microscopía óptica y propiedades de los minerales al microscopio de luz reflejada

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1 MINERALOGÍA Mineral: Sólido cristalino formado a través de procesos naturales, con un patrón de distribución atómica regular y cuya composición puede variar dentro de un rango limitado. Como consecuencia de su estructura y composición, posee propiedades y morfología específicas. También nos encontramos con excepciones: minerales sin estructura cristalina regular (sólidos coloidales); minerales amorfizados por la caída radiactiva de alguno de los elementos químicos que contienen (minerales metamícticos: minerales que incorporan elementos radiactivos). ÓPTICA MINERAL En el espectro electromagnético nos encontramos que la luz solar posee una longitud de onda entre los 400 nm (violeta) y los 700 nm (rojo). Por la siguiente fórmula, relacionamos la longitud de onda (λ), la energía y la frecuencia (f): f E Esta fórmula indica que cuanto mayor sea la frecuencia, y por tanto, menor la longitud de onda, mayor será la energía. Y de lo contrario, cuanto menor sea la frecuencia, y por tanto, mayor sea la longitud de onda, menor será la energía de la onda. Esto indica que el Violeta, por tener menor longitud de onda que el Rojo, es una onda más energética. De la misma manera, la Radiación X es más energética que la luz visible, y además, es usada en aspectos cristalográficos debido a que si longitud de onda se corresponde a la distancia atómica de la red cristalina. Todos los fenómenos ópticos que se estudiarán en esta asignatura se pueden explicar considerando exclusivamente la naturaleza ondulatoria de la luz: Como tal, la luz posee características ondulatorias: posee un frente de onda (superficie geométrica que forman los mismo punto de una onda en un instante determinado) y normal de onda (perpendicular al frente de onda; puede coincidir o no con la dirección del rayo).

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Page 1: Microscopía óptica y propiedades de los minerales al microscopio de luz reflejada

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MINERALOGÍA

Mineral: Sólido cristalino formado a través de procesos naturales, con un patrón de

distribución atómica regular y cuya composición puede variar dentro de un rango limitado.

Como consecuencia de su estructura y composición, posee propiedades y morfología

específicas. También nos encontramos con excepciones: minerales sin estructura cristalina

regular (sólidos coloidales); minerales amorfizados por la caída radiactiva de alguno de los

elementos químicos que contienen (minerales metamícticos: minerales que incorporan

elementos radiactivos).

ÓPTICA MINERAL

En el espectro electromagnético nos encontramos que la luz solar posee una longitud de onda

entre los 400 nm (violeta) y los 700 nm (rojo). Por la siguiente fórmula, relacionamos la

longitud de onda (λ), la energía y la frecuencia (f):

fE

Esta fórmula indica que cuanto mayor sea la frecuencia, y por tanto, menor la longitud de

onda, mayor será la energía. Y de lo contrario, cuanto menor sea la frecuencia, y por tanto,

mayor sea la longitud de onda, menor será la energía de la onda. Esto indica que el Violeta, por

tener menor longitud de onda que el Rojo, es una onda más energética.

De la misma manera, la Radiación X es más energética que la luz visible, y además, es usada

en aspectos cristalográficos debido a que si longitud de onda se corresponde a la distancia

atómica de la red cristalina.

Todos los fenómenos ópticos que se estudiarán en esta asignatura se pueden explicar

considerando exclusivamente la naturaleza ondulatoria de la luz: Como tal, la luz posee

características ondulatorias: posee un frente de onda (superficie geométrica que forman los

mismo punto de una onda en un instante determinado) y normal de onda (perpendicular al

frente de onda; puede coincidir o no con la dirección del rayo).

