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Propriedades ópticas de minerais

As propriedades ópticas de minerais referem-se ao seu comportamento na presença de luz e como eles interagem com a luz quando observados usando várias técnicas ópticas. Essas propriedades incluem transparência/opacidade, cor, brilho, índice de refração (RI), pleocroísmo, birrefringência, dispersão, extinção e cristalografia.

Vistas microscópicas (XPL, luz polarizada cruzada; plano PPL polarizado
  1. Cor: a cor de um mineral pode ser uma ferramenta de diagnóstico útil. No entanto, deve-se notar que a cor pode variar muito dependendo das impurezas e, portanto, nem sempre é um indicador confiável da identidade de um mineral.
  2. Brilho: O brilho refere-se à maneira como um mineral reflete a luz. Os minerais podem ser metálicos, vítreos, perolados ou opacos, e cada tipo de brilho pode ser usado para ajudar a identificar um mineral.
  3. Transparência: Alguns minerais são transparentes, enquanto outros são opacos. Os minerais que são transparentes podem ser categorizados como incolores, coloridos ou pleocróicos (exibindo cores diferentes quando vistos de ângulos diferentes).
  4. Índice de refração: O índice de refração de um mineral é uma medida de quanta luz é curvada ao passar pelo mineral. Essa propriedade pode ser usada para identificar um mineral medindo o ângulo no qual a luz é refratada.
  5. Birefringence: Birrefringência refere-se à propriedade de um mineral que faz com que a luz se divida em dois raios ao passar pelo mineral. Esta propriedade é particularmente útil para identificar minerais em seções finas sob um microscópio.
  6. Dispersão: Dispersão refere-se à maneira como diferentes cores de luz são refratadas em diferentes ângulos por um mineral. Esta propriedade é particularmente útil para identificar gemas como diamantes.
  7. Pleochroism: Pleocroísmo refere-se à propriedade de um mineral que faz com que ele exiba cores diferentes quando visto de diferentes ângulos.
  8. Fluorescência: alguns minerais exibem fluorescência, o que significa que emitem luz quando expostos à luz ultravioleta. Essa propriedade pode ser usada para ajudar a identificar minerais em determinadas configurações.

No geral, as propriedades ópticas são uma importante ferramenta de diagnóstico para identificar minerais. Ao compreender essas propriedades e como elas se relacionam, os mineralogistas podem determinar a identidade de um mineral com alto grau de precisão.

Microscopia Óptica

A microscopia óptica, também conhecida como microscopia óptica, é uma técnica amplamente utilizada na área de mineralogia para a identificação e caracterização de minerais. Envolve o uso de um microscópio que utiliza luz visível para ampliar e analisar amostras minerais. Aqui estão alguns pontos-chave sobre microscopia óptica em mineralogia:

Microscopia ótica
  1. Princípio: A microscopia óptica é baseada na interação da luz com os minerais. Quando a luz passa por uma amostra de mineral, ela pode ser absorvida, transmitida ou refletida dependendo das propriedades ópticas do mineral, como cor, transparência e índice de refração. Ao observar como a luz interage com um mineral sob um microscópio, informações valiosas sobre suas propriedades físicas e ópticas podem ser obtidas.
  2. Equipamentos necessários: A microscopia óptica requer um microscópio especializado equipado com vários componentes, incluindo uma fonte de luz, lentes, uma plataforma para segurar a amostra mineral e oculares ou uma câmera para visualizar e capturar imagens. Os microscópios de polarização, que usam luz polarizada, são comumente usados ​​em mineralogia para estudar as propriedades ópticas dos minerais.
  3. Amostra Preparação: Amostras minerais para microscopia óptica são tipicamente seções finas ou montagens finas polidas, que são preparadas cortando uma fatia fina de uma amostra mineral e montando-a em uma lâmina de vidro. Cortes finos são comumente usados ​​para estudar a mineralogia de rochas, enquanto montagens finas polidas são usadas para analisar grãos minerais individuais.
  4. Técnicas: As técnicas de microscopia óptica usadas em mineralogia incluem microscopia de luz transmitida, que envolve a passagem de luz através de uma seção fina ou montagem fina para observar as características internas do mineral, e microscopia de luz polarizada, que envolve o uso de luz polarizada para estudar as propriedades ópticas do mineral, como como birrefringência, extinção e pleocroísmo. Outras técnicas, como microscopia de luz refletida e microscopia de fluorescência, também podem ser utilizadas para fins específicos na identificação e caracterização de minerais.
  5. Identificação Mineral: A microscopia óptica é uma ferramenta poderosa para a identificação de minerais com base em suas propriedades físicas e ópticas. Observando a cor, a transparência, a forma do cristal, a clivagem e outras características de um mineral sob um microscópio e usando técnicas como polarização e interferência, os mineralogistas podem identificar minerais e diferenciar entre diferentes espécies minerais.
  6. Limitações: A microscopia óptica tem algumas limitações na mineralogia. Pode não ser adequado para identificar minerais com propriedades físicas e ópticas semelhantes ou minerais muito pequenos ou opacos. Nesses casos, outras técnicas, como difração de raios-X, microscopia eletrônica ou espectroscopia, podem ser necessárias para uma identificação e caracterização mineral mais precisa.

A microscopia óptica é uma técnica fundamental e amplamente utilizada na mineralogia, fornecendo informações valiosas sobre as propriedades físicas e ópticas dos minerais, essenciais para sua identificação e caracterização.

Por que usar o microscópio?

