แร่วิทยาเชิงแสงและศิลาวรรณนา

แร่วิทยาเชิงแสงใช้ปฏิกิริยาระหว่างแสงกับแร่ในภาคตัดบางเพื่อระบุชนิดของแร่และอธิบายลักษณะเนื้อสัมผัสและองค์ประกอบทางแร่ของหิน

Definition

การศึกษาคุณสมบัติทางแสงของแร่และการนำคุณสมบัติเหล่านั้นมาใช้ร่วมกับกล้องจุลทรรศน์โพลาไรซ์ เพื่อระบุชนิดของแร่และอธิบายลักษณะเนื้อสัมผัสของหินในภาคตัดบาง

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมหลักการของการเคลื่อนที่ของแสงผ่านผลึกไอโซโทรปิกและแอนไอโซโทรปิก ดัชนีหักเหและการนูนต่ำ การหักเหสองแนวและสีรบกวน ภาวะเปลี่ยนสีตามทิศทาง มุมการดับแสง เครื่องหมายทางแสง และการใช้กล้องจุลทรรศน์โพลาไรซ์และภาพโคนอสโคปิก นอกจากนี้ยังขยายไปถึงศิลาวรรณนา ซึ่งเป็นการอธิบายและตีความหินในภาคตัดบางด้วยกล้องจุลทรรศน์อย่างเป็นระบบ

Core questions

• ดัชนีหักเหและการนูนต่ำช่วยในการระบุแร่ได้อย่างไร?
• สีรบกวนเกิดขึ้นจากการหักเหสองแนวได้อย่างไร?
• ภาวะเปลี่ยนสีตามทิศทาง การดับแสง และเครื่องหมายทางแสงคืออะไร และวัดได้อย่างไร?
• ศิลาวรรณนาภาคตัดบางถูกนำมาใช้ในการตีความกำเนิดของหินได้อย่างไร?

Key theories

การหักเหสองแนวและสีรบกวน

ในแร่แอนไอโซโทรปิก แสงจะแยกออกเป็นสองรังสีที่มีความเร็วต่างกัน การรวมตัวกันใหม่ภายใต้โพลาไรเซอร์แบบไขว้กันจะทำให้เกิดสีรบกวน ซึ่งลำดับของสีขึ้นอยู่กับการหักเหสองแนวและความหนา ซึ่งเป็นคุณสมบัติการวินิจฉัยที่สำคัญ

ภาพรบกวนโคนอสโคปิก

การมองแร่ในแสงโพลาไรซ์แบบลู่เข้าจะให้ภาพรบกวนที่เผยให้เห็นว่าแร่นั้นเป็นแบบแกนเดี่ยวหรือแกนคู่ และเครื่องหมายทางแสง ซึ่งช่วยแยกแร่ที่ดูคล้ายกันในแสงระนาบ

Clinical relevance

ศิลาวรรณนาเชิงแสงยังคงเป็นวิธีการประจำวันที่ใช้ในการระบุแร่และจำแนกหิน ตีความลักษณะเนื้อสัมผัสของการตกผลึกและการเปลี่ยนรูป และเลือกเป้าหมายสำหรับการวิเคราะห์จุลภาคขั้นสูง ทำให้เป็นพื้นฐานสำคัญของศิลาวิทยาอัคนี ศิลาวิทยาแปร และศิลาวิทยาตะกอน

History

หลังจาก Sorby บุกเบิกการศึกษาภาคตัดบางในช่วงทศวรรษ 1850 กล้องจุลทรรศน์โพลาไรซ์และแร่วิทยาเชิงแสงอย่างเป็นระบบได้พัฒนาขึ้นตลอดช่วงปลายศตวรรษที่สิบเก้าและศตวรรษที่ยี่สิบจนกลายเป็นวิธีการบรรยายมาตรฐานของศิลาวิทยา ซึ่งได้รับการประมวลในตำราโดย Kerr และ Nesse และในแผนที่ภาคตัดบาง

Key figures

• Henry Clifton Sorby
• William D. Nesse
• Paul F. Kerr

Seminal works

• nesse2013
• kerr1977
• mackenzie1980

Frequently asked questions

สีรบกวนคืออะไร?

สีที่เห็นเมื่อแร่แอนไอโซโทรปิกถูกมองระหว่างโพลาไรเซอร์แบบไขว้กัน ลำดับของสีขึ้นอยู่กับการหักเหสองแนวของแร่และความหนาของภาคตัด และช่วยในการระบุแร่

ความแตกต่างระหว่างแร่วิทยาและศิลาวรรณนาคืออะไร?

แร่วิทยาเชิงแสงระบุแร่แต่ละชนิดด้วยคุณสมบัติทางแสงของมัน ในขณะที่ศิลาวรรณนาใช้การระบุเหล่านั้นรวมกับลักษณะเนื้อสัมผัสเพื่ออธิบายและตีความหินทั้งก้อน