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Refracción de la luz: Cuando un haz de luz monocromática que viaja por el aire penetra

en un medio distinto, en nuestro caso en un cristal, su velocidad de propagación y su longitud

de onda pueden variar (la frecuencia de mantiene constante). A eso se le denomina refracción

de la luz, y se indica con el Índice de refracción (n), y nos indica la relación entre la velocidad

de la luz en el vacío y su velocidad en el medio:

x

vacío

xv

vn

Siendo x el medio atravesado de la luz. Como observamos en la fórmula, al no poder ser vx

nunca mayor que vvacío, el índice de refracción de cualquier medio jamás será menor que 1. De

la misma manera, existe una relación inversa entre el índice de refracción y la velocidad de

propagación (y como consecuencia de la longitud de onda). Cuanto mayor sea el índice de

refracción, menor será la velocidad de propagación; y viceversa. Por tanto, índices de

refracción alto indican bajas velocidades, e índices de refracción bajos indican altas

velocidades.

Luz Polarizada: La luz no polarizada vibra en todas las direcciones, de manera

perpendicular a la dirección del rayo, en los planos X,Z,Y. Con esta vibración de la luz nos

referimos a la vibración del campo eléctrico, (E) ya que el campo magnético (B) vibra siempre

de manera perpendicular a él. Además, la direccion del rayo tambíen ondula ligeramente.

Cuando la luz no polarizada incide sobre un polarizador, tras atrevesarlo sale del mismo

vibrando en un único plano y en una privilegiada dirección. A esta luz la denominamos Luz

Polarizada Plana (LPP).

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Medios:

1. Medio Isótropo: Se trata de aquellos medios en los que las propiedades físicas no

dependen de la dirección en que son examinadas. También se define como aquellos

medios en los que la dirección de vibración de la onda es siempre perpendicular a la

dirección de propagación. En estas sustancias la luz se mueve en todas direcciones

con la misma velocidad, y por tanto los medios isótropos tienen un solo índice de

refracción. Ejemplo: vidrios, gases, cristales cúbicos…

Los minerales isótropos no modifican la dirección de vibración de la luz. Con nícoles

cruzados, al no alterar el mineral la direccione de la luz, el mineral permanecerá

extinguido a lo largo de los 360o de rotación de la platina.

2. Medio Anisótropo: Se trata de aquellos medios en los que las propiedades físicas a

examinar sí varían en función de la dirección en que las estés examinando. También se

definen como aquellos medios en los que la dirección de vibración y la dirección de

propagación de la onda pueden no coincidir. En las sustancias anisótropas la luz varía

de velocidad en función de determinadas direcciones cristalográfica y por

consiguiente hay un intervalo de índices de refracción. Ejemplos: Cristales con

sistemas cristalinos distintos al cúbico.

Los medios anisótropos tienen más de un índice de refracción, ya que, como hemos

mencionado antes, la luz no incide en ellos en una única dirección a lo largo de los

360o. Por tanto, en los medios anisótropos se produce el efecto de la doble refracción:

este fenómeno consiste en que al entrar un haz de luz polarizada en un cristal, cada

rayo de luz se divide en dos rayos, también polarizados (los planos de polarización son

perpendiculares entre sí), que viajan a diferentes velocidades puesto que

corresponden a índices de refracción distintos, y con trayectorias también distintas. El

rayo que cumple la Ley de Snell vamos a denominarle rayo ordinario, y al rayo que no

la cumple vamos a denominarle rayo extraordinario.

El rayo extraordinario posee índice de refracción , mientras que el ordinario posee

índice de refracción .

Ley de Snell

Al poseer velocidades distintas ambos rayos, van a tener distintos índices de

refracción, obteniendo un rayo lento, de mayor índice de refracción; y un rayo rápido,

de menor índice de refracción. A la diferencia entre ambos índices de refracción lo

denominamos birrefringencia (B). Cuanto mayor sea la birrefringencia, mayor

diferencia habrá entre los índices de refracción, mayor será la diferencia de

velocidades de ambos rayos, y mayor será la desviación de las trayectorias de los

rayos.

La birrefringencia se observa muy claramente en el Espato de Islandia (Calcita):

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Definiremos eje óptico (c), como la dirección a lo largo de la cual el cristal se comporta

como un medio isótropo (Dirección de Isotropía).