Os microscópios são usados ​​em mineralogia por uma variedade de razões:

  1. Identificação Mineral: Os microscópios são usados ​​para observar as propriedades físicas e ópticas dos minerais, como cor, transparência, formato do cristal, clivagem e outras características essenciais para sua identificação. Ao examinar amostras minerais sob um microscópio, os mineralogistas podem coletar informações críticas que os ajudam a identificar diferentes espécies minerais e distinguir entre minerais semelhantes.
  2. Caracterização Mineral: A microscopia permite a caracterização detalhada de minerais, incluindo sua estrutura cristalina, textura e inclusões. Essas informações fornecem informações sobre a formação e a história dos minerais, o que pode ser importante para entender suas propriedades e aplicações.
  3. Pesquisa Mineralógica: A microscopia é usada na pesquisa mineralógica para estudar as propriedades ópticas, químicas e propriedades físicas dos minerais, bem como suas relações com outros minerais e rochas. A análise microscópica pode fornecer dados valiosos para a compreensão de ocorrências minerais, processos mineralógicos e história geológica.
  4. Processamento de Mineração: A microscopia é usada no campo do processamento mineral para analisar e otimizar o beneficiamento de minérios e minerais. Ao examinar amostras minerais sob um microscópio, os especialistas em processamento mineral podem avaliar a liberação mineral, as associações minerais e as características mineralógicas dos minérios, o que pode ajudar no desenvolvimento de estratégias eficazes de processamento mineral.
  5. Mapeamento geológico: A microscopia pode ser usada no mapeamento geológico e na exploração mineral para identificar e mapear minerais em rochas e minérios. Esta informação pode ser usada para entender a distribuição, composição e potencial econômico de depósitos minerais em uma determinada área.
  6. Educação e Ensino: Os microscópios são amplamente utilizados em ambientes educacionais para ensinar aos alunos sobre mineralogia e geologia. Usando microscópios, os alunos podem observar e identificar minerais e aprender sobre suas propriedades, ocorrências e usos.

Em resumo, os microscópios são ferramentas essenciais em mineralogia para identificação mineral, caracterização, pesquisa, processamento mineral, mapeamento geológico e educação. Eles permitem observação e análise detalhadas de minerais, fornecendo informações valiosas sobre suas propriedades, ocorrências e aplicações.

Minerais e propagação da luz

A propagação da luz através dos minerais é um tema fascinante em mineralogia e está intimamente relacionado com as propriedades ópticas dos minerais. Quando a luz passa por um mineral, ela pode sofrer várias interações, como absorção, reflexão, refração e polarização, que podem fornecer informações importantes sobre a composição, estrutura e propriedades do mineral. Aqui estão alguns pontos-chave relacionados à propagação da luz em minerais:

  1. Transparência e Opacidade: Os minerais podem ser transparentes, translúcidos ou opacos à luz, dependendo de sua composição química e estrutura interna. Os minerais transparentes permitem que a luz passe com pouca ou nenhuma dispersão, enquanto os minerais translúcidos dispersam a luz até certo ponto, e os minerais opacos não permitem a passagem da luz.
  2. Absorção: Alguns minerais têm absorção seletiva de certos comprimentos de onda de luz devido à presença de elementos ou compostos químicos específicos. Isso faz com que o mineral pareça colorido quando visto ao microscópio ou a olho nu. O espectro de absorção de um mineral pode fornecer informações sobre sua composição química.
  3. Refração: A refração é a curvatura da luz ao passar de um meio para outro com um índice de refração diferente. Minerais com diferentes estruturas cristalinas e composições químicas podem apresentar diferentes índices de refração, que podem ser determinados usando um refratômetro. O índice de refração é uma importante propriedade óptica usada na identificação de minerais.
  4. Polarização: A luz que passa por certos minerais pode se tornar polarizada, o que significa que as ondas de luz oscilam em uma direção específica. Essa propriedade pode ser observada usando um microscópio de polarização, que permite o exame de minerais em luz de polarização cruzada. A microscopia de luz polarizada é uma técnica poderosa usada na identificação e caracterização de minerais.
  5. Pleochroism: alguns minerais exibem pleocroísmo, o que significa que eles mostram cores diferentes quando vistos de diferentes ângulos sob luz polarizada. Essa propriedade é causada pela absorção preferencial da luz em diferentes direções devido à estrutura cristalina do mineral e pode ser usada como uma ferramenta de diagnóstico na identificação de minerais.
  6. Birefringence: A birrefringência, também conhecida como refração dupla, é a propriedade de certos minerais de dividir a luz em dois raios com diferentes índices de refração. Isso pode ser observado usando um microscópio de polarização, e a quantidade de birrefringência pode fornecer informações sobre a estrutura e composição cristalina do mineral.
  7. sinal óptico: O sinal óptico de um mineral refere-se à direção na qual os índices de refração do mineral são orientados em relação aos seus eixos cristalográficos. O sinal óptico pode ser determinado usando um microscópio de polarização e é uma característica importante usada na identificação de minerais.

O estudo de como a luz interage com os minerais e como ela se propaga através deles é crucial na mineralogia, pois fornece informações importantes sobre a composição, estrutura e propriedades do mineral. As propriedades ópticas dos minerais, como absorção, refração, polarização, pleocroísmo, birrefringência e sinal óptico, são usadas na identificação, caracterização e pesquisa de minerais. Técnicas microscópicas, como a microscopia de polarização, são amplamente utilizadas para estudar a propagação da luz através dos minerais e revelar detalhes importantes sobre suas propriedades ópticas.

Para usar o telescópio, precisamos entender um pouco sobre a física da luz, e depois aprender algumas ferramentas e truques…

Seção fina

Uma seção fina refere-se a uma fatia fina de uma rocha ou mineral que é montada em uma lâmina de vidro e moída até uma espessura de tipicamente 30 micrômetros (0.03 mm) usando equipamentos especializados. Seções finas são usadas em petrologia, um ramo da geologia que estuda rochas e minerais sob um microscópio para determinar sua composição mineral, textura e outras características importantes.

Seções finas são criadas cortando um pequeno pedaço de rocha ou mineral em uma laje fina, que é então afixada a uma lâmina de vidro usando um adesivo. A placa é então retificada até a espessura desejada usando uma série de materiais abrasivos, como pó de carboneto de silício, para obter uma superfície lisa e uniforme. A seção fina resultante é então polida para melhorar a transparência e clareza e pode ser manchada com corantes ou produtos químicos para melhorar certas características ou propriedades.

Cortes finos são comumente examinados em um microscópio de polarização, também conhecido como microscópio petrográfico, que é equipado com polarizadores e analisadores que permitem o estudo das propriedades ópticas da rocha ou mineral, como birrefringência, pleocroísmo e ângulos de extinção. Ao analisar os minerais e sua disposição na seção delgada, os geólogos podem identificar o tipo de rocha, determinar a composição mineral e interpretar a história da rocha, como seus processos de formação e deformação.

