Методы оптического исследования минералов. Справочник

Изложены теоретические основы прохождения света через прозрачные среды и отражения его от непрозрачных сред. Описаны аппаратура, использующаяся при изучении прозрачных и рудных минералов, и методика изучения оптических явлений. Даны схемы последовательности определения неизвестного минерала по его оптическим свойствам. Помещены таблицы оптических и физических свойств наиболее распространенных прозрачных и рудных минералов.

Для геологов-практиков и научных работников в области петрографии, минералогии, обогащения руд и металлургии.

Для изучения горных пород и руд, их генезиса, формацион-ной принадлежности, стадийности формирования, степени изменения и других особенностей необходимо точно диагностировать минералы, которыми они сложены, выявлять химический состав и структурные особенности, время и последовательность их формирования. С этой целью используются кристаллоопти-ческие методы, которым свойственны высокая надежность, точность, экспрессность и доступность. Именно" благодаря этому они нашли широкое применение в различных областях геологии и других наук. Исторически сложилось так, что кристаллооптика проходящего и отраженного света и методы изучения прозрачных и рудных минералов в процессе подготовки специалистов оторваны друг от друга и часто излагаются независимо, без единого методического подхода. Вероятно, поэтому до- сих пор нет руководства, в котором данные методы были бы изложены вместе, а теория взаимодействия света с кристаллическим веществом была бы рассмотрена с единых позиций.В настоящее время невозможно проведение геологических научно-исследовательских и поисково-съемочных работ, использование методов обогащения руд, выделения мономинеральных фракций породообразующих и акцессорных минералов, изучение разнообразных синтетических минералов без применения поляризационного и рудного микроскопов. Широко применяют кристаллические методы и в металлургии.Дать в руки исследователей, практиков и учащихся пособие, в котором можно найти объяснение оптических эффектов, возникающих в кристаллической среде при взаимодействии ее со светом, методический подход к использованию этих эффектов для диагностики минералов, а также помочь избежать ошибок при пользовании микроскопом — вот главная цель настоящей книги. Важно отметить, что разработка новых методик изготовления прозрачно-полированных шлифов позволяет изучить в одном препарате прозрачные и непрозрачные минералы, а затем и особенности их химического состава с помощью микрозонда. Очевидно, что кристаллооптические методы не являются универсальными и всеобъемлющими. Их разумное сочетание с другими физическими и химическими методами совершенно необходимо при комплексном изучении вещества.Так как методы исследования прозрачных и рудных минералов имеют свою специфику, книга состоит из двух частей.Включением в книгу таблиц оптических свойств прозрачных и рудных минералов автор преследовал две цели. С одной стороны, пользование этими таблицами помогает закрепить изучение каждого метода и выработать методические навыки при определении минерального вещества, с другой — эти таблицы могут быть использованы в качестве определительских, так как в них для каждого минерала приведены последние данные по их оптическим свойствам. Вместе с тем данные таблицы, конечно, не могут заменить имеющихся специальных справочников, так как в них включены лишь наиболее часто встречающиеся минералы. Автор выражает признательность всем, оказавшим ему содействие в подготовке книги, и особенно коллективам кафедр петрографии, минералогии и полезных ископаемых геологического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова.Распространение света в кристаллических телах подчиняется общим законам физики. Представления о волновой природе света были обоснованы О. Френелем, Т. Юнгом и другими физиками, считавшими, что световые волны имеют характер упругих волн, распространяющихся в особой среде, названной световым эфиром. Однако позднее были установлены факты, вскрывшие связь между электромагнитными и оптическими явлениями, в частности, возможность воздействовать на поляризацию света с помощью магнитного или электрического полей, влияние этих полей на частоту света, испускаемого атомами, и др. Четкая связь между оптическими и электромагнитными явлениями объясняется электромагнитной теорией света Максвелла: световые волны — это разновидность электромагнитных волн с очень высокими частотами, порядка 1015 Гц. Диапазон длин электромагнитных волн огромен — от более 1016 до менее 10~5 нм, среди них световые (видимые) волны занимают весьма скромный интервал от 380 до 760 нм: красный 760—620, оранжевый 620—585, желтый 585—560, зеленый 560—510, голубой 510—480, синий 480—450 и фиолетовый 450—380 нм.Волновые процессы представляют общий класс явлений. Образование волны обусловливается наличием связей между отдельными частями системы. Процесс, протекающий в какой-либо точке пространства, вызывает соответствующие изменения в соседних точках системы, передавая им некоторое количество энергии. От этих точек возмущение переходит к следующим и т. д., распространяясь от точки к точке, и возникает волна. Возникшее в каком-либо месте пространства электромагнитное возмущение становится источником таких же возмущений в соседних участках пространства (в силу электромагнитных связей, выражающихся в законах электромагнетизма