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:
- 薄片 (30µm)(+ 盖玻片)- 用于透射光或者电子显微镜/探针中的检验
- 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
- 厚片 (~100µm) - 用于反射光或者电子显微镜/探针中的检验
- 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。
- 较大部分中的取样
- 例如,将试样切割为 20 x 30 x 8.0 mm
- 将试样研磨或者磨光成完整的平面
- 将载玻片研磨成完整平面,并拥有良好的界定厚度
- 使用真空浸渍将试样粘结到载玻片
- 将剩余的试样材料切割至 0.5-2.0 mm 的厚度。
- 将薄片研磨至 80 µm 的厚度。
- 薄片研磨或者磨光成切片 + 树脂的最终厚度,例如 30 µm。
- 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。

1.切割成易于管理的试样大小和几何结构


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

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。
Struers Mineralogram - “矿物学方法立方体”
方法立方体涵盖了多种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。
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


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
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