As seções finas são amplamente utilizadas em vários campos da geologia, incluindo petrologia ígnea, petrologia sedimentar, petrologia metamórfica, geologia econômica e geologia ambiental. Eles são ferramentas essenciais para estudar rochas e minerais em nível microscópico e fornecem informações valiosas sobre sua origem, evolução e propriedades. Seções finas também são comumente usadas em educação e pesquisa, pois permitem o exame e análise detalhados de rochas e minerais, contribuindo para nossa compreensão da geologia da Terra e sua história.

Seção fina

Propriedades da luz

  1. Natureza ondulatória: a luz exibe propriedades semelhantes a ondas, como comprimento de onda, frequência e amplitude. Pode ser descrita como uma onda eletromagnética que viaja através de um meio ou vácuo.
  2. Natureza semelhante a partícula: a luz também se comporta como um fluxo de partículas chamadas fótons, que carregam energia e momento.
  3. Velocidade: A luz viaja a uma velocidade constante de cerca de 299,792 quilômetros por segundo (km/s) no vácuo, que é a velocidade mais rápida conhecida no universo.
  4. Espectro eletromagnético: A luz existe em uma faixa de comprimentos de onda e frequências, que juntos formam o espectro eletromagnético. Esse espectro inclui diferentes tipos de luz, como luz visível, luz ultravioleta (UV), luz infravermelha (IR), raios X e raios gama, cada um com suas propriedades e usos exclusivos.
Propriedades da luz

Luz polarizada plana (PPL):

  1. Polarização: As ondas de luz podem ser polarizadas, o que significa que suas oscilações ocorrem em um único plano, e não em todas as direções. A luz polarizada tem uma orientação específica de seu vetor de campo elétrico.
  2. Polarizadores: PPL é criado pela passagem de luz não polarizada através de um polarizador, que é um filtro que transmite apenas as ondas de luz que oscilam em um plano específico enquanto bloqueia aquelas que oscilam em outros planos.
  3. Propriedades: PPL tem propriedades como direção, intensidade e cor que podem ser usadas para estudar e analisar vários materiais, como minerais e cristais, sob um microscópio de polarização.

XPL (Polarizadores cruzados):

  1. Técnica: XPL é uma técnica usada em microscopia de luz polarizada, onde dois polarizadores são cruzados, ou seja, seus planos de polarização são perpendiculares entre si.
  2. Interferência: quando uma seção fina de um mineral ou cristal é colocada entre polarizadores cruzados, ela pode criar padrões de interferência conhecidos como cores de interferência ou birrefringência, que fornecem informações sobre as propriedades ópticas do mineral, como índice de refração e estrutura do cristal.
  3. Identificação de minerais: XPL é comumente usado em mineralogia para identificar e caracterizar minerais com base em seus padrões de interferência únicos e cores de birrefringência, que podem ajudar na determinação da composição do mineral, estrutura cristalina e outras propriedades.
Polares cruzados

passagem de luz

A reflexão é um processo no qual a luz, ou outras formas de radiação eletromagnética, ricocheteia em uma superfície e retorna ao mesmo meio de onde se originou, sem alterar sua frequência ou comprimento de onda. Esse fenômeno ocorre quando a luz encontra um limite entre dois meios com diferentes índices de refração ou densidades ópticas.

Pontos-chave sobre a reflexão:

  1. Ângulo de incidência e ângulo de reflexão: O ângulo em que a luz atinge uma superfície é chamado de ângulo de incidência, e o ângulo em que ela é refletida é chamado de ângulo de reflexão. De acordo com a lei da reflexão, o ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão, e o raio incidente, o raio refletido e a normal (uma linha perpendicular à superfície) estão todos no mesmo plano.
  2. Reflexão especular x difusa: A reflexão pode ser especular ou difusa. A reflexão especular ocorre quando a luz reflete em uma superfície lisa, como um espelho, e os raios refletidos mantêm sua direção original e formam um reflexo claro. A reflexão difusa ocorre quando a luz reflete em uma superfície áspera ou irregular, como papel ou superfície fosca, e os raios refletidos se espalham em direções diferentes, resultando em uma reflexão menos nítida.
  3. Aplicações de reflexão: a reflexão é usada em muitas aplicações cotidianas, como espelhos, superfícies reflexivas em veículos e sinais de trânsito para visibilidade, dispositivos ópticos como telescópios e microscópios e em fotografia e arte para criar efeitos visuais.
  4. Lei da reflexão: A lei da reflexão afirma que o ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão, e o raio incidente, o raio refletido e a normal estão todos no mesmo plano. Esta lei é fundamental para compreender o comportamento da luz quando encontra uma superfície refletora.

Em resumo, a reflexão é o processo no qual a luz ou outras formas de radiação eletromagnética refletem em uma superfície e retornam ao mesmo meio de origem, sem alterar sua frequência ou comprimento de onda. Envolve o ângulo de incidência e o ângulo de reflexão, pode ser especular ou difuso, tem muitas aplicações práticas e segue a lei da reflexão.

Reflexão

A velocidade da luz depende do meio pelo qual ela passa. A luz é uma onda eletromagnética que interage com os elétrons. A distribuição dos elétrons é diferente para cada material e às vezes para diferentes direções através de um material. Quando a luz passa de um meio para outro, há é uma diferença de velocidade. Raios de luz pelo visto dobrar no contato

Ângulo de incidência ≠ Ângulo de refração.

passagem de luz

Índice de refração

A quantidade de refração está relacionada à diferença na velocidade da luz em cada meio. Índice de refração (RI) para o ar é definido como 1

O índice de refração absoluto de um mineral (n) é a refração relativa à do ar.

  •   depende da estrutura atômica/cristalina
  •   é diferente para cada mineral
  •   é constante para um mineral
  •   é uma propriedade diagnóstica do mineral
  •   entre 1.3 e 2.0

Pode haver um, dois ou três valores de RI dependendo da estrutura atômica do mineral.

Mineral Opaco

Minerais opacos são minerais que não transmitem luz e não permitem que a luz passe por eles. Eles aparecem opacos ou opacos quando vistos ao microscópio ou a olho nu, pois não têm a capacidade de transmitir luz através de sua estrutura.

Minerais opacos são tipicamente compostos de materiais que não são transparentes ou translúcidos à luz devido às suas propriedades físicas e químicas. Eles podem conter várias impurezas, minerais ou elementos que absorvem ou dispersam a luz, impedindo sua passagem.

