Genel Optik Mineraloji - 1 OPTGK MGNERALOJG 2010-2011 Bahar Y.Y. Yrd.Doç.Dr. KürGad ASAN S.Ü. Müh. Mim. Fak. Jeoloji Müh. Böl. http://www.mmf.selcuk.edu.tr/personel/kasan Dersin Adı Optik Mineraloji Sorumlusu Yrd.Doç.Dr. Kürşad ASAN Kodu 1207404 Yarıyıl 4. Yarıyıl (Bahar) Kredi 1 + 2 Not sistemi Vize (%40) + Final (% 60) Statüsü Ön şartlı* zorunlu ders * Optik Mineraloji dersinin devamını alamayan öğrenciler; Magmatik Kayaç Petrografisi, Metamorfik Kayaç Petrografisi ve Sedimanter Kayaçlar derslerini alamazlar Optik Mineraloji, IGığın (görünür ışık) minerallerle (şeffaf, opak olmayan) etkileGiminin bir sonucu olarak ortaya çıkan özellikleri inceleyen disiplindir. Optik mineraloji, Fiziğin “Optik” ve Jeolojinin “Mineraloji” dalları ile doğrudan iliGkilidir. Dersin Amacı; Kayaçlardan elde edilmiG ince kesitler üzerinde, kayacı oluGturan minerallerin polarizan mikroskop altında tayin edilme/tanınma tekniklerini vermektir. Bu haliyle “Optik Mineraloji” aGağıdaki jeoloji disiplinlerine temel oluGturmaktadır; - Mağmatik Petrografi - Metamorfik Petrografi - Sedimanter Petrografi IgIK 1. Hafta IGığın mahiyeti Adi ıGık & polarize ıGık Dalga cephesi, dalga normali ve ıGın IGık dalgalarının özellikleri Görünür ıGığın spektrumdaki yeri GZOTROP & ANGZOTROP CGSGMLER 2. Hafta Gzotrop ve Anizotrop cisimler Yansıma, kırılma ve kırma indisi Gndikatris (izotropik & anizotropik) 3. Hafta TOE kristaller ÇOE kristaller POLARGZE IgIK & POLARGZAN MGKROSKOP 4. Hafta Polarize ıGığın elde edilme yöntemleri Polarizan mikroskop: parçaları & çalıGma prensibi ORTOSKOPGK TAYGNLER 5. Hafta geffaflık Derecesi/Opaklık 6. Hafta Renk/Pleokroizma 7. Hafta gekil/Biçim 8. Hafta Rölyef & Beke Çizgisi 9. Hafta Dilinim, Bölünme ve Çatlaklar 10. Hafta Çift Kırma ve Polarizasyon Renkleri 11. Hafta Gkizlenme/Zonlanma/Kapanım/Alterasyon 12. Hafta Sönme ve Sönme Açısı Tayini / Uzanım GGareti KONOSKOPGK TAYGNLER 13. hafta TOE minerallerin konoskopik özellikleri 14. hafta ÇOE minerallerin konoskopik özellikleri IgIK IGık özel bir enerji Geklidir. Gki teori vardır: 1. Elektromanyetik teori: IGık devamlı elektromanyetik dalgalardan ibarettir. 2. Parçacık (Kuantum) teorisi: IGık enerjisi foton veya kuant denilen partiküllerden oluGmaktadır. Minerallerin optik özelliklerinin açıklanmasında elektromanyetik teori yeterlidir. ADG IgIK & POLARGZE IgIK ? Adi ıGık her yönde titreGim yapar. ? Polarize ıGık ise elektrik ve manyetik vektörlerin birbirine ve yayılma istikametine dik sadece iki düzlemde titreGtiği bir ıGıktır. ? Kristal optiğinde sadece elektrik vektörü önemlidir. Düzlem polarize ışığın elektrik ve manyetik vektörlerinin titreşim yönleri Üç çeGit polarize ıGık mevcuttur: 1) Düzlemsel (çizgisel), 2) Dairesel, 3) Elipsoidal DALGA CEPHESG, DALGA NORMALG VE IgIN Dalgalar periyodik titreGim hareketi olduklarından bunlarda hem zaman ve hem de yer bakımından aynı pozisyonda olan noktalar vardır. Yani bu noktalar aynı fazdadırlar. Dalga Cephesi: Bir dalga demetinde belli bir anda mevcut dalgaların aynı fazda olan bütün noktalarından geçen geometrik yere dalga cephesi (wave front) denir. Dalga Normali: Dalga cephesine dik olan doğrudur. IGın: IGın (ray) herhangi bir titreGim enerjisinin yayılma yönüdür. Dolayısıyla bir ıGık ıGını bir ıGık dalgasının iki nokta arasında ilerlerken takip ettiği yoldur. Gzotrop ortamlarda (yukarıdaki gibi) dalga normali ve ıGınlar çakıGırlar. Anizotrop ortamlarda birbirinden farklıdırlar. Detaylı anlatılacaktır…. IgIK DALGALARININ ÖZELLGKLERG Dalga Boyu: Bir dalganın eGlenik iki noktası arasındaki uzaklıktır. Dalga boyu ?