Bài giảng Khoáng vật tạo đá - Huỳnh Văn Hải
Các khoáng vật, các đá trong tự nhiên là những đối tượng nghiên cứu quan trọng của
địa chất học. Khi nghiên cứu hoặc mô tả một loại đá, chúng ta phải xác định thành
phần khoáng vật của nó.
Đối với đá magma, tùy theo vai trò số lượng khác nhau của khoáng vật tạo đá
(KVTĐ), chúng được phân ra:
Khoáng vật chính là những khoáng vật tham gia nhiều vào thành phần của đá như
olivin, pyroxen, amphibol, mica, feldspar, thạch anh,. Chúng lại được chia ra:
o Khoáng vật chủ yếu có hàm lượng trong đá đạt từ 5% trở nên.
o Khoáng vật thứ yếu chứa trong đá dưới 5%.
Khoáng vật phụ là những khoáng vật có mặt rất ít trong đá, nhưng đặc trưng. Thí dụ
như zircon và orthit thường gặp trong đá granit.
Khoáng vật quặng là những khoáng vật không thấu quang như cromit, manhetit,.
Về mặt nguồn gốc thành tạo, các KVTĐ lại được chia ra khoáng vật nguyên sinh và
khoáng vật thứ sinh. Khoáng vật nguyên sinh thành tạo do sự kết tinh từ magma,
các khoáng vật thứ sinh thành tạo do biến đổi từ các khoáng vật nguyên sinh.
Các khoáng vật của đá biến chất có một số đặc điểm cần chú ý sau:
o Gồm nhiều khoáng vật là thành phần chủ yếu trong đá magma.
o Khoáng vật của đá biến chất hầu như không có hỗn hợp đồng hình (ngoại trừ
plagioclas) và cấu tạo đới không đặc trưng.
o Những khoáng vật phụ trong đá magma thì thường là khoáng vật chính trong
đá biến chất. Khoáng vật thứ sinh của đá magma có thể trở thành khoáng vật
chủ yếu tạo đá biến chất.
Một số KVTĐ đặc trưng cho một kiểu đá nhất định. Thí dụ leucit, sodalit chỉ có trong
đá magma; glauconit là khoáng vật điển hình cho đá trầm tích; disten chỉ gặp trong
đá biến chất. Nhưng cũng có rất nhiều khoáng vật gặp trong cả ba loại đá như
feldspar, thạch anh (xem bảng).
Để xác định một khoáng vật tạo đá, người ta có thể sử dụng nhiều phương pháp
phân tích khác nhau như phân tích nhiệt, rơnghen, phân tích thành phần hóa, kích
hoạt microzon Tại các phòng thí nghiệm khoáng thạch, phương pháp xác định
khoáng vật dưới kính hiển vi phân cực (KHV phân cực) được sử dụng rộng rãi và tỏ ra
khá ưu việt trong công tác nghiên cứu thạch học-khoáng vật. Phương pháp này đòi
hỏi người sử dụng phải có kiến thức về tinh thể, quang học tinh thể.
Tóm tắt nội dung tài liệu: Bài giảng Khoáng vật tạo đá - Huỳnh Văn Hải
Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Khoa Địa chất ---oOo--- Bài giảng điện tử KHOÁNG VẬT TẠO ĐÁ DƯỚI KÍNH HIỂN VI PHÂN CỰC Biên soạn Huỳnh Văn Hải, Nguyễn Thị Ngọc Lan, Lê Đức Phúc, Võ Trung Chánh, Trần Đại Thắng Thiết kế Web Trần Đại Thắng TpHCM 12/2006 1 KHOÁNG VẬT TẠO ĐÁ DƯỚI KÍNH HIỂN VI PHÂN CỰC Nội dung Mở đầu Tính chất quang học của khoáng vật dưới kính hiển vi phân cực Các khoáng vật tạo đá chính Bộ ảnh chụp lát mỏng khoáng vật dưới kính hiển vi phân cực Phiếu mô tả khoáng vật dưới kính hiển vi phân cực Thư mục tài liệu in Giới thiệu môn học Mã số môn học: ĐC102 Số tín chỉ lý thuyết: 1 & thực hành: 1 Số tiết lý thuyết 15 tiết & thực hành: 30 tiết Học phần này giúp cho sinh viên biết cách xác định các khoáng vật tạo đá, dựa trên cở sở những tính chất quang học của tinh thể khoáng vật dưới kính hiển vi phân cực để chuẩn bị cho các môn học Thạch học, Thạch luận... trong chương trình đào tạo Cử nhân khoa học Địa chất. Tính chất cơ bản của quang học tinh thể sẽ được đề cập đến để làm nền tảng cho việc xác định khoáng vật dưới kính hiển vi thạch học. Các môn học trước: Tinh thể học, Khoáng vật mô tả Các môn học tiên quyết: Quang học tinh thể. Thông tin tác giả Biên soạn: Huỳnh Văn Hải, Nguyễn Thị Ngọc Lan, Lê Đức Phúc, Võ Trung Chánh, Trần Đại Thắng Thiết kế Web: Trần Đại Thắng Ảnh chụp lát mỏng: Trong website này, chúng tôi đã sử dụng ảnh chụp lát mỏng từ đề tài nghiên cứu của các đồng nghiệp: ThS. Trần Phú Hưng, ThS. Lê Đức Phúc, ThS. Đinh Quang Sang, ThS. Trương Chí Cường và CN. Huỳnh Thị Ngọc Bích. Đặc biệt từ hai bộ sưu tập mẫu lát mỏng thạch học của: PGS.TS. Huỳnh Trung và GV. Huỳnh Văn Hải Tài liệu tham khảo chính: A. F. Rogers, P.F.Kerr. Optical mineralogy. New York, 1977 A. G. Bê-Chêch-Chin. Giáo trình Khoáng vật học. NXB Giáo dục. Hà Nội, 1962. Huỳnh Trung. Thạch học, thạch địa hóa các đá magma và đá biến chất. NXB Đại học Quốc gia TpHCM, 2003. Huỳnh Trung. Bảng tổng kết những đặc điểm chủ yếu của khoáng vật. Huỳnh Văn Hải. Giáo trình khoáng vật tạo đá dưới kính hiển vi phân cực. Bộ môn Khoáng thạch, 1985, 2003. Quan Hán Khang. Quang học tinh thể và kính hiển vi phân cực. NXB Đại học và Trung học chuyên nghiệp, 1986 Trịnh Văn Long. Giáo trình khoáng vật tạo đá. Liên đoàn Bản đồ địa chất Miền Nam, 2004. Võ trung Chánh. Giáo trình tinh thể học đại cương. NXB Đại học Quốc gia TpHCM, 2005 W. E. Troger. Optical Determination of rock forming mineral. Stuttgart, 1979. Website Khoáng vật tạo đá dưới kính hiển vi phân