Retardo (): El retardo muestra la distancia a la que el rayo lento vibra respecto al rayo

rápido. Como consecuencia de la velocidad diferente que llevan los rayos dentro del cristal, al

salir un rayo estará retardado con respecto al otro, pudiendo estar en fase o no. Denominamos

retardo a esta diferencia de fase que presentan entre ambos. Se mide en nanómetros, y su

fórmula es la siguiente:

)(lentorápido

nnd

Donde d es el espesor del mineral y (nrápido - nlento) es la birrefringencia. Cuanto mayor es la

birrefringencia o el espesor del cristal (d), mayor es el retardo; sin embargo, en nuestro caso

variará únicamente la birrefringencia, ya que el espesor es siempre el mismo (el de la lámina

delgada; 30 micras). A la salida de un cristal anisótropo, los dos rayos de luz vibran en planos

perpendiculares entre sí con un retardo de uno respecto al otro debido a las diferentes

velocidades de propagación respectivamente. Al alcanzar el analizador, es atravesado por

ambos rayos, sufriendo al mismo tiempo fenómenos de interferencia que se manifiestan en

forma de colores de interferencia o anisotropía. Estos colores no caracterizan al mineral ya

que dependen del retardo de ambos rayos de luz. El color de interferencia es una propiedad de

los cristales, que representa el falso color de los cristales anisótropos cuando utilizamos nícoles

cruzados. La Tabla de Colores de Michel-Lévy muestra los colores de interferencia más

comunes, relacionado con el retardo, la birrefringencia y el espesor. La tabla se divide en tres

grandes zonas de izquierda a derecha. En colores de interferencia de:

1. 1º orden: Colores de interferencia bajos, asociados a retardos inferiores a 500 nm.

Diferentes tonalidades de grises y amarillos claros.

2. 2º orden: Colores de interferencia asociados a retardos de hasta 1100 nm. Colores

rojos, amarillos vivos, azules, verdes, violetas, etc. Colores vivos.

3. 3º orden: Colores de interferencia anómalos. Tonos de colores pastel.

Todos los minerales anisótropos bajo el microscopio y con nícoles cruzados presentan colores

de interferencia característicos.

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Interferencia de ondas polarizadas en el mismo plano:

Cuando dos ondas polarizadas en un mismo plano interfieren, en función de su desfase, darán

lugar a interferencias constructivas o destructivas:

Si el retardo es igual a un número entero de longitudes de onda, las amplitudes de ambos rayos se suman, interfiriendo de manera constructiva y aumentando la intensidad de la luz.

Por lo contrario, si el retardo es igual a ½ más un número entero de longitudes de onda, las amplitudes entre ambos rayos se restan, dando lugar a una interferencia constructiva que produce oscuridad (si se trata de luz monocromática).

En última instancia, si el retardo es igual a un número no entero de longitudes de onda, se produce una situación intermedia que produce luz de baja intensidad.

Las interferencias constructivas de la luz solo repercuten en un aumento de la intensidad de la

luz, únicamente.

Para luz monocromática, si un rayo va retrasado un número entero de longitudes de onda (nλ)

respecto al otro, la interferencia es destructiva, produciendo oscuridad. Por otro lado, si la

diferencia de recorrido es distinta a un número entero de longitudes de onda, las ondas se

refuerzan mutuamente produciendo una interferencia constructiva que produce un aumento

de la intensidad de dicha luz monocromática.

Sin embargo, cuando utilizamos luz blanca en vez de monocromática, el término “oscuridad”

referido a una longitud de onda significa su eliminación del espectro y la aparición de su color

complementario. Los colores así producidos son denominados colores de interferencia.

De esta manera, cuando obtenemos un retardo de 520 nm por ejemplo, esto significa que las

interferencias que se están produciendo en el plano del analizador entre el rayo ordinario y

extraordinario están dando lugar a interferencias destructivas, que están extinguiendo al color

que se corresponde con la longitud de onda de dicho retardo (520 nm). Por tanto, el color que

nos queda es el color complementario, que es el color obtenido al mezclar todos los colores

de la luz blanca menos el que se ha extinguido. Por ejemplo, si el retardo se corresponde con la

longitud de onda del color rojo, éste queda extinguido, y el color que observaremos será el

color complementario al rojo, que será el resultante de la mezcla de los colores restantes de la

luz blanca, y en nuestro caso será el color verde. Todos los colores poseen colores

complementarios.