(lamda) ile gösterilir ve birimi Å (Angstrom) (1 Å=10 - 10 m) veya milimikron (1 m ?=10 Å= =10 -9 m) ile ifade edilir. Dalga boyu ıGığın rengini tayin eder. Mor ıGığın dalga boyu 4200 Å, kırmızı ıGığınki ise 7000 Å Peryod: Dalga hareketinin bir dalga boyu kadar ilerlemesi için geçen zamana peryod (T) denir. Bu durumda ıGığın yayılma hızı V= ?/T dir. Frekans: Dalgadaki bir noktadan birim zamanda geçen tam dalga boyları sayısına frekans (f) denir. Birimi Hertz’dir. Bir dalga boyu T zamanda geçtiğinden f=1/T olup, T= ?/V değeri yerine konursa frekans f=V/ ? Geklinde ifade edebilir. IGın Hız Yüzeyi: IGınlar boyunca ilerleyen dalgaların belli bir zaman aralığında varmıG oldukları yüzeydir. Işık Dalgasının Bileşenleri Dalga soldan sağa doğru V hızı ile ilerlemektedir. ?, dalganın boyu A, amplitüt (genlik), dalga yüksekliği ELEKTROMANYETGK SPEKTRUM Gnsan gözünün görebildiği (görünür) ıGığın dalga boyu 400 (mor)-800 (kırmızı) nm arasındadır. Görünür ıGık spektrumda çok az bir yer iGgal eder. GZOTROP VE ANGZOTROP CGSGMLER IGığı geçiren ortamlar iki gruba ayrılırlar 1) Gzotrop (Tek kırıcı) cisimler: IGık her yönde aynı hızla yayılır, ıGık hızı yöne göre değiGmez. - Gazlar ve adi sıvılar - Cam halindeki (kristalleGmemiG) katılar - Kübik kristaller 2) Anizotrop (Çift kırıcı) cisimler: IGık hızı yöne göre değiGir. - Kübik sistem dıGındaki tüm kristaller - Basınca (stres) maruz kalmıG amorf maddeler ve kübik kristaller • İzotropik minerallerde, dalga normali ile ışık ışınlarının ilerleme istikametleri paraleldir. • Işın-Hız yüzeyi KÜRE* dir. • Anizotropik minerallerde, dalga normali ile ışık ışınlarının ilerleme istikametleri paralel değildir. •Işın-Hız yüzeyi ELİPS* dir. * detaylı anlatılacaktır YANSIMA, KIRILMA VE KIRMA GNDGSG Optikçe yoğunlukları farklı olan bir ortamdan diğer bir ortama (hava-su, hava-cam) gelen ıGığın bir kısmı YANSIR, bir kısmı da KIRILIR. • Yansıma olayında ıGığın geliG açısı (i) ile yansıma açısı (r’) eGittir . • Kırılma olayında ıGığın geliG açısı (i) ile kırılma açısı (r) eGit değildir < i = < r’ < i ? < r n 1,2 = kırma indisi v 1,2 = ıGığın hızı KIRMA GNDGSG (n): Bir maddenin veya ortamın üzerine gelen ıGığın hızını ne kadar azalttığının / kırdığının bir ölçüsüdür. • Bir x maddesinin (cam gibi) kırma indisi (n x,cam ) ıGığın havadaki hızının (v 1 ) maddedeki hızına (v 2 ) oranıdır. n x,cam = v 1 / v 2 • Kırma indisinin değeri ıGığın geliG açısının eğikliğine ve ıGığın her iki ortamdaki göreceli hızına bağlıdır. n x,cam = Sin i / Sin r = v 1 / v 2 • IGığın madde veya ortamdaki hızı azaldıkça, kırma indisi artar. • IGığın hızı havaya göre su, cam ve minerallerde daha yavaGtır. MADDE&ORTAM KIRMA İNDİSİ (n) Vakum 1.00000 Hava 1.00029 Buz 1.31 Su (20 o C) 1.33 Aseton 1.36 Etil alkol 1.36 gekerli su (%30) 1.38 Florit 1.433 Pencere camı 1.52 …… …… • Snell kanunu: ıGığın bir ortamdan diğerine geçerken ne kadar büküleceği hesaplanabilir… n 