Alguns exemplos de minerais opacos incluem metais nativos como ouro, prata e cobre, bem como sulfetos como pirita, galena e calcopirita. Esses minerais são comumente encontrados em depósitos de minério e são frequentemente associados a minérios metálicos depósitos. Outros minerais opacos incluem certos óxidos, carbonatos e sulfatos, que podem ter composições metálicas ou não metálicas.

Mineral opaco em granito
Rodado 45o em PPL

mineral transparente

Minerais transparentes são minerais que permitem que a luz passe através deles, tornando-os claros ou translúcidos quando vistos ao microscópio ou a olho nu. Esses minerais têm uma estrutura cristalina que permite que a luz passe por sua rede, permitindo que transmitam luz sem dispersá-la ou absorvê-la.

Minerais transparentes podem ser encontrados em uma ampla gama de cores e podem exibir várias propriedades ópticas, como pleocroísmo (mudança de cor com a orientação), birrefringência (refração dupla) e cores de interferência quando vistas sob um microscópio de luz polarizada. Essas propriedades podem ser usadas para identificar e diferenciar minerais transparentes.

Alguns exemplos de minerais transparentes incluem quartzo, calcite, feldspato, granada, turmalina e topázio. Esses minerais são comumente encontrados em rochas e minerais de várias configurações geológicas e têm diversas aplicações na indústria, joalheria e pesquisa científica.

CPX em gabro
PPL

Linha Becke

A linha de Becke é um fenômeno óptico observado quando um mineral ou outro material transparente é imerso em um líquido com um índice de refração diferente. É uma técnica útil usada em mineralogia óptica para determinar o índice de refração relativo de um mineral em comparação com o meio circundante, o que pode fornecer informações sobre as propriedades ópticas do mineral.

Quando um mineral é colocado em uma lâmina de vidro e imerso em um líquido com índice de refração maior ou menor que o do mineral, uma borda clara ou escura aparece ao longo da borda do mineral, respectivamente. Essa fronteira é chamada de linha de Becke. A direção na qual a linha de Becke se move quando o foco é alterado pode fornecer informações sobre o índice de refração relativo do mineral em comparação com o meio circundante.

O fenômeno da linha de Becke ocorre devido à diferença nos índices de refração entre o mineral e o meio circundante. Quando o índice de refração do meio é maior que o do mineral, a linha de Becke se move em direção ao mineral, e quando o índice de refração do meio é menor que o do mineral, a linha de Becke se afasta do mineral. A posição e o movimento da linha de Becke podem ser observados e analisados ​​em um microscópio de luz polarizada e podem ser usados ​​como uma ferramenta para identificar minerais e determinar suas propriedades ópticas.

A linha Becke é uma ferramenta valiosa em mineralogia óptica para estudar as propriedades ópticas dos minerais, incluindo seus índices de refração, birrefringência e outras características ópticas. É amplamente utilizado na identificação e caracterização de minerais em geologia, petrologia e ciência dos materiais.

A borda do grão age como uma lente distorcendo a luz
Pertita:
Microclina com albita exsolvida
mostrando a Linha de Becke entre os dois minerais
(PPL)

emergencial

Relevo, no contexto da mineralogia óptica, refere-se à diferença de brilho ou escuridão de um mineral em comparação com o meio circundante quando visto sob um microscópio de luz polarizada. É uma das propriedades ópticas dos minerais que podem ser observadas e usadas para identificar minerais e determinar suas características.

O relevo é normalmente observado como uma diferença no brilho ou escuridão de um mineral em comparação com o meio circundante, que geralmente é uma lâmina de vidro ou um meio de montagem. Essa diferença de brilho ou escuridão é causada pela diferença nos índices de refração entre o mineral e o meio circundante. Quando o mineral tem um índice de refração maior que o meio, ele aparece mais brilhante, e quando tem um índice de refração menor, parece mais escuro.

O relevo pode ser usado como um recurso de diagnóstico para identificar minerais, pois diferentes minerais têm diferentes índices de refração e, portanto, exibem diferentes graus de relevo. Por exemplo, minerais com alto relevo, aparecendo mais brilhantes contra o meio circundante, podem indicar minerais com altos índices de refração, como quartzo ou granada. Minerais com baixo relevo, aparecendo mais escuros contra o meio circundante, podem indicar minerais com índices de refração mais baixos, como calcita ou feldspato plagioclásio.

O relevo é normalmente observado e avaliado sob polarizadores cruzados, que são comumente usados ​​em microscopia de luz polarizada. Ao observar o relevo de um mineral, combinado com outras propriedades ópticas, como cor, birrefringência e pleocroísmo, os minerais podem ser identificados e caracterizados, fornecendo informações valiosas para estudos geológicos e de ciência dos materiais.

Apatita

Decote

A clivagem, no contexto da mineralogia, refere-se à tendência dos minerais de se quebrarem ao longo de planos específicos de fraqueza, resultando em superfícies lisas e planas. É uma propriedade determinada pela estrutura cristalina de um mineral e pode ser observada e medida em seção delgada sob um microscópio de luz polarizada.

A clivagem é resultado do arranjo de átomos ou íons na rede cristalina de um mineral. Os minerais com uma estrutura cristalina geralmente têm planos de fraqueza ao longo dos quais as ligações entre átomos ou íons são mais fracas, permitindo que o mineral se quebre ao longo desses planos quando submetido a estresse. As superfícies resultantes são tipicamente lisas e planas, e podem ter padrões geométricos distintos, dependendo da rede cristalina do mineral.

A clivagem é uma propriedade importante usada na identificação de minerais, pois diferentes minerais exibem diferentes tipos e qualidades de clivagem. Alguns minerais podem ter clivagem perfeita, onde o mineral se quebra fácil e suavemente ao longo de planos específicos, resultando em superfícies planas com aparência brilhante ou reflexiva. Outros minerais podem ter clivagem imperfeita ou inexistente, resultando em superfícies irregulares ou ásperas quando quebradas.