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Extinción:

El fenómeno de extinción se produce cuando coinciden la dirección de vibración del rayo

ordinario y extraordinario saliente del cristal con las direcciones de vibración de los

polarizadores; por tanto, solo ocurre con nícoles cruzados.

Los minerales anisótropos presentan cuatro posiciones de extinción (situadas a 90o

respectivamente) y otras cuatro de máxima luminosidad (situadas a 90o respectivamente). La

presencia de luz en aquellas posiciones de transición entre una posición de máxima

luminosidad y otra de extinción se deberá a la dominancia de una dirección privilegiada de luz.

Desde una posición de extinción a una de máxima luminosidad, la intensidad de luz aumenta

de manera paulatina, debido al aumento del valor del vector lumínico coincidente con la

dirección de vibración del polarizador. Cualquier sección de un cristal isótropo y las secciones

isótropas de los anisótropos permanecen extinguidas entre nícoles cruzados los 360o de la

platina. Entre las posiciones de extinción, el cristal permanece iluminado mostrando el color de

interferencia. Existen distintos tipos de extinción:

1. EXTINCIÓN RECTA: Cuando el mineral se extingue al orientar determinadas

direcciones cristalográficas del cristal (caras, líneas de exfoliación, maclas, etc.)

exactamente según la dirección N-S ó E-O del ocular, y repetirse el proceso cada 90o.

2. EXTINCIÓN OBLICUA: Cuando el mineral se extingue en el momento en que forma un

pequeño ángulo con determinadas direcciones cristalográficas, las cuales en ese

momento se encuentran alineadas N-S ó E-O. Estos ángulos de extinción suelen ser

bajos (10-12o).

3. EXTINCIÓN SIMÉTRICA: Cuando el mineral se extingue a un ángulo de 45o respecto a la

dirección de determinadas direcciones cristalográficas que se encuentran orientadas

N-S ó E-O.

4. EXTINCIÓN ONDULANTE: Extinción en la cual el mineral se extingue a distinto tiempo

en diferente zonas debido a la presencia de bordes de ángulo producidos por la

acumulación de dislocaciones. Esta extinción tiene lugar en aquellos minerales que

están fuertemente deformados. Observable en Cuarzo y Olivino.

Maclado:

Cuando se forma un núcleo cristalino, lo más común es que no disponga de un espacio

limitado para crecer y que, además, a lo largo de su desarrollo surjan otros núcleos cristalinos

que también crecen. Llegará un momento en que estos cristales entrarán en contacto y se

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asociarán, dando lugar a los AGREGADOS CRISTALINOS, de los cuales los más importantes son

las maclas. Un cristal se observa maclado con nícoles cruzados, produciéndose a distinto

tiempo la extinción de los diferentes individuos que componen la macla. Las maclas pueden

ser:

1. SENCILLAS: Formadas por dos cristales

2. MÚLTIPLES: Formadas por numerosos individuos cristalinos.

a. Cíclica.

b. Polisintética.

Eje óptico (c):

Se trata de la dirección a través de la cual el cristal se comporta como un medio isótropo.

Posee un índice de refracción. Cuando un cristal posee un único eje óptico se denomina

uniáxico, mientras que cuando posee dos ejes ópticos se le denomina biáxico.

Por tanto, si consideremos que la luz incidente en un cristal anisótropo se desplaza de manera

paralela al eje óptico; no se produce doble refracción, por tanto existe sólo un único rayo y la

birrefringencia es nula. Nos encontraríamos por tanto en la sección isótropa de un cristal

anisótropo.

Sin embargo, si consideramos ahora que la luz incide en un cristal anisótropo de manera

perpendicular al eje óptico, se produce doble refracción, apareciendo el rayo ordinario y

extraordinario con distintas velocidades de propagación, y con la máxima desviación posible

de ambos rayos (porque incide de manera perpendicular al eje c), y por tanto las máximas

birrefringencias. Las distintas velocidades de propagación del rayo ordinario y extraordinario

se representan mediante la indicatriz óptica, que se define como la superficie geométrica que

representa la variación de los índices de refracción en función de la dirección de vibración de

los rayos, que nos ayuda a visualizarlo. En la indicatriz, la distancia del centro a un punto de la

superficie representa el índice de refracción.

