Изучение окраски минерала и плеохроизма

Это важное свойство, которым обладают окрашенные минералы. Подавляющее большинство минералов, обладающих плеохроизмом, макроскопически его не проявляют, т.  к. для этого нужны специальные условия наблюдения (на просвет), а многие, прекрасно плеохроирующие  минералы из-за своего темного цвета в больших зернах, не просвечивают (например, биотит и роговая обманка). Для наблюдения плеохроизма достаточно вращать столик микроскопа и наблюдать изменение цвета минерала (без анализатора).

Несмотря на то, что минерал может быть окрашен в разных породах по-разному, у него есть какой-то чаще других встречающийся цвет, который является основным. Окраска минерала, обусловленная его внутренними свойствами, называется идиохроматической, а зависящая от примесей – аллохроматической. При прохождении через любое вещество интенсивность света всегда уменьшается, т. к. свет частично поглощается этим веществом. Если все длины волн белого света поглощаются (абсорбируют) равномерно, то вещество будет казаться бесцветным. Если какие-то длины волн поглощаются более интенсивно, то вещество будет казаться окрашенным*. Оптически изотропные вещества обладают равномерной абсорбцией, поэтому при вращении столика микроскопа их окраска не будет изменяться. Однако чаще всего мы имеем дело с оптически анизотропными средами, обладающими избирательной абсорбцией. Такая избирательная абсорбция называется плеохроизмом (дихроизмом в одноосных минералах). Цвет окрашенных анизотропных минералов может меняться в зависимости от направления колебаний проходящего через него света. В двуосных минералах подобный эффект называется плеохроизмом**, т. к. в этих минералах могут существовать три разных направления поглощения света. Таким образом, свойство плеохроизма связано с различием показателей преломления по разным осям. Если разница между главными показателями преломления достаточно велика, изменение цвета – явление плеохроизма – выступает отчетливо, если разница несущественна – плеохроизма нет или он выражен очень слабо. В одном и том же минерале в зависимости от разреза интенсивность плеохроизма различна. А отдельные разрезы (перпендикулярные оптической оси) не обладают плеохроизмом.

Плеохроизм объясняется различным поглощением света определенной длины волны по разным направлениям, совпадающим с определенным показателем преломления. Поэтому мало установить наличие плеохроизма, необходимо выяснить, какому направлению соответствует та или иная окраска. Дихроизм и плеохроизм оцениваются в таком положении кристалла, когда каждая главная ось индикатрисы параллельна плоскости колебаний поляризатора*. Необходимо отметить относительную степень поглощения света в трех направлениях и составить схему абсорбции. Приведем примеры подобных описаний изменения окраски: роговая обманка – по N_p – бледно-желтая, по N_g – зеленая, по N_m – желто-зеленая (схема абсорбции N_g > N_m > N_m); биотит – по N_m – желтая, по N_g – темно-коричневая, по N_m – темно-коричневая (схема абсорбции N_g =  N_m > N_p), турмалин – по N_p – темно-зеленый, по N_g – темно-желтый, (схема абсорбции N_р > N_g).

Определение силы двупреломления

Для каждого минерала сила двупреломления (Δ) является одной из основных оптических констант и определяется в сечениях минерала, имеющих наивысшую интерференционную окраску (разрезы, параллельные оптической оси одноосных и плоскости оптических осей двуосных минералов). Любые другие сечения имеют меньшую величину двупреломления, которая называется частным двупреломлением и обозначается Δ′ = n_g′ – n_p′ и, соответственно обнаруживают более низкую интерференционную окраску.

Поскольку интерференционная окраска зависит от толщины препарата, в оптической минералогии обычно изготавливают шлифы стандартной толщины, равной 0,03 мм. При такой толщине максимальная интерференционная окраска в обычном кварце выглядит белой с очень слабым желтым оттенком. Если толщина среза известна, то силу двупреломления изучаемого минерала можно оценить путем сопоставления максимальной (из имеющихся в различных сечениях минерала) интерференционной окраски с окраской, найденной в номограмме М. Мишель-Леви. Чтобы определить величину двупреломления, необходимо из точки, где наблюдаемая цветовая полоса пересекается со значением толщины шлифа, проследовать по соответствующей наклонной линии к правому краю номограммы. И наоборот, максимально возможная окраска для зерна минерала с известной величиной двупреломления оценивается исходя из толщины шлифа.

При определении минерала часто достаточно составить приблизительное суждение о величине силы двупреломления и характеризовать двупреломление как слабое, среднее, сильное и т. п.