A clivagem pode ser descrita com base no número e na orientação dos planos de clivagem. Os termos comuns usados ​​para descrever a clivagem incluem basal (ocorrendo paralelamente à base do cristal), prismático (ocorrendo paralelamente às faces alongadas do cristal), cúbico (ocorrendo perpendicularmente às faces cúbicas) e romboédrico (ocorrendo em ângulos diferentes de 90 graus).

anfibólios
por exemplo, hornblenda ~ 54o/ 126o
piroxênio por exemplo, augita ~ 90o;

Fraturar

A fratura é uma propriedade dos minerais que descreve como eles se quebram quando submetidos a estresse, mas não exibem clivagem, que é a tendência dos minerais de quebrar ao longo de planos específicos de fraqueza. Ao contrário da clivagem, que resulta em superfícies lisas e planas, a fratura resulta em superfícies irregulares, irregulares ou ásperas quando um mineral é quebrado.

A fratura pode ocorrer em minerais que carecem de uma estrutura cristalina bem definida ou não possuem planos de clivagem proeminentes. Também pode ocorrer em minerais que sofreram deformação ou foram submetidos a forças externas que romperam sua rede cristalina. A fratura pode ser causada por uma variedade de fatores, como impacto, pressão ou flexão.

Existem vários tipos de fratura que podem ser observados em minerais, incluindo:

  1. fratura concoidal: esse tipo de fratura resulta em superfícies curvas e lisas que se assemelham ao interior de uma concha. É comumente observado em minerais que são quebradiços e quebram com uma aparência vítrea ou vítrea.
  2. fratura irregular: esse tipo de fratura resulta em superfícies ásperas e irregulares sem um padrão distinto. É comumente observada em minerais que não possuem planos de clivagem bem definidos e quebram aleatoriamente.
  3. Fratura estilhaçada: esse tipo de fratura resulta em superfícies longas, semelhantes a lascas ou fibrosas. É comumente observado em minerais de natureza fibrosa, como os minerais de amianto.
  4. fratura hackly: esse tipo de fratura resulta em superfícies irregulares e com arestas vivas com um padrão aleatório. É comumente observado em minerais que são dúcteis e quebram com aparência de rasgo ou rasgo.

A fratura pode ser uma importante propriedade utilizada na identificação de minerais, pois pode fornecer informações adicionais sobre as propriedades físicas e o comportamento dos minerais quando submetidos a tensões. Também pode ser usado para distinguir minerais com propriedades físicas semelhantes, mas com características de fratura diferentes.

Olivina em gabro (PPL)

Textura Metamítica

A textura metamítica refere-se a um tipo específico de textura observada em certos minerais que foram alterados por altos níveis de radiação, geralmente de elementos radioativos. Essa radiação induzida alteração faz com que a rede cristalina do mineral se torne amorfa, desordenada ou completamente destruída, resultando em uma textura metamítica característica.

A textura metamítica é comumente observada em minerais como zircão (ZrSiO4) e torita (ThSiO4) que contêm elementos radioativos como urânio (U) e tório (Th). Esses minerais podem sofrer um processo chamado de metamictização, no qual a radiação danifica a estrutura cristalina, levando à amorfização ou destruição completa da estrutura cristalina original.

Minerais metamíticos podem exibir certos recursos característicos, incluindo:

  1. Perda da forma cristalina: Os minerais metamíticos podem perder suas formas cristalinas típicas e aparecer como massas disformes ou grãos irregulares ao microscópio.
  2. Estrutura amorfa ou desordenada: minerais metamíticos podem não ter o arranjo ordenado de átomos que é característico de minerais cristalinos, parecendo amorfos ou desordenados.
  3. Alto relevo: Minerais metamíticos podem exibir alto relevo, o que significa que aparecem brilhantes contra um fundo escuro sob luz polarizada cruzada devido à sua natureza amorfa ou desordenada.
  4. Perda de birrefringência: Minerais metamíticos podem perder sua birrefringência, que é a capacidade de dividir a luz em dois índices de refração diferentes, devido à sua estrutura amorfa ou desordenada.

A textura metamítica pode ser uma importante característica diagnóstica usada na identificação e caracterização de minerais que foram afetados por altos níveis de radiação. Também pode fornecer informações sobre a história geológica e os processos pelos quais esses minerais passaram, como sua exposição a elementos radioativos, o que pode ter implicações para seu uso potencial em geocronologia, datação radiométrica e outras aplicações científicas.


Zircão e alanita

Cor em PPL

A cor observada na luz plano-polarizada (PPL) é uma propriedade importante usada na identificação e caracterização de minerais sob um microscópio. A interação da luz com os minerais pode resultar em várias cores quando vistas em PPL, e essas cores podem fornecer informações valiosas sobre a composição do mineral, estrutura cristalina e propriedades ópticas.

No PPL, os minerais podem exibir cores diferentes dependendo de suas propriedades ópticas, como:

  1. minerais isotrópicos: Minerais isotrópicos são minerais que não apresentam birrefringência e possuem o mesmo índice de refração em todas as direções. Esses minerais aparecerão em preto ou cinza no PPL porque não dividem a luz em dois índices de refração diferentes.
  2. minerais anisotrópicos: Minerais anisotrópicos são minerais que exibem birrefringência e possuem diferentes índices de refração em diferentes direções. Esses minerais podem exibir uma ampla gama de cores em PPL, incluindo tons de cinza, branco, amarelo, laranja, vermelho, verde, azul e violeta, dependendo da estrutura e composição do cristal do mineral.
  3. minerais pleocróicos: Pleocroísmo é a propriedade de alguns minerais de exibir cores diferentes quando vistos em diferentes direções cristalográficas. No PPL, os minerais pleocróicos podem apresentar cores diferentes quando a platina do microscópio é girada, fornecendo informações valiosas de diagnóstico para a identificação do mineral.
  4. Propriedades de absorção e transmissão: Minerais podem exibir absorção seletiva e transmissão de certos comprimentos de onda de luz devido à sua composição química e estrutura cristalina, resultando em cores específicas sendo observadas em PPL.

As cores observadas no PPL podem ser usadas em combinação com outras propriedades ópticas, como relevo, clivagem, fratura e formato do cristal, para ajudar a identificar e caracterizar os minerais. É importante consultar referências de identificação de minerais e usar técnicas e ferramentas adequadas de identificação de minerais para interpretar com precisão as cores observadas no PPL e fazer identificações de minerais confiáveis.