1. CRISTALES UNIAXIALES: Como hemos mencionado antes, los cristales uniaxiales son

aquellos que poseen un único eje óptico. Los cristales uniaxiales pueden ser positivos

o negativos. Los cristales uniaxiales son positivos cuando el índice de refracción del

rayo extraordinario (;) es mayor que el del ordinario (), y por tanto, la velocidad de

rayo ordinario es mayor que la del rayo extraordinario: > B=-

Mientras que cuando el índice de refracción del rayo ordinario () es mayor que el del

extraordinario (), se trata de un cristal negativo, y por tanto, la velocidad del rayo

extraordinario es mayor que la del ordinario: > B=-

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Observamos que cuando la luz incide por el eje c, el medio es isótropo, siendo la

birrefringencia 0, mientras que cuando la luz incide perpendicularmente al eje c (90o),

la birrefringencia es máxima.

La indicatriz uniáxica positiva está representada mediante un elipsoide de revolución

prolato (alargado verticalmente); mientras que los negativos están representados

mediante un elipsoide de revolución oblato (achatado, horizontalmente).

Las indicatrices las vamos a dibujar tridimensionalmente, para que nos sirvan para los

cristales biáxicos; obteniendo el siguiente resultado:

A todos los índices de refracción de los rayos ordinarios y extraordinarios que se

corresponden con los valores intermedios entre máximo y se le denominan ’;

encontrándose entre los 0 y 90o de inclinación entre el eje óptico y la incidencia de la

luz.

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2. CRISTALES BIAXIALES: Aquellos cristales que poseen más de un eje óptico. Estos

cristales se comprenden mediante la comprensión de su indicatriz (indicatriz biáxica).

La indicatriz biáxica se trata de un elipsoide con tres ejes ópticos (X,Y,Z), y a diferencia

de la uniáxica, la caracteriza que su plano ecuatorial no describe una circunferencia

sino una elipse (condición de anisotropía). Los índices de refracción que coindicen con

estos tres ejes se denominan α, β, γ respectivamente. Y siempre se cumple esta

relación: γ > β> α. La birrefringencia se trata de la diferencia entre el IR máximo y el

mínimo.

En función de los tres ejes, obtenemos secciones principales de la indicatriz óptica:

Denominamos plano óptico al plano XZ (αγ) debido a que contiene a los dos ejes

ópticos, representados en la indicatriz como rectas. Las secciones perpendiculares a

los ejes ópticos que pasan por el centro de la elipse son secciones circulares, donde

existe un único índice de refracción, β, siendo por tanto la birrefringencia 0 y

tratándose de un medio isótropo. Los ejes ópticos y sus correspondientes secciones

circulares son simétricas. Se producen dos secciones circulares simétricas

perpendiculares a los ejes ópticos del cristal. Al ángulo que forman los ejes ópticos se

le denomina 2V (ángulo óptico), ya que al ángulo existente entre cada eje óptico y el

eje Z se le denomina V.

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El ángulo óptico es siempre agudo, sin embargo, en función si se forma en torno al eje

Z o X el cristal presentará distinto signo óptico. Cuando el ángulo óptico se forma en

torno al eje Z, se forma una Bisectriz aguda (Bxa) con el mismo, y las secciones

circulares isótropas crean un ángulo agudo entorno al eje X. Y bisectando al eje X

obtenemos una Bisectriz obtusa (Bxo) de los ejes ópticos. Cuando esto sucede el signo

óptico del cristal es positivo, y por tanto, β, en la sección circular más cercana al

plano del ecuador, se encuentra más cercana de α que de γ: γ- β > β- α

Se trata de un cristal Biáxico Positivo.

En los cristales biáxicos positivos la bisectriz aguda del ángulo óptico es γ.