1 x sin i = n 2 x sin r Örneğin; hava ortamından (n~1) aseton ortamına (n=1.36) giren bir ıGığın geliG açısı 45 o ise kırılma açısı Snell kanuna göre hesaplanırsa ?39 o dir. • Gzotrop mineraller Bir kırma indisi, anizotrop mineraller Gki veya üç kırma indisi değeriyle karakteristiktir. • Minerallerin büyük çoğunluğunun kırma indisi değeri 1.32-2.40 arasındadır. • Kırma indisi değeri bir mineralin Rölyef (optik engebe) ve Çift Kırmasını* doğrudan kontrol eder. * detaylı anlatılacaktır GNDGKATRGS Minerallerin her yöndeki kırma indislerini ve minerali kat edip geçen ıGığın titreGim yönlerini gösteren üç boyutlu geometrik Gekildir. • Bir indikatriste, minerale ait kırma indisleri merkezden çıkan doğrular üzerine yerleGtirlir. • Bu doğrular aynı zamanda ıGığın titreGim yönlerine paraleldir. • Gzotropik ve anizotropik olmak üzere iki indikatris mevcuttur. GZOTROPGK GNDGKATRGS • Gzotropik ortam ve mineraller tek kırıcıdırlar: Gelen ışık ortamı tek bir kırılmış ışık olarak terk eder. izotrop ortam n a =n b =n c • IGığın hızı her yönde aynı olduğundan indikatris bir KÜREdir. • IGık hızı aynı olduğundan kırma indisi de tüm yönlerde aynıdır. • Tek bir kırma indisi değeri mevcuttur ANGZOTROPGK GNDGKATRGS • Anizotrop mineraller çift kırıcıdırlar: Gelen ışık minerali iki kırılmış ışık olarak terk eder. • kırılan iki ıGığın titreGim yönleri birbirine diktir. • Bunlardan birine ordiner (o) diğerine ekstraordiner (e) ıGın adı verilir • Ordiner ıGın kırılma kanunlarına uyar, kırma indisi n o ile gösterilir • Ekstraordiner ıGın kırılma kanunlarına uymaz, kırma indisi n e ile gösterilir Anizotrop mineraller ikiye ayrılırlar 1- TEK OPTGK EKSENLG (TOE) veya ÜNGAKS mineraller • tetragonal • heksagonal (trigonal, romboedrik) kuvars, kalsit, apatit, nefelin 2- ÇGFT OPTGK EKSENLG (ÇOE) veya BGAKS mineraller • ortorombik • monoklinik • triklinik olivin, biyotit, amfibol, piroksen, plajiyoklas OPTGK EKSEN • IGığın çift kırılmaya uğramadığı eksendir, • Optik eksene paralel gelen ıGık izotrop ortamlardaki gibi tek kırıcı özellik sunar. • Anizotrop minerallerden heksagonal ve tetragonal sistemde kristallenen minerallerde bir optik eksen mevcut olduğundan, bunlara tek optik eksenli (TOE) mineraller denir. • Anizotrop minerallerden ortorombik, monoklinik ve triklinik sistemde kristallenen minerallerde iki optik eksen mevcut olduğundan, bunlara çift optik eksenli (ÇOE) mineraller denir. TOE MGNERALLER • Tetragonal ve heksagonal sistemdeki c kristalografik ekseni baG simetri eksenidir ve optik eksenle çakıGmıG durumdadır. • BaG simetri ekseni 3,4 veya 6 dönümlü olması durumunda bir dönme elipsoidi oluGur. TOE Kristallerde Gndikatris ? Optik eksene dik kesitleri daima bir daire oluGturur. ? Gki farklı kırma indisi değeri mevcuttur ve n o ve n e ile gösterilir*. ? Optik eksen (ve baG simetri ekseni) Z veya X eksenlerinden biriyle çakıGmıG durumdadır. ? Y ekseni Z veya X eksenlerinden birine eGittir. ? Optik eksen Z ile çakıGmıG ise kristal optikçe pozitif (+) ? Optik eksen X ile çakıGmıG ise kristal optikçe negatif (-)’dir. * Bazı kaynaklarda; n o = ? n e = ? olarak gösterilmektedir. TOE Kristallerde Gelen IGık-Gndikatris GliGkisi Üç farklı durum mevcuttur; 1- IGığın optik eksene dik gelmesi (BaG Kesit): OluGan arakesit elipstir. Bu kesit kristalin optik eksene paralel kesitlerinden elde edilir. n e (?) = gerçek (maksimum) değer. 