Minerais Isotrópicos

Minerais isotrópicos são minerais que não apresentam birrefringência, o que significa que possuem o mesmo índice de refração em todas as direções. Como resultado, eles não mostram cores de interferência ou efeitos de polarização quando vistos sob um microscópio de polarização em luz polarizada plana (PPL) ou luz polarizada cruzada (XPL). Em vez disso, os minerais isotrópicos geralmente aparecem em preto ou cinza quando vistos em PPL, sem alterações de cor ou brilho quando a platina do microscópio é girada.

Exemplos de minerais isotrópicos incluem:

  1. Garnet: Garnet é um grupo mineral comum que pode ocorrer em uma variedade de cores, como vermelho, laranja, amarelo, verde, marrom e preto. É isotrópico e não apresenta birrefringência.
  2. Magnetita: Magnetita é um mineral preto que é fortemente magnético e comumente ocorre em ígneo e rochas metamórficas. É isotrópico e não apresenta cores de interferência em PPL ou XPL.
  3. Pirita: A pirita, também conhecida como “ouro dos tolos”, é um mineral amarelo metálico que é comumente encontrado em sedimentos, metamórficos e Rochas ígneas. É isotrópico e não apresenta birrefringência.
  4. Halita: A halita, também conhecida como sal-gema, é um mineral incolor ou branco comumente encontrado em rochas sedimentares. É isotrópico e não apresenta cores de interferência em PPL ou XPL.
  5. Sphalerite: A esfalerita é comum zinco mineral que pode ocorrer em várias cores, como marrom, preto, amarelo, verde e vermelho. É isotrópico e não apresenta birrefringência.

Minerais isotrópicos são importantes para identificar e reconhecer na identificação mineral usando microscopia óptica, pois sua falta de birrefringência e aparência característica de preto ou cinza em PPL pode ajudar a distingui-los de minerais anisotrópicos que mostram cores de interferência e efeitos de polarização.

Entre polares cruzados

Os minerais isotrópicos sempre parecem pretos, independentemente da orientação do cristal ou da rotação do palco

Entre polares cruzados

Indicatriz

A indicatriz é uma representação geométrica usada em mineralogia e óptica para descrever as propriedades ópticas de minerais anisotrópicos. É um elipsóide tridimensional que representa a variação dos índices de refração de um mineral em relação a diferentes direções cristalográficas.

Os minerais anisotrópicos têm diferentes índices de refração ao longo de diferentes direções cristalográficas devido à sua estrutura cristalina interna. A indicatriz ajuda a descrever a relação entre os eixos cristalográficos de um mineral e os índices de refração associados a esses eixos.

A indicatriz pode ser visualizada em três dimensões, com seus eixos representando os principais índices de refração do mineral. Esses eixos são normalmente rotulados como n_x, n_y e n_z, com n_x e n_y representando os dois índices de refração perpendiculares no plano da indicatriz e n_z representando o índice de refração ao longo da direção óptica (eixo c).

A forma da indicatriz pode fornecer informações sobre as propriedades ópticas do mineral. Se a indicatriz for uma esfera, o mineral é isotrópico, ou seja, tem o mesmo índice de refração em todas as direções. Se a indicatriz for um elipsóide, o mineral é anisotrópico, o que significa que possui diferentes índices de refração ao longo de diferentes direções cristalográficas.

A indicatriz é uma ferramenta útil no estudo das propriedades ópticas dos minerais e pode ser usada para determinar propriedades ópticas importantes, como birrefringência, sinal óptico e ângulo óptico, que são essenciais na identificação e caracterização de minerais.

Indicatriz Isotrópica

Anisotrópica minerais

Minerais anisotrópicos são minerais que exibem diferentes propriedades físicas ou ópticas ao longo de diferentes direções cristalográficas. Isso se deve à sua estrutura cristalina interna, que resulta em variações de propriedades como índice de refração, birrefringência, cor e outras propriedades ópticas, dependendo da direção de observação. Os minerais anisotrópicos também são conhecidos como minerais duplamente refratários porque dividem um único raio de luz incidente em dois raios com diferentes índices de refração.

Os minerais anisotrópicos podem exibir uma ampla gama de propriedades ópticas, incluindo pleocroísmo (cores diferentes quando vistas de diferentes direções), cores de interferência (cores observadas na luz polarizada), extinção (o desaparecimento completo de um grão mineral quando girado) e outras propriedades que pode ser observado usando várias técnicas ópticas, como microscopia de luz polarizada.

Exemplos de minerais anisotrópicos incluem calcita, quartzo, feldspato, mica, anfibólio, piroxênio e muitos outros. Esses minerais são comumente encontrados em uma ampla gama de tipos de rochas e têm importante significado industrial, econômico e geológico. O estudo de minerais anisotrópicos e suas propriedades ópticas é uma parte fundamental da mineralogia e petrologia, e desempenha um papel crucial na identificação mineral, caracterização e compreensão das propriedades físicas e ópticas de rochas e minerais em vários ambientes geológicos.

Uniaxial – luz entrando em todos, exceto um A direção especial é resolvida em componentes polarizados de 2 planos que vibram perpendicularmente um ao outro e viajam com velocidades diferentes

Biaxial – luz entrando em todos, exceto dois direções especiais é resolvida em componentes polarizados de 2 planos…

Ao longo das direções especiais (“eixos ópticos”), o mineral pensa que é isotrópico – ou seja, não ocorre divisão

Minerais uniaxiais e biaxiais podem ser subdivididos em opticamente positivos e opticamente negativos, dependendo da orientação dos raios rápidos e lentos em relação aos eixos xtl

1-A luz passa pelo polarizador inferior

Cor e Pleocroísmo

A cor e o pleocroísmo são importantes propriedades ópticas dos minerais que podem ser observadas usando microscopia de luz polarizada.

A cor refere-se à aparência dos minerais quando vistos sob luz normal ou branca. Os minerais podem apresentar uma ampla gama de cores devido à sua composição química e à presença de várias impurezas ou defeitos estruturais. A cor pode ser usada como uma propriedade diagnóstica na identificação de minerais, embora nem sempre seja confiável, pois alguns minerais podem exibir cores semelhantes.

