Mineralogía y láminas delgadas

Acerca de la mineralogía y láminas delgadas

El objetivo de la preparación de rocas, minerales, cerámicas y muestras biológicas es con frecuencia:

  • La clasificación de las rocas
  • La identificación y el seguimiento de los minerales, p. ej.: fecha o exploración
  • El análisis, p. ej.: de elementos mayores o trazables, el estudio de texturas o la composición isotópica
  • Estudios de inclusiones de fluido
  • Estudios de micro fósiles
  • Estudios de discontinuidades en la roca, p. ej.: porosidad o permeabilidad
  • Estudios de textura y edad de huesos/dientes

Tipos de muestras

Los tipos de muestras se pueden dividir en cuatro grupos:

  1. Láminas delgadas (30 µm) (+ cristal de recubrimiento) - para el examen en microscopio/sonda óptica o electrónica
  2. Láminas delgadas pulidas - para el examen en microscopio/sonda con luz transmitida/reflejada o electrónico
  3. Láminas delgadas (~100µm) - para el examen en microscopio/sonda con luz reflejada o electrónico
  4. Bloques/ embuticiones - para el examen en microscopio/sonda con luz reflejada o electrónico

Las muestras de tipo 1)+2)+3) demandan "requisitos especiales" desde el punto de vista materialográfico. Las diferencias entre estos tres tipos las delimitará el acabado de la superficie y el grosor de la muestra.

La muestra de tipo 4 corresponde a una muestra materialográfica más convencional en cuanto a requisitos.

El mismo material mineralógico seguirá métodos de preparación similares en los cuatro tipos diferentes de muestras, ya que las características del material son decisivas en todos los pasos de preparación.

Cómo preparar láminas delgadas y mineralógicas

Cómo obtener láminas delgadas

Para obtener láminas delgadas se debe seguir un proceso de varios pasos con un equipo altamente especializado.
La combinación del equipo, los consumibles, el proceso de trabajo y el método depende del tipo de muestra. A continuación se describe un flujo de trabajo general. Las muestras mineralógicas se describirán en más detalle a continuación.

  1. Tomar la muestra de una sección mayor
  2. Corte de una muestra, por ejemplo: 20x30x8 mm
  3. Someter la muestra a esmerilado o lapeado hasta obtener una planitud completa
  4. Realizar el esmerilado de la placa de vidrio hasta una planitud completa y un grosor bien definido
  5. Pegar la muestra al vidrio mediante la impregnación al vacío
  6. Cortar el material excedente de la muestra a un grosor de 0,5-2 mm.
  7. Esmerilar las láminas delgadas hasta un grosor de 80 µm
  8. Esmerilar o lapear la lámina delgada hasta un grosor final de sección + resina de, p. ej.: 30 µm.
  9. Pulir las láminas delgadas eliminando aproximadamente 10 µm.

Cómo preparar bloques/moldes pulidos

La preparación de bloques/moldes pulidos es similar a la preparación de otros materiales. Los procesos relativos al corte en tamaños de muestra especiales, el pegado a la placa de vidrio, etc. no se incluyen en el flujo de trabajo. Estos tipos de muestras siguen un proceso convencional de 4 pasos donde los parámetros y consumibles de cada paso se seleccionan cuidadosamente de acuerdo con el tipo de material.
Corte para gestionar la muestra

1. Cortar conforme a un tamaño y geometría de muestra manejable

Embutición, si fuera necesaria.

2. Embutición, si fuera necesaria para alcanzar una geometría manejable o para proteger la muestra.

Esmerilado lapeado

3. Esmerilar/lapear para eliminar daños superficiales, lograr la planitud deseada y preparar la superficie para el pulido.

Pulir para mostrar la verdadera estructura.

4. Pulir para mostrar la verdadera estructura y lograr una superficie reflectante.

Preparación mineralógica de la muestra

Las muestras mineralógicas con frecuencia son duras, quebradizas, porosas e irregulares. Pueden contener fases extremadamente duras o blandas que requieren accesorios diseñados específicamente para estos materiales.

Mineralograma de Struers - “Metodología Mineralógica en cubo"
La metodología abarca los métodos de la preparación estándar de una lámina delgada en un amplio rango de minerales. Se ha desarrollado en colaboración con GEUS (The Geological Survey of Denmark and Greenland).

Visualización de nuestro cubo:
  • Junto con GEUS se determinó que un cubo podría representar muy bien las propiedades de un mineral. Así, el cubo se divide en tres cuadrados bidimensionales para facilitar el trabajo y entendimiento.
  • La dureza de la roca es un término a veces difícil de abordar ya que las rocas son en cierto modo "compuestos" (y una mezcla de minerales con una dureza potencialmente distinta). Parámetros importantes de la roca, ya sea por separado o en conjunto, constituyen la estructura interna (igualdad de columna, clivaje pizarroso), y la medida en que la roca se ha visto sometida a presión y/o (parcialmente) transformada en varios líquidos o en una roca fundida.
  • Una roca puede presentar propiedades isotrópicas que se deben evaluar en cada muestra mirando su estructura mineral y general, y considerando si existen otras condiciones que afecten a la dureza.
Tanla de durezas de Mohs

Dureza

La dureza se define en base al mineral más duro cuya dureza representa al menos el 15 % de la roca.

El cubo se dividirá en tres gráficos 2D, representando 3 niveles de dureza (Mohs)
Suave (1-3)
Medio (4-6)
Duro (7-10)

La homogeneidad/heterogeneidad de una roca no se determina según su menor o mayor contenido mineral. Está relacionado con la "textura" superficial de la roca, incluyendo el tamaño del grano en las capas internas de los minerales así como su apariencia inmediata. Para simplificar, podemos decir que una roca se clasifica como homogénea si su estructura y composición es uniforme en todos los sentidos (patrón uniforme).

Consolidación

Consolidación

Hace que algo sea físicamente más fuerte y más sólido
Consolidado: la unión es buena, lo que hace que el material sea más fuerte o más sólido/macizo

Granos entrelazados, sin fracturas/poros
Sin colsolidar: "holgura", porosidad, facilidad de rotura; granos con escasa unión, etc.

Homogeneidad

Homogeneidad

La homogeneidad y heterogeneidad son conceptos relacionados con la uniformidad de un material
Un material homogéneo muestra una composición o carácter uniforme y propiedades similares
Un material heterogéneo se caracteriza por carecer de uniformidad en sus cualidades

Materiales de la muestra

Para demostrar nuestra ideal, en la siguiente lista detallamos 10 materiales con el desglose en el mineralograma. Se especifican tres métodos de preparación en respuesta a los diversos materiales del cubo. Además, se incluye un método para los materiales sensibles al agua o reactivo.

Cómo preparar láminas delgadas y mineralógicas

Mineralograma de los materiales de la muestra

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