2- IGığın optik eksene paralel gelmesi (Dairesel Kesit): OluGan arakesit dairedir. Bu kesit kristalin optik eksene dik kesitlerinden elde edilir. IGık çift kırılmaya uğramaz. Yalnızca n o (?) ile karakteristiktir. 3- IGığın optik eksene herhangi bir açıyla gelmesi (Rastgele Kesit): OluGan arakesit elipstir. n’e (?’)= gerçek değer (n e ) ile n o (?) arasındadır. NOT: Tüm kesitlerde n o (?) sabittir. Fig. 6-12 Dairesel kesit Rastgele kesit BaG kesit ÇOE Kristallerde Gndikatris ? Üç farklı kırma indisi değeri mevcuttur; farklı kaynaklarda farklı semboller kullanılabilmektedir. Burada nx, ny, nz kullanılacaktır. X ekseni nx = Nx= np = n? Y ekseni ny = Ny= nm = nß Z ekseni nz = Nz= ng = n? ? nz > ny > nx ? Z ve X eksenleri OPTGK DÜZLEMG oluGturur. • Optik eksenlerden herhangi birine dik kesitleri bir daire oluGturur • Optik eksenler (OE) arasındaki dar açı 2V açısı olarak tanımlanır. • Dairesel kesitler Y ekseninden geçerler ve yarıçapları ny (n ß ) eGittir. • 2V açısı Z yönünde ise mineral biaks pozitiftir • 2V açısı X yönünde ise mineral biaks negatiftir. Biaks (+) Biaks (-) POLARGZE IgIK & POLARGZAN MGKROSKOP Polarize ıGık, yayılma istikametine dik olan tek bir düzlemde (manyetik vektör hariç) titreGen ıGıktır. Polarize ıGık baGlıca Gu yollarla elde edilir; 1- Çift kırıcı (anizotrop) kristaller kullanılarak 2- Farklı Absorpsiyon yoluyla 3- Yansıma yoluyla Çift Kırıcı (Anizotrop) Kristaller Kullanılarak Polarize IGık Elde Edilmesi • Anizotrop kristaller gelen adi ıGığı polarize iki bileGene ayırdıklarından polarize ıGık elde edilmesinde kullanılırlar. • Kalsit (CaCO3) kristalinin çift kırıcılığı yüksek (n o = 1.658, n e =1.486) olduğundan Gzlanda Spatı denilen türü polarize ıGık eldesi için yaygın olarak kullanılmaktadır. İzlanda Spatı: Şeffaf, saydam kalsit türü • Kalsitten (Gzlanda Spatı) yapılan prizmalara “Nikol Prizması” veya kısaca “Nikol” denilmektedir. •William Nicol (1829) tarafından yapıldığı için bu adla anılmaktadır. 1. Kalsit kristali abcd düzlemi boyunca kesilerek iki parça oluGturulur 2. Gki parça kanada balzamı (n= 1.54) ile orjinal kristal Gekline uygun olarak yapıGtırılır. 3. Prizmaya giren adi ıGık iki ıGına ayrılır; ordiner, ekstra ordiner 4. Ordiner ıGının kırma indisi (n o =1,658) kanada balzamından büyüktür (n= 1.54) ve daha fazla kırılır. Böylece kanada balzamında tam yansımaya uğrar ve prizma kenarında emilir 5. Ekstraordiner ıGının kırma indisi kanada balzamına yakındır. Bu nedenle ekstraordiner ıGın daha az kırılır ve tam yansımaya uğramadan prizmayı doğrudan polarize ıGık olarak geçer. Nikol Prizma Nikol prizma dıGında; • Glazebrook prizması • Ahrens prizması ile de benzer Gekilde polarize ıGık elde edilmektedir. Nikolllerin (Polarizör & Analizör) Beraber Kullanılması Polarizan mikroskopta polarizör ve analizör olmak üzere iki nikol prizma mevcuttur; Polarizör Analizör Nikol prizmalar birbirine göre üç farklı durumda yerleGtirilebilir; 1) Nikollerin paralel olması 2) Nikollerin dik olması 3) Nikollerin birbirine eğik olması Nikollerin Paralel Olması Birinci Nikol (polarizör) den çıkan ıGın ikinci Nikol (analizör) ün