахунку. Відповідно кожний з барабанів обертається дослідником лише тоді, коли в центрі окулярного хреста знаходиться закріплений за ним мінерал.
При цьому, досліджуваний мінерал “рухається” у полі зору мікроскопу в горизонтальному напрямку зліва на право, доки на хрест не попадає інший мінерал. Для нього використовують інший барабан.
Довжина переміщення по кожному з мінералів (сумарна довжина перетинів) фіксується на лімбах відповідних їм барабанів.
Після того як шліф пройдений вздовж першої обраної лінії виміру від краю до краю, він повертається назад в початкове положення маховиком холостого ходу і, далі, переміщується препаратоводієм на початок другої лінії виміру, яка буде орієнтована паралельно до першої.
Підрахунок виконується вздовж другої лінії, далі – вздовж третьої і т.д. Кількість паралельних ліній, вздовж яких буде рахуватись склад, визначає точність підрахунку.
Наприклад, для отримання точності 1%, при середній величині зерен до 1 мм, дослідження виконуються на площі не менше ніж 100 мм2.
Відстань між сусідніми лініями виміру, яка повинна бути не більшою ніж середній діаметр зерен досліджуваних мінералів, контролюється лімбом препаратоводія. Кінцевий вміст окремих мінералів рахують за формулою:
Вміст мінерала А% = 100 * А / (A + B + C…),
де А, В, С – відліки на лічильних барабанах для досліджуваних мінералів.
Рекомендована література
1. Белоусова О.Н., Михина В.В. Общий курс петрографии. – М.: Недра, 1972. – 344 с.
2. Вахромеев С.А. Руководство по минераграфии. –М.: Госгеолиздат, 1950. –198 с.
3. Вербицкий П.Г. Основы кристаллооптики и методы изучения минералов под микроскопом. – К.: Изд-во Киев. унт-та, 1967. – 178 с.
4. Кочурова Р.Н. Основы практической петрографии. – Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1977. – 176 с.
5. Лодочников В.Н. Основы кристаллооптики. – М.-Л.: Госгеолтехиздат, 1947. – 253 с.
6. Молявко В.Г., Павлов Г.Г. Методичні рекомендації до лабораторного практикуму “Оптичні властивості породоутворюючих мінералів” курсу “Петрографія” для студентів географічного факультету. – К.: ВПЦ “Київський університет”, 1993. – 132 с.
7. Молявко В.Г., Павлов Г.Г. Методичні вказівки до виконання лабораторного практикуму “Імерсійний метод вивчення мінеральної речовини” для студентів геологічного факультету. – К.: РВЦ “Київський університет”, 1997. –19 с.
8. Оникиенко С.К. Практическое руководство по исследованию породообразующих минералов в прозрачных шлифах. –М: Недра, 1964. –90 с.
9. Оникиенко С.К. Методика исследований породообразующих минералов в прозрачных шлифах. – М.: Недра, 1971. – 128 с.
10. Саранчина Г.М., Кожевников В.Н. Федоровский метод. –Л.: Недра, 1985. –208 с.
11. Сиротин К.М. Практическая петрография. – Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1988. – 312 с.
12. Слипченко В.А. Методические указания к выполнению лабораторного практикума по петрографии для студентов геологического факультета. – К.: КГУ, 1986. – 44 с.
13. Татарский В.Б. Кристаллооптика и иммерсионный метод исследования минералов. – М.: Недра, 1965. – 306 с.
14. Четвериков С.Д. Методика исследований породообразующих минералов в прозрачных шлифах. – М.: Госгеолиздат, 1949. –157 с.
15. Шумлянський Л.В., Павлов Г.Г. “Федорівський метод вивчення кристалооптичних властивостей мінералів” Методичні настанови до виконання лабораторного практикуму для студентів геологічного факультету. – К.: РВЦ “Київський університет”, 1997. – 40 с.