Por consiguiente, cuando la bisectriz aguda del ángulo óptico se forma en torno al eje

X (en α), obtenemos una bisectriz obtusa en γ de los ejes ópticos. En este caso, las

secciones circulares isótropas crearán una bisectriz aguda entorno al eje Z, y por tanto,

el valor de β se encontrará más próximo a γ que a α. Cuando sucede esto el signo

óptico del cristal es negativo: γ- β < β- α Se trata de un cristal Biáxico

Negativo.

En los cristales biáxicos negativos la bisectriz aguda del ángulo óptico es α.

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Cuando 2V es igual a 90o el signo óptico del cristal es indeterminado, y cuando es 0o, el

cristal es uniáxico.

Figuras de Interferencia:

En observación conoscópica colocamos los componentes del microscopio de un modo

específico de tal forma que se provoque una serie de fenómenos que dan lugar a la formación

de una figura de interferencia, la cual permite determinar el carácter uniáxico o biáxico de un

cristal anisótropo y su signo óptico.

El microscopio de luz polarizada (ortoscopio), se convierte en conoscopio cuando le

introducimos la lente condensadora.

Esta observación conoscópica la obtenemos mediante la introducción de la Lente de Bertrand,

el analizador, la lente condensadora (condensador) y el objetivo de máximo aumento.

De cristales Uniaxiales: La principal figura de interferencia de un cristal uniaxial es la

figura de eje óptico centrado, que aparece cuando observamos el cristal en una sección

perpendicular al eje c. De esta manera, solo los rayos centrales procedentes de la lente

convergente incidirán en el cristal de manera paralela al eje c, sin birrefringencia, como

medio isótropo, y con nícoles cruzados, por tanto, presentando extinción, y por tanto

generando un punto negro que indica el eje óptico, denominado melatopo. Finalmente,

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obtendremos una cruz negra centrada que refleja la isotropía a través del eje c. La cruz

negra está formada por dos líneas que intersectan entre sí (en el punto central,

denominado melatopo, y que representa el eje óptico), las cuales se denominan isogiras

(posiciones de extinción), y se forman porque en las isogiras (zonas de extinción) las

vibraciones de los del rayo O y E se corresponden con las direcciones de vibración de los

polarizadores (1 y 2), y por tanto no pasa luz y se forman dichas líneas de extinción.

Para los demás rayos que no atraviesen de manera central la lente convergente, serán

desviados por la misma, incidiendo en el eje c del cristal de manera inclinada, y por tanto,

produciéndose doble refracción y birrefringencia, la cual aumenta cuanto mayor sea esta

desviación por parte de la lente convergente, es decir, máxima en las zonas más lejanas al

centro de la lente convergente. La interferencia de estos rayos produce círculos centrados

de colores de interferencia, a lo que se denominan isocromas, y por tanto son rayos con el

mismo retardo.

Definitivamente, nos encontramos con una cruz negra (isogiras) sobrepuesta a los anillos

de interferencia (isocromas).

Cuando el eje óptico del cristal forma cierto ángulo con el eje del microscopio, la cruz

negra ya no queda simétricamente situada en el centro del campo de visión, y por tanto, al

girar la platina, las isogiras se mueven en un recorrido circular. Sin embargo, las isogiras

siempre poseen la misma dirección, ya que las direcciones de vibración de los

polarizadores siguen siendo las mismas. Se trata de una figura de interferencia de eje

óptico descentrado.

Cuando este ángulo entre el eje c y el del microscopio es muy elevado, el centro de la cruz

no aparece al girar la platina, apareciendo sólo el movimiento de las isogiras a través del

campo, manteniendo su paralelismo con las direcciones de vibración de los polarizadores.

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Cuando la dirección del eje óptico es perpendicular a la del microscopio, obtenemos la

figura instantánea o figura flash, que es básicamente lo que acabamos de comentar.

De cristales Biáxicos: Aunque las figuras de interferencia se pueden observar en

secciones al azar de los cristales biaxiales, las más simétricas e informativas se obtienen en

secciones normales a las direcciones ópticas X,Z,Y, y a un eje óptico.