giriG düzleminin normali yönünde ilerler. Yani polarize ıGık analizörün iki temel titreGim istikametinden biriyle çakıGtığından analizörde sadece bir bileGen (ekstraordiner) meydana gelir ve o da analizörü olduğu gibi geçerek göz ıGık görür. Polarizör Analizör Not: Polarizör ve analizör sadece bir yönde titreşen ışığı geçirirler. Nikollerin Dik Olması Polarizörden gelen polarize ıGık, analizörün temel titreGim istikametlerinden birine paraleldir. Dolayısıyla tek bir bileGen, ordiner bileGen meydana gelir ve o da tam yansımayla analizörün karartılmıG yüzeyinde emildiğinden göz ıGık görmez karanlık görür. Analizör Polarizör Nikollerin birbirine eğik olması Polarizörden çıkan polarize ıGığın amplitüdü (ce) ile analizörden çıkanınki (ce’) arasında bir azalma vardır. Gki Nikol arasındaki açı büyüdükçe bu azalma artacak ve sonunda 90o olduğu zaman (ce’) bileGeni sıfırlanacak ve göz karanlık görecektir. Yani böylece çapraz Nikol konumu ortaya çıkacaktır. Farklı Absorpsiyon Yoluyla Polarize IGık Elde Edilmesi Turmalin gibi bazı anizotrop mineraller bir yönde titreGen ıGık dalgalarını diğer bir yönde titreGenlerden çok daha fazla emerler. • ? 1mm kalınlığında ve optik eksene paralel kesilmiG turmalin levhasına dik gelen adi ıGık iki polarize ıGık verir. • Bu iki polarize ıGıktan asal kesit düzleminde titreGen ekstraordiner ıGın kendisine dik olarak titreGen ordiner ıGığa nazaran çok daha az emilir. oce= 90 o o: ordiner e: ekstraordiner POLARGZAN MGKROSKOP • Polarizör (P) ve analizör (A) olmak üzere iki nikol prizma mevcuttur. • Döner ve dereceli tablaya sahiptir. • Tablanın altında kondansör, objektif ve oküler arasında Amici-Bertrand merceği bulunur. • Polarizör ve analizör sadece bir yönde titreGen ıGığı geçirirler. P ve A titreGim istikametleri birbirine dik olacak Gekilde yerleGtirilmiGtir. P ve A’nın birbirne dik olduğunu anlamak için; -ince kesit ıGık yolundan (tabladan) alınır -mikroskop çift nikol konumuna alınır (P ve A devrede) -okülerden bakıldığında göz karanlık (siyah) görüyorsa P ve A dik konumdadır. - dik değil ise ayarlamak için P göz tam karanlık görene kadar döndürülür. • P ve A’nın titreGim yönleri retikül çizgilerine (K-G, D-B) paraleldir. P ve A’nın titreşim yönlerini belirlemek için; -biyotit içeren bir ince kesit seçilir -mikroskop tek nikol konumuna alınır (sedece polarizör devrede) -biyotit hangi retikül çizgisine paralelken max koyu renk gösteriyorsa o retikül çizgisi polarizörün titreGim yönüdür. Polarizörün titreGim yönü K-G animasyon Polarizan mikroskobun şematik kesiti Işık kaynağı Polarizör (D-B yönlü titreşim) Tabla altı mercekler (kondansör) Diyafram Döner-dereceli tabla Objektifler (küçük, orta, büyük büyütmelerde) Yardımcı kama (lamel) yuvası Analizör (K-G yönlü titreşim) Oküler Gözlemci Optik eksen Laboratuvarımızdaki mikroskop markaları: Zeiss Euromex Nikon Meiji Bertrand merceği IgIK KAYNAĞI • DeğiGebilir özellikte lambalar ıGık kaynağı olarak kullanılır. • Bir çok mikroskopta ıGık kaynağı mikroskobun altına yerleGtirilir. • IGık, eğik bir ayna yardımıyla mikroskobun ıGık yoluna yansıtılır. • Homojen bir görüntü elde etmek ve göz sağlığı için aynadan yansıyan ıGığın önünde bir filtre sistemi mevcuttur POLARGZÖR IGık kaynağından çıkan