光学分析鉱物学

光学分析鉱物学は、鉱物を同定し、その組成と構造を決定するために用いられる機器分析法を包含する。

Definition

鉱物を同定し、その化学組成、構造、および物理的特性を測定するために用いられる、光学、電子線、および分光法を組み合わせた手法。

Scope

この分野は、偏光顕微鏡を用いた薄片中の鉱物の光学的観察、電子線マイクロアナリシスおよび走査型電子顕微鏡による鉱物化学の決定、ならびに分光法およびその他の分析技術を用いた組成と結合の特性評価を対象とする。これは、現代の鉱物学および岩石学研究のための実用的なツールキットを提供するものである。

Sub-topics

• 電子マイクロプローブとマイクロアナリシス
• 鉱物の分光分析と化学分析
• 光学鉱物学と岩石学

Core questions

• 偏光下での光学的挙動によって鉱物はいかに同定されるか？
• ミクロンオーダーでの鉱物化学はどのようにその場で測定されるか？
• 結合と組成を明らかにする分光法はどれか？
• これらの技術は回折法や古典的な方法をいかに補完するか？

Key theories

偏光との相互作用による光学的同定

異方性鉱物は光を異なる速度の光線に分割し、干渉色、多色性、消光を生じさせる。これらは偏光顕微鏡下で診断可能かつ測定可能であり、薄片中の同定を可能にする。

その場電子線マイクロアナリシス

集束された電子線が特性X線を励起し、そのエネルギーと強度が存在する元素とその濃度を明らかにし、個々の鉱物粒子の定量的な化学分析を可能にする。

Clinical relevance

これらの分析方法は、鉱物学、岩石学、地球化学の分野において不可欠であり、鉱物の同定、岩石成因論的解釈、地質温度計・地質圧力計、鉱石の特性評価、および微細粒相や希少相の研究を支援する。

History

ヘンリー・クリフトン・ソービーは1850年代に薄片を用いた岩石研究を導入し、顕微鏡岩石学を確立した。偏光顕微鏡は岩石学の標準的なツールとなり、1950年代初頭のキャスタンによる電子マイクロプローブの発明は、定量的なその場化学分析を可能にした。

Key figures

• Henry Clifton Sorby
• William D. Nesse
• Raymond Castaing

Seminal works

• nesse2013
• reed2005
• klein2007

Frequently asked questions

薄片とは何か？

約30マイクロメートルの厚さに研磨され、光が透過するようにガラスにマウントされた岩石または鉱物のスライスであり、偏光顕微鏡下での光学的研究を可能にする。

なぜ複数の分析方法を用いるのか？

各方法は異なる情報を提供する。光学法は迅速な同定のため、マイクロプローブは化学組成のため、分光法は結合のため、回折法は構造のためであり、これらを組み合わせて完全な特性評価を行う。