En estos cristales, al existir dos ejes ópticos, encontramos dos melatopo. Se forman

isocromáticas por la misma razón que en los uniaxiales: a medida que se alejan los rayos

incidentes del centro de la lente convergente, aumenta su inclinación respecto al eje

óptico, y nos encontramos cada vez birrefringencias más altas.

La figura de interferencia bisectriz aguda se observa en placas cristalinas cortadas

normalmente a la bisectriz aguda, es decir, de manera perpendicular al eje Z en cristales

biáxicos positivos, y de manera perpendicular al eje X en biáxicos negativos. La figura

resultante es parecida a la de los uniaxiales (cruz centrada), sin embargo, cuando giramos

la platina la cruz se desdobla en dos hipérbolas, que tienen una ligera separación, pero

máxima a los 45o. Cuanto mayor sea 2V, mayor será la separación de estas isogiras. El

brazo de la cruz paralelo al plano óptico es más estrecho y mejor definido que el otro

brazo.

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La figura de interferencia bisectriz obtusa se obtiene en una sección cortada normal a la

bisectriz obtusa, apareciendo una cruz negra. Al girar la platina la cruz se desdobla en dos

isogiras que se mueven rápidamente fuera del campo. La figura de eje óptico se consigue

en minerales cortados de manera perpendicular al eje óptico. Consta de una única isogira,

la cual varía de recta a hipérbola.

También existen figuras flash, la cual la obtenemos cuando observamos el mineral desde

una sección perpendicular al plano óptico XZ.

Compensador o lámina compensadora:

Hay tres láminas, e introducen un retardo adicional a la lámina con el objetivo de determinar el

signo óptico del cristal:

Placa de yeso (530 nm de retardo). Rojo 1er Orden. Se consigue exfoliando un cristal de

yeso hasta un espesor tal que en luz blanca produce un color de interferencia rojo

uniforme. Con esta lámina, cuando se produce sustracción obtenemos colores de 1er

Orden (Amarillo o Naranja); mientras que si se produce adición obtenemos colores de 2º

Orden (Azul). La utilizamos cuando los colores de interferencia son de 1er Orden o no hay.

Placas de moscovita (147 nm de retardo). ¼ λ. Blanco 1er Orden.

Cuña de Cuarzo (retardo variable).

Cuando introducimos estas láminas se pueden dar dos fenómenos:

1. ADICIÓN: Se suman los retardos del cristal y el de la lámina compensadora. Ocurre

cuando las direcciones de vibración de las ondas lenta y rápida de la sección mineral

son paralelas a las de la lámina auxiliar.

2. SUSTRACCIÓN: Se restan los retardos del mineral y el de la lámina compensadora.

Ocurre cuando las direcciones de vibración de las ondas lenta y rápida de los rayos

salientes de la sección mineral son perpendiculares a las de la lámina auxiliar.

Para determinar el signo óptico del cristal superponemos la lámina auxiliar a la figura de

interferencia.

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Determinación del signo óptico en cristales uniaxiales:

1. Utilizando la lámina auxiliar de la mica (1/4 λ), en los cristales negativos se produce

adición en los cuadrante SE y NO, haciendo que lo colores se desplacen ligeramente al

centro. Y se produce sustracción en los cuadrantes SO y NE, y alejándose ligeramente

los colores del centro. También se produce la aparición de dos manchas negras en los

cuadrantes de sustracción. Cuando ocurre lo contrario se trata de un cristal positivo.

2. Utilizando la lámina auxiliar de yeso (530 nm), utilizada para colores grises o incoloros

(1er Orden), se produce sustracción en cuadrantes opuestos dando lugar al amarillo

(rojo – gris = amarillo). Mientras que en los otros dos cuadrantes opuestos se produce

adición, dando lugar al azul (gris + rojo = azul). El cristal es positivo si la sustracción

(amarillo) tiene lugar en los cuadrantes NO y SE; mientras que el cristal es negativo si

la adición tiene lugar en los cuadrantes NE y SO.

Determinación del signo óptico en cristales biaxiales:

1. Utilizando la lámina auxiliar de mica: En las figuras de bisectriz aguda si se trata de un cristal negativo se produce sustracción en la zona convexa (amarillo) y adición en las dos zonas cóncavas (azul). Mientras que si el cristal es negativo se aprecia el efecto contrario.