ıGık, ayna ve filtre sistemini geçerek polarizöre ulaGır (Polarizörün işlevi önceki bölümlerde anlatılmıştı). KONDANSÖR & DGYAFRAM Kondansör tablanın altında bulunur ve ıGığı tabla üzerindeki ince kesit üzerine toplamaya yarar. Diyafram: IGığın geometrik Geklini ayarlar DÖNER TABLA • Polarizan mikroksop 1 o ’lik hassasiyetle bölümlendirilmiG 360 o dönebilen tablaya sahiptir. Döner tabla OBJEKTGFLER • Bunlar tablanın üzerinde bulunan ve cismin büyütülmüG bir görüntüsünü veren mercek sistemleridir. • revolver denilen dönebilen platforma monte edilmiGlerdir. objektifler revolver OBJEKTGFLER • büyütme miktarı, sayısal açıklık ve bağlantı boru uzunluğu üzerinde yazılıdır. Sayısal açıklık 0.17 Lamel kalınlığına göre düzeltilmiG büyütme Bağlantı borusu uzunluğu Objektifin Büyütmesi; tüp uzunluğunun artması ve odak uzaklığının azalması ile orantılı olarak artar. Akromatik objektifler renk kusuru büyük ölçüde giderilmiG objektiflerdir. Polarizan mikroskopta önemli ölçüler yapılacaksa daima akromatik objektifler kullanılmalıdır. Planakromatik objektifler, akromatik objektiflere göre daha düz bir görüntü alanı verir. OBJEKTİFİN MERKEZLENMESİ Gözlemlerin ve bazı ölçümlerin iyi yapılabilmesi için objektiflerin merkezlenmiş olması gerekir. Yani retikül çizgilerinin kesişme noktasına getirilmiş olan bir kristal (E) mikroskop tablası döndürüldüğünde yerini koruması gerekir. Diğer bir deyimle dönme merkezinin görüntü alanın merkezi ile çakışmış olması gerekir. Merkeze getirilen kristal tabla döndürüldüğünde yer değiştiriyorsa (E’), bu kristali objektifin merkezlenmesini yapmak için kullanılan vidaları yuvalarına takarak kristali merkeze getirmek gerekir. YARDIMCI LAMEL YUV ASI Yardımcı lamellerin yerleGtirildiği açıklıktır. ANALGZÖR BERTRAND MERCEĞG Büyültücü mercektir. BM devrede iken Konoskopik konum, BM devre dıGı iken Ortoskopik konum. Yalnızca P devrede Tek Nikol P ve A devrede Çift Nikol OKÜLER • Objektiften gelen büyütülmüG görüntüyü tekrar büyüterek göze gelmesini sağlayan mercek sistemidir. • Okülerin de farklı büyütmeli tipleri (5x, 7x, 10x) mevcuttur. • Mikroskobun toplam büyütmesi objektif ve okülerin büyütmelerinin çarpımıdır (örneğin, 40X objektif * 10X oküler = 400 X). • Oküler içine yerleGtirilmiG birbirine dik iki kıl (veya retikül çizgileri) (K-G ve D-B yönlerinde) bulunur. Mikroskoplar; monoküler (tek), binoküler (iki) veya trinoküler (üç) POLARGZAN MGKROKOPTA ORTOSKOBGK&KONOSKOBGK GNCELEMELER TEK NİKOL ÇİFT NİKOL ŞEFFAFLIK DERECESİ (OPAKLIK) İZOTROPLUK, ANİZOTROPLUK *ŞEKİL, BİÇİM ÇİFT KIRMA RENK, PLEOKROİZMA SÖNME *RÖLYEF (OPTİK ENGEBE) İKİZLENME BEKE ÇİZGİSİ VE KIRMA İNDİSİ TAYİNİ ZONLANMA *DİLİNİM, BÖLÜNME VE ÇATLAKLAR UZANIM İŞARETİ *KAPANIM (İNKLÜZYON) *BOZUNMA (ALTERASYON) OPTİK ŞEKİL * ORTOSKOPİK KONUMDA, HEM TEK NİKOL HEMDE ÇİFT NİKOLDE İNCELENEBİLİR ÖZELLİKLER ORTOSKOPİK İNCELEMELER KONOSKOPİK İNCELEMELER POLARİZAN MİKROKROSKOPTA MİNERAL İNCELEMELERİ BERTRAND MERCEĞİ DEVRE DIŞI, POLARİZÖR VE/VEYA ANALİZÖR DEVREDE BERTRAND MERCEĞİ, POLARİZÖR VE ANALİZÖR DEVREDE OPTİK İŞARETMikroskopta mineral incelemeleri aGağıdaki sıra ile yapılmalıdır; 1. Ortoskopik inceleme - tek nikol - çif nikol 2. Konoskopik inceleme Şeffaflık Derecesi veya Opaklık ? Gnce kesit kalınlığında