Twoja wyszukiwarka

BOGUSŁAW BAGIŃSKI
SPOLARYZOWANYM OKIEM
Wiedza i Życie nr 4/1999
Artykuł pochodzi z "Wiedzy i Życia" nr 4/1999

Gdy odbieram mikroskopowe zdjęcia minerałów z laboratorium fotograficznego, często spotykam się z dużym zainteresowaniem innych klientów, a nawet fachowców z laboratorium. Po obejrzeniu odbitek i uzyskaniu wyjaśnień zwykle nie ukrywają zdziwienia, bo te bajecznie kolorowe i wzorzyste twory natury oglądają tylko ludzie zawodowo zajmujący się geologią, a w szczególności petrologią. Pod mikroskopem wyposażonym w dwie płytki polaryzujące światło w przeciwnych kierunkach nawet zupełnie szare i nieciekawe skały nieoczekiwanie ujawniają interesujące wnętrze.

Duży kryształ epidotu w łupku glaukofanowym. Przejścia barw w obrębie kryształu świadczą o niejednorodności składu chemicznego - jest on nieco inny w centrum niż na brzegach.
Ten epidot ma tzw. budowę pasową.

By zyskać możliwość podziwiania takich widoków, nie wystarczy sam mikroskop- trzeba w specjalny sposób przygotować skałę. Jej kilkumilimetrowy plaster przykleja się najpierw do szkiełka podstawowego za pomocą żywicy zwanej balsamem kanadyjskim. Następnie szlifuje się go z drugiej strony, aż osiągnie grubość zaledwie 30 mikrometrów. W takiej postaci skała staje się przezroczysta dla światła widzialnego i jest gotowa do włożenia pod mikroskop.

Polski andezyt z Pienin. Dla tej skały wulkanicznej charakterystyczne jest występowanie dużych kryształów plagioklazów (szare z koncentrycznymi obwódkami, czyli "budową pasową") i amfiboli (zielone i brązowe) w drobnoziarnistym tle skalnym. Ta struktura, zwana porfirowatą, powstaje, gdy część kryształów (duże) utworzy się w głębi Ziemi, a pozostałe dopiero po wypłynięciu magmy na powierzchnię.

W podwójnie polaryzowanym świetle poszczególne minerały, z których zbudowana jest skała, nabierają specyficznych właściwości, których nie widać w zwykłych warunkach. Wynika to z tego, że są naturalnymi kryształami - substancjami o uporządkowanej wewnętrznej strukturze atomowej. Ta cecha sprawia, że same potrafią polaryzować i załamywać światło w unikalny dla siebie sposób, zależny od geometrii ich struktury. Barwy, jakie przybierają ziarna mineralne, nie są związane z ich rzeczywistym kolorem. Barwy interferencyjne, bo tak nazywają je geolodzy, powstają dzięki interferencji światła wywołanej anizotropią optyczną, która polega na tym, że światło rozchodzi się w krysztale z różną prędkością w różnych kierunkach. Gdy współczynniki załamania światła dla różnych kierunków niewiele się od siebie różnią, barwy interferencyjne są szare lub żółte. Do tej grupy należą m.in. kryształy skaleni i kwarcu. Natomiast większa różnica współczynników prowadzi do powstania niebieskich, zielonych, fioletowych, brązowych, pomarańczowych i perłowych odcieni. Tak jest m.in. w przypadku piroksenów, amfiboli, oliwinów i kalcytu. Ten sam kryształ w różnych przekrojach ma odmienne barwy interferencyjne, stąd ich duża różnorodność, nawet w skałach złożonych z kryształów jednego minerału.

Kryształy mikroklinu - skalenia potasowego - łatwo rozpoznać na pierwszy rzut oka, ponieważ widać w nich charakterystyczną kratkę prostopadłych zbliźniaczeń. Mikroklin to minerał obficie występujący w większości granitów. Pozostałe kryształy widoczne na zdjęciu należą do innych skaleni, kwarcu (oba szare) i biotytu (nieliczne brązowe ziarna).

Znając podstawowe cechy optyczne minerałów, można je identyfikować pod mikroskopem. Choć wymaga to dużego doświadczenia i nie zawsze jest całkowicie pewne, nie ma prostszego i tańszego sposobu poznawania składu mineralnego skał. To właśnie pod mikroskopem wybiera się próbki do dalszych, często dużo droższych badań, jak dyfraktometria rentgenowska, mikrosonda elektronowa oraz mikroskopia elektronowa transmisyjna i skaningowa.

Poszczególne minerały w skale mogą się nawzajem przerastać. W tym przypadku augit tytanowy (kolorowe ziarna) wykrystalizował wewnątrz dużych kryształów nefelinu (odcienie szarości), w skale zwanej sjenitem nefelinowym. Struktury takie noszą nazwę przerostów symplektytowych i powstają, gdy magma zastyga w żyle subwulkanicznej, na niewielkiej głębokości pod powierzchnią Ziemi. 

Dr BOGUSŁAW BAGIŃSKI pracuje w Instytucie Geochemii, Mineralogii i Petrografii Wydziału Geologii Uniwersytetu Warszawskiego.