O pleocroísmo, por outro lado, é o fenômeno em que os minerais exibem cores diferentes quando vistos de diferentes direções cristalográficas sob luz polarizada. Essa propriedade se deve à natureza anisotrópica dos minerais, que faz com que eles absorvam a luz de maneira diferente ao longo de diferentes eixos cristalográficos. O pleocroísmo é freqüentemente observado em minerais que têm uma diferença significativa na absorção de luz ao longo de diferentes direções cristalográficas.

O pleocroísmo é normalmente observado usando um microscópio de polarização, onde o mineral é colocado entre polarizadores cruzados e o estágio é girado em diferentes orientações para observar mudanças na cor. Ao girar a platina, o mineral pode apresentar diversas cores, variando desde nenhuma cor (extinção) até uma ou mais cores distintas. O número de cores e a intensidade do pleocroísmo podem fornecer pistas importantes para a identificação de minerais, pois diferentes minerais possuem propriedades pleocróicas únicas.

-Plagioclásio é incolor
-Hornblenda é pleocróica

Índice de refração (RI ou n)

O índice de refração (RI ou n) é uma propriedade óptica dos minerais que descreve o quanto um mineral curva ou refrata a luz ao passar por ele. É definido como a razão entre a velocidade da luz no vácuo e a velocidade da luz no mineral.

O índice de refração é uma ferramenta valiosa na identificação de minerais, pois pode ajudar a diferenciar minerais com propriedades físicas semelhantes. Diferentes minerais têm diferentes índices de refração devido a variações em sua composição química, estrutura cristalina e densidade.

O índice de refração é normalmente determinado usando um refratômetro, que é um instrumento especializado usado em mineralogia e gemologia. O refratômetro mede o ângulo no qual a luz é curvada ao passar por uma amostra de mineral transparente, e o índice de refração é calculado com base nesse ângulo.

O índice de refração pode ser usado em conjunto com outras propriedades ópticas, como pleocroísmo, ângulo de extinção e birrefringência, para ajudar a identificar minerais em seções finas ou amostras de minerais polidos. É um parâmetro importante no estudo de minerais e suas propriedades ópticas, podendo fornecer informações valiosas sobre a composição e estrutura dos minerais.

emergencial

O relevo é uma propriedade óptica dos minerais que se refere ao grau em que um mineral parece se destacar ou contrastar com o meio circundante quando visto sob um microscópio na luz transmitida. Está relacionado à diferença nos índices de refração entre o mineral e o meio circundante, normalmente um meio de montagem ou a rocha hospedeira do mineral.

Minerais com maior relevo parecem se destacar mais proeminentemente contra o meio circundante, enquanto minerais com menor relevo parecem mais semelhantes em brilho ou cor ao meio circundante. O relevo é normalmente observado em seções finas de minerais usando microscopia de luz transmitida, onde o mineral é visto entre polares cruzados ou em luz plano-polarizada.

O relevo pode ser útil na identificação de minerais, pois pode fornecer pistas sobre o índice de refração de um mineral, o que pode ajudar a restringir a lista de possíveis minerais com base em seus índices de refração conhecidos. O relevo pode variar dependendo da composição química do mineral, estrutura cristalina e outros fatores. Por exemplo, minerais com maiores índices de refração, como o quartzo, podem apresentar maior relevo, enquanto minerais com menores índices de refração, como os feldspatos, podem apresentar menor relevo.

O relevo também pode ser usado para determinar a abundância relativa de diferentes minerais em uma rocha, pois minerais com relevo mais alto podem parecer mais abundantes em comparação com minerais com relevo mais baixo. Em alguns casos, o relevo pode fornecer informações sobre a alteração ou intemperismo de minerais, pois minerais alterados podem apresentar relevo diferente em comparação com minerais inalterados.

2 – Insira o polarizador superior

Insira o polarizador superior

3 – Agora insira uma seção fina de uma rocha

Agora insira um seção fina de uma rocha

A conclusão tem que ser que os minerais de alguma forma reorientar os planos em que a luz está vibrando; alguma luz passa pelo polarizador superior

4 – Observe o palco giratório

A maioria dos grãos minerais mudar cor conforme o palco é girado; esses grãos vão preto 4 vezes em rotação de 360° – exatamente a cada 90o

palco rotativo
Tabela de Cores Michel-Lévy – Placa 4.11

Estimando a birrefringência

A birrefringência é uma propriedade óptica dos minerais que se refere à diferença nos índices de refração entre as duas direções de vibração mutuamente perpendiculares da luz que passa por um mineral. É tipicamente observado em minerais sob microscopia de luz polarizada, onde o mineral é visto entre polares cruzados ou em visão conoscópica.

Estimar a birrefringência em minerais pode ser feito através de vários métodos, incluindo:

  1. Estimativa visual: A birrefringência pode ser estimada visualmente observando as cores de interferência que um mineral exibe quando visto entre polares cruzados. As cores de interferência são resultado da diferença de fase entre as duas ondas de luz ortogonais que passam pelo mineral, que é determinada pela birrefringência do mineral. Usando um gráfico de referência padrão ou um gráfico de Michel-Lévy, a birrefringência pode ser estimada com base nas cores de interferência observadas.
  2. Medição de retardo: A birrefringência pode ser estimada medindo o retardo de um mineral usando uma placa de retardo ou uma placa de um quarto de onda. O retardo é a diferença no comprimento do caminho óptico entre as duas ondas de luz ortogonais que passam pelo mineral, que está diretamente relacionado à birrefringência. Ao medir o retardo e aplicar a calibração apropriada, a birrefringência pode ser estimada.
  3. Dispersão de birrefringência: Alguns minerais exibem dispersão de birrefringência, onde a birrefringência muda com o comprimento de onda da luz. Ao medir a birrefringência em diferentes comprimentos de onda, como usando um prisma conoscópico ou um espectroscópio, a dispersão da birrefringência pode ser determinada, o que pode fornecer informações sobre a composição e as propriedades ópticas do mineral.

É importante observar que estimar a birrefringência é um método qualitativo e pode não fornecer valores quantitativos precisos. A precisão da estimativa depende de fatores como a qualidade do microscópio, a espessura do mineral e a experiência e habilidade do observador em interpretar as cores de interferência ou medir o retardo. Portanto, muitas vezes é necessário confirmar as estimativas de birrefringência com outros métodos, como o uso de técnicas avançadas como refratometria ou espectroscopia, para obter resultados mais exatos e precisos.