minerallerin büyük bir kısmı ıGığı geçirir, bunlara “Geffaf” mineraller denir (örneğin; kuvars, feldispat, amfibol, piroksen). ? geffaf mineraller izotrop ve anizotrop olarak ikiye ayrılırlar. GZOTROP: Çift nikolde sürekli karanlık (siyah), tek nikolde renksiz (beyaz) veya renkli (kahve, kırmızı, yeşil, mor..) ANGZOTROP: Çift nikolde Griden-Çok canlı renklere kadar değiGen renkler (optik eksene dik geçen kesitleri hariç), Tek nikolde renksiz veya renkli olarak gözlenirler. Tek Nikol Çift Nikol Gzotrop-Granatın TN/ÇN mikroskopik görünümü Granat Lösit Gzotrop-Lösitin TN/ÇN mikroskopik görünümü Tek Nikol Çift Nikol olivin Anizotrop-olivinin TN/ÇN mikroskopik görünümü Biyotit Anizotrop-biyotitin TN/ÇN mikroskopik görünümü Tek Nikol Çift Nikol ? Bazı mineraller ise ıGığı geçirmezler, yani “opak” dırlar (örneğin; kromit, magnetit, galen, pirit). Opak mineraller polarizan mikroskop altında hem tek nikol hemde çift nikolde daima siyah olmaları ile tanınırlar. Opak minerallerin incelenmesi üstten aydınlatmalı cevher mikroskobunda ve parlatmalar yardımı ile yapılabilir. ? Ne Geffaf ne de tam opak olan minerallere “yarı Geffaf” mineraller denir. Opak mineral Tek nikol Çift nikol Renk ? Bir mineralin Geffaf veya yarı Geffaf olması halinde tek nikolde gösterdiği renk belirlenir. ? Minerallerin ince kesitte sahip oldukları renkler makroskopik olarak gösterdikleri renklerden çok farklıdır. ? Makroskopik olarak renkli olan birçok mineral ince kesit altında tek nikolde renksiz, bazen renkli (örneğin; hipersten, andaluzit, epidot), bazıları ise daima renkli (örneğin; biyotit, hornblend, egirin, piyemontit) olarak gözlenir. (Kahve) biyotit (Kırmızı) piyemontit (Mor) glokofan Pleokroizma ? Gnce kesitte renkli olan minerallerin bir kısmı mikroskop tablası döndürüldüğünde yani mineralin polarizöre olan konumu değiGtiğinde aynı rengi korurlar. Ancak bazı mineraller, tablanın hareket ettirilmesiyle renk değiGtirir. Tek nikoldeki bu renk değiGimi olayına “pleokroizma”, minerale de “pleokroik mineral” denir. ? Pleokroizma kristallerin farklı yönlerde titreGen ıGığı farklı Giddetlerde absorpsiyona uğratmasından kaynaklanmaktadır. Kristallere ait indikatrikslerin X,Y ve Z yönlerini polarizörün titreGim istikameti olan retikül çizgisine paralel getirilerek kristalin X,Y ve Z yönlerine ait renginin belirlenmesi gerekir. ? TOE’li (üniaks) minerallerde iki temel indis (X, Z veya no, ne) olduğundan bunlardaki pleokroizmaya “dikroizma” adı verilir. Örneğin turmalin mineralindeki dikroizma; e= gri (zayıf), o=koyu siyahımsı kahve (çok kuvvetli) ? ÇOE’li (biaks) minerallerde üç temel indis (X, Y , Z) olduğundan bunlardaki pleokroizmaya “trikroizma” adı verilir. Örneğin glokofan mineralindeki trikroizma; X= renksiz veya soluk sarı (zayıf), Y= lavanta mavisi (orta), Z= morumsu mavi (kuvvetli) Bazı minerallerin pleokroizma renkleri n x n y n z Korund n e =açık sarı n o = mavi/mor Humit sarı renksiz renksiz Piyemontit sarı pembe kırmızı Turmalin n e = açık gri n o = sarı, kahve veya mavi Biyotit sarı-yeGil kahverengi kahverengi Klorit (Mg’lu) sarı yeGil yeGil Hipersten pembe açık sarı açık yeGil Hornblend açık yeGil koyu yeGil kahverengi Glokofan renksiz/sarı açık mavi koyu mavi Biyotit amfibol gEKGL ? Minerallerin ince kesitte, kesitin geçiş yönüne bağlı olarak gösterdikleri şekiller tanınmalarında önemlidir; Bazı mineraller çok iyi gelişmiş düzgün yüzeylere sahip olup, özşekilli (idiyomorf=öhedral) olarak tanımlanır. Örneğin, stavrolit, apatit, olivin, sillimanit, sfen, pirit, manyetit vb. Diğer bazı mineraller tamamen düzgün yüzeylere sahip olmayıp yarı özşekilli (hipidiyomorf=subhedral) olarak tanımlanır. Örneğin, amfibol, piroksen vb. Bazı mineraller ise hiçbir düzgün yüzeye sahip olmayıp özşekilsiz (ksenomorf=anhedral) olarak tanımlanır. Örneğin, kuvars vb. ÖzGekilsiz (A) YarıözGekili (B) ÖzGekili (C) • Geometrik Gekil mineralin kristal sistemi hakkında da bilgi verebilir. • Gki boyutlu olan ince kesitte, kesitin kristalden geçtiği değiGik durumlara göre farklı kristal Gekillerinin ortaya çıkması da mümkündür. BGÇGM ? Minerallerin Gekilleriyle birlikte sahip oldukları biçim de ayırt edici olabilir. Biçimlerine göre mineraller; 1) Prizmatik (Çubuksu) mineraller: Mineral bir yönde, diğer yönlerine göre daha prizma oluGturacak Gekilde iyi geliGmiGtir. Örneğin, plajiyoklas, nefelin, apatit, piroksen, skapolit vb. 2) Gğnemsi/Lifsi mineraller: Bunlar ince uzun kristallerdir. Lifsi mineraller bu gruba girer. Örneğin, sillimanit, turmatin, zeolit vb. 3) Yassı prizmatik (bıçaksı) mineraller: Boyutları belirgin bir Gekilde birbirinden farklı ve bir yönde daha uzun olan minerallerdir. Örneğin, disten, vollastonit vb. 4) Levhamsı (Yapraksı) mineraller: Boyutları üçüncü yöne göre her iki yönde daha büyük olan minerallerdir. Örneğin, biyotit, muskovit, klorit vb. 5) EGboyutlu mineraller: Her üç yönde eGit veya yakın boyutlu olan minerallerdir. Örneğin, spinel, granat, analsim vb. ? Minerallerin oluGturdukları toplulukların görünümlerini de tanesel, lifsi, iğnemsi, çubuksu, yapraksı, ıGınsal, sferülitik gibi isimlendirmek mümkündür. prizmatik Gğnemsi/Lifsi Yassı prizmatik Levhamsı EG boyutlu Prizmatik piroksen Levhamsı biyotit Lifsi tremolitler EGboyutlu granatlar IgIK KIRMA GNDGSGNGN NGSBG TAYGNG • Bir minerale ait ıGık kırma indisini hassas bir Gekilde belirlemek için farklı yöntemler geliGtirilmiGtir (ör, immersiyon yöntemi). • Mikroskobik çalıGmalarda kırma indisinin yaklaGık belirlenmesi yeterlidir. Bunlardan ikisi; 1- rölyef (optik engebe) 2- beke çizgisi RÖLYEF (OPTGK ENGEBE) ? Minerallerin içinde bulunduğu ortama veya komşu minerallere kıyasla daha yüksekte/alçakta görülmesi özelliğidir. Bu özellikle, mineral ve ortamın ışık kırma indisleri arasındaki farka bağlıdır. • Mineralin ışık kırma indisi ortamınınkine yakın ise mineral düşük bir optik engebe (röliyef) gösterir. Bu durumda mineral sınırları belirgin olarak görülmez ve mineral yüzeyi düzgündür. • Mineralin ışık kırma indisi ortamınkinden çok yüksek ise mineral kabarık bir optik engebe gösterir. Mineralin sınırları koyu ve belirgin, mineral yüzeyi pürüzlü, girintili çıkıntılı bir görünümdedir. Bu durum kristal yüzeyindeki pürüzlerin, yansıma ve kuvvetli kırılma ile belirginleşmesi sonucudur. ? Işık kırma indislerinden biri ortamınkine eşit veya biraz küçük, diğeri ise yüksek olan minerallerde, mikroskop tablasının döndürülmesiyle röliyefin değiştiği (röliyef pleokroizması) gözlenir. Bu durum kalsit için tipiktir.