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2. En las figuras de eje óptico ocurre lo mismo.

MICROSCOPIO PETROGRÁFICO

Propiedades Ópticas con Nicoles Paralelos:

1. FORMA: Hace referencia al desarrollo de las caras cristalinas.

a. IDIOMORFOS O EUHEDRALES: Los cristales presentan límites rectilíneos que corresponden a caras del cristal.

b. SUBIDIOMORFOS SUBHEDRALES:

Los cristales tienen sólo algunos límites rectilíneos y otros no asimilables a una cara cristalina recta. Se trata de cristales parcialmente desarrollados.

c. ALOTRIOMORFOS O ANHEDRAES: El cristal carece de límites rectilíneos, sin poderse reconocer, por tanto, ninguna cara cristalina.

2. HÁBITO: Hace referencia a la morfología que presentan los cristales. Se trata de un

término cristalográfico. Nos indica las velocidades de crecimiento de las distintas caras de

un cristal (cuanto mayor es la velocidad de crecimiento, menor es la aportación al

crecimiento de las caras). Los hábitos pueden ser: tabulares, aciculares, fibroso,

poligonales, prismáticos, laminares, lenticulares, granulares (sin presencia de hábito),

hexagonal, etc.

3. COLOR: El color de un mineral depende de la absorción selectiva de determinadas

longitudes de onda de la luz blanca. Los minerales transparentes carecen de color

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(incoloros) o presentar un color bien diferenciado. Este color se trata del color de

transmisión.

4. PLEOCROISMO: consiste en la variación de la intensidad del color de un mineral al girar la

platina debido a la absorción selectiva de longitudes de onda según diferentes direcciones

cristalográficas. En función del mineral puede más intenso o más débil. Ningún mineral

isótropo es pleocroico, sin embargo, los minerales anisótropos pueden ser pleocroicos o

no.

5. RELIEVE: Representa el hecho de que un grano mineral destaque con mayor o menor

nitidez en el campo de visión del microscopio. Cuanto mayor es el relieve más nítido se

observa el borde del mineral o las líneas de exfoliación. El relieve puede describirse como

bajo, moderado o alto.

La identificación del relieve en un cristal se puede realizar mediante la línea de Becke:

línea brillante que tiende a moverse hacia el interior del cristal.

6. PLEOCROISMO DE RELIEVE: Se trata de la variación del relieve al girar la platina.

7. EXFOLIACIÓN: Algunos minerales pueden fragmentarse o exfoliarse a través de unos

determinados planos cristalográficos, definidos por su estructura. Suelen corresponderse

con planos de debilidad (planos que cortan enlaces más débiles que los demás). La

exfoliación se reconoce por la presencia de una o más familias de finas líneas negras y

rectas paralelas entre sí. Su reconocimiento exige la presencia de cierto relieve, ya que

sino no se aprecian, como en los Fd. Un mineral puede poseer varios sistemas de familias

de exfoliación. Podemos medir los ángulos entre las familias de exfoliación.

Page 18: Microscopía óptica y propiedades de los minerales al microscopio de luz reflejada

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8. LINEAS DE FRACTURA: Se trata de fracturas en el mineral, pero a diferencia de las líneas

de exfoliación, éstas aparecen de manera independiente a cualquier dirección

cristalográfica, es decir, no están orientadas ni son paralelas entre sí.

Propiedades Ópticas con Nícoles Cruzados:

1. ISOTROPÍA VS. ANISOTROPÍA

2. BIRREFRINGENCIA: Cuando es alta se producen colores de interferencia altos, cuando es

muy alta se producen colores pastel, y cuando es baja los colores de interferencia son

bajos.

3. EXTINCIÓN Y ÁNGULO DE EXTINCIÓN

4. MACLAS

5. ZONADO: Un cristal zonado es aquel que experimenta cambios en su tonalidad debido a

variaciones en los elementos cromófobos del cristal (variaciones en cuanto a la

composición del mineral).

6. INCLUSIONES: Puede también haber inclusiones fluidas e incluso fundidas.