Extinção

Extinção é um termo usado em mineralogia óptica para descrever o fenômeno em que um mineral passa de brilhantemente iluminado a escuro ou quase escuro sob polares cruzados em um microscópio de polarização. É uma propriedade útil para identificar minerais e entender sua orientação cristalográfica.

Existem dois tipos principais de extinção:

  1. extinção paralela: Neste tipo de extinção, o mineral se extingue (fica escuro) quando seu eixo cristalográfico fica paralelo ao polarizador e ao analisador em uma configuração de polares cruzados. Isso significa que a luz que passa pelo mineral é bloqueada pelo analisador e o mineral parece escuro. Minerais com extinção paralela são tipicamente isotrópicos ou têm seus eixos cristalográficos alinhados com as direções de polarização do microscópio.
  2. Extinção inclinada: Neste tipo de extinção, o mineral se extingue (fica escuro) em um ângulo inclinado para o polarizador e o analisador em uma configuração de polares cruzados. Isso significa que o mineral não está totalmente alinhado com as direções de polarização do microscópio e, conforme a platina é girada, o mineral passa de claro para escuro ou vice-versa. Minerais com extinção inclinada são tipicamente anisotrópicos, o que significa que possuem diferentes índices de refração em diferentes direções cristalográficas.

A extinção pode fornecer informações importantes sobre a orientação cristalográfica e a simetria dos minerais, que podem ser usadas para identificação e caracterização de minerais. Por exemplo, minerais com extinção paralela são tipicamente isotrópicos, o que significa que possuem as mesmas propriedades ópticas em todas as direções cristalográficas, enquanto minerais com extinção inclinada são tipicamente anisotrópicos, o que significa que possuem diferentes propriedades ópticas em diferentes direções cristalográficas. O ângulo de extinção também pode fornecer informações sobre a simetria cristalina do mineral e a orientação cristalográfica, o que pode auxiliar na identificação mineral e na interpretação da estrutura cristalina do mineral.

Ângulo de geminação e extinção

A geminação é um fenômeno em que dois ou mais cristais individuais de um mineral crescem juntos de maneira simétrica, resultando em um cristal geminado com padrões característicos intercrescidos. Ângulo de extinção é um termo usado em mineralogia óptica para descrever o ângulo entre a direção de extinção máxima de um mineral geminado e a direção de extinção máxima do mineral não geminado.

A geminação pode afetar o comportamento de extinção de minerais em um microscópio de polarização. Quando um mineral geminado é observado sob polares cruzados, o comportamento de extinção pode diferir daquele de um mineral não geminado devido ao arranjo dos cristais geminados. A geminação pode fazer com que a direção de extinção do mineral geminado se desvie da direção de extinção do mineral não geminado, resultando em um padrão de extinção característico.

O ângulo de extinção é o ângulo entre a direção de extinção máxima do mineral geminado e a direção de extinção máxima do mineral não geminado. É medido em graus e pode fornecer informações importantes sobre o tipo de geminação e orientação dos cristais geminados. O ângulo de extinção é uma característica chave usada na identificação e caracterização de minerais geminados.

Existem vários tipos de geminação, incluindo gêmeos simples, gêmeos múltiplos e gêmeos complexos, e o comportamento de extinção e o ângulo de extinção podem variar dependendo do tipo de geminação. O ângulo de extinção pode ser medido usando um microscópio de polarização com um acessório conoscópico ou conoscópico, que permite a determinação precisa do ângulo entre as direções de extinção dos cristais geminados e não geminados.

Birrefringência de Quartzo e Microclina
Olivina mineral sob o PPL e XPL

Aparência de cristais no microscópio

A aparência dos cristais sob um microscópio depende de vários fatores, incluindo o tipo de cristal, as condições de iluminação e o modo de observação (por exemplo, luz transmitida ou refletida, luz polarizada ou não polarizada). Aqui estão algumas aparências comuns de cristais em um microscópio:

  1. Cristais Euédricos: Cristais euédricos são cristais bem formados com faces cristalinas distintas que são características das espécies minerais. Eles geralmente exibem bordas afiadas e faces lisas, e suas características cristalográficas podem ser facilmente observadas ao microscópio. Cristais euédricos são freqüentemente vistos em rochas ígneas e metamórficas.
  2. Cristais Subédricos: cristais subédricos são cristais parcialmente desenvolvidos que possuem algumas faces cristalinas bem formadas, mas também exibem algum crescimento irregular ou incompleto. Eles podem ter bordas arredondadas ou faces incompletas, e suas características cristalográficas podem ser menos distintas em comparação com os cristais euédricos.
  3. Cristais Anédricos: cristais anédricos são cristais mal formados que não possuem faces e bordas de cristal bem definidas. Eles podem aparecer como grãos irregulares ou agregados de partículas minerais sem quaisquer características cristalográficas discerníveis. Cristais anédricos são comumente encontrados em rochas sedimentares ou em áreas de rápida cristalização.
  4. Agregados Policristalinos: Agregados policristalinos são compostos de múltiplos cristais que são orientados aleatoriamente e intercrescidos. Eles podem aparecer como massas granulares ou cristalinas sob um microscópio, sem faces cristalinas ou bordas distintas. Agregados policristalinos são comuns em muitos tipos de rochas e minerais.
  5. Cristais Gêmeos: Cristais gêmeos são formados quando dois ou mais cristais crescem juntos de maneira simétrica, resultando em padrões característicos de intercrescimento. A geminação pode criar aparências únicas sob um microscópio, como padrões repetidos, linhas paralelas ou cruzadas ou características simétricas.
  6. Incluso:: inclusões são pequenas cavidades minerais ou cheias de líquido dentro dos cristais que podem afetar sua aparência ao microscópio. As inclusões podem aparecer como manchas escuras ou claras, formas irregulares ou padrões finos dentro do cristal e podem fornecer informações importantes sobre a história da formação do mineral e as condições ambientais.

A aparência de cristais em um microscópio pode fornecer informações valiosas para identificação mineral, cristalografia e compreensão da formação e propriedades dos minerais. Técnicas apropriadas na preparação de amostras, condições de iluminação e modos de observação podem melhorar a visibilidade e a caracterização das características do cristal sob um microscópio.

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