矿物与薄片

关于矿物与薄片

岩石、矿物、陶瓷和生物试样的制备的目的通常在于:

  • 岩石的分类
  • 矿物的鉴定和制图,例如,断定年代或者勘查
  • 主要和微量元素的分析,纹理研究或者同位素成分分析
  • 流体包裹体的研究
  • 微观化石的研究
  • 岩石组构研究,例如多孔性和渗透性
  • 骨骼/牙齿的纹理和年龄研究

试样类型

试样类型可以分成四组:

  1. 薄片 (30µm)(+ 盖玻片)- 用于透射光或者电子显微镜/探针中的检验
  2. 抛光的薄片 - 用于透射光/反射光或者电子显微镜/探针中的检验
  3. 厚片 (~100µm) - 用于反射光或者电子显微镜/探针中的检验
  4. 抛光块/支座 - 用于反射光或者电子显微镜/探针中的检验

从材相角度来看,试样类型 1)+2)+3) 均具有“特殊要求”。这三种类型之间的区别以表面光洁度和试样厚度为特征。

就要求而言,试样类型 4 是更传统的材相试样。

相同的矿物材料的四种不同试样类型将具有类似的制备方法,因为材料特性决定了所有制备步骤。

如何进行矿物和薄片制备

如果制备薄片

薄片的生产是一个多步骤的过程,需要高度专用的设备。
设备、耗材、工作过程和方法的组合取决于试样的类型。以下说明了常规的工作流程。下文将详细说明矿物试样。

  1. 较大部分中的取样
  2. 将试样切割成,例如,20x30x8 mm
  3. 将试样研磨或者磨光成完整的平面
  4. 将载玻片研磨成完整平面,并拥有良好的界定厚度
  5. 使用真空浸渍将试样粘结到载玻片
  6. 将剩余的试样材料切割至 0.5-2 mm 的厚度。
  7. 将薄片研磨至 80 µm 的厚度。
  8. 薄片研磨或者磨光成切片 + 树脂的最终厚度,例如 30 µm。
  9. 对薄片进行抛光,大约去除 10 µm。

如何制备抛光块/支座

抛光块/支座的制备与其他材料的制备类似。此工作流程中不包含切割特殊尺寸的试样、胶粘到载玻片等程序。这些类型的试样遵照传统的 4 步过程,其中每一步中的参数和耗材是依据材料的类型进行谨慎选取的。
切割并管理试样

1.切割成易于管理的试样大小和几何结构

根据需要镶嵌

2在必要的情况下镶嵌,以达到易于管理的几何结构或实现试样品保护

研磨磨光

3.通过研磨/磨光去除表面损伤,以达到平面度,并进行表面处理以便抛光

按相关实际结构抛光

4.抛光,能够展现实际结构并达到表面反射度。

矿物试样制备

矿物试样通常是硬质、脆性、多孔且不均匀的。它们可能包含极硬相和极软相,需要针对这些材料特别开发相关附件。

司特尔 Mineralogram - “立方找矿矿物法”
“立方法”涵盖众多矿物的标准薄片制备方法。该方法是与 GEUS(丹麦及格陵兰地理调查所)合作开发的。

立方的显影:
  • 与 GEUS 共同确定,立方将提供矿物性质的最佳表示。该立方分成三个二维正方形,以便处理和理解。
  • 岩石的硬度可能是难以处理的条目,因为岩石是一种“复合物”(以及各种不同硬度矿物的混合物)。重要的岩石参数(单独以及与其他参数组合)包括内部结构(柱平等性、板式分离)以及岩石承压的范围,和/或被各种液体或者熔融岩石(部分)转换的范围。
  • 岩石可能各向同性,必须针对每个试样进行评估,方法是查看矿物以及常规岩石结构,并且考虑是否存在可能影响硬度的其他条件。
莫氏硬度表

硬度

硬度是由至少占岩石组分 15% 的最硬矿物界定。

该立方将分成三个 2D 图标,代表 3 个级别的(莫氏)硬度
软 1-3
中 4-6
硬 7-10

岩石的同质性/异质性并不取决于较小或者较大的矿物含量。它与岩石表面“纹理”相关,包括矿物内部的相关颗粒大小以及其即时外观。简单来说,如果岩石的所有方向在结构上和成分上均匀(均匀图案),则该岩石可视作同质。

固结

固结

使得目标在物性上更加稳健、更加坚固
固结的:良好地粘附在一起 – 使得材料更为强健或者更加坚固/粗大

交错纹理、无断裂/孔洞
未固结的:“松散” – 多孔 - 易于断裂 – 胶结疏松的颗粒等。

同质

同质

同质性和异质性是与材料均匀性相关的概念
同质材料是成分均匀并且性质类似的材料
异质材料是这些特性非常不均匀的材料

试样材料

为了说明我们的观点,我们已经在 Mineralogram 切片中展示了下表中的 10 种材料。规定了三种制备方法,以涵盖立方中的材料范围。此外,还指定了一种用于反应性的或者水敏性的材料。

如何进行矿物和薄片制备

试样材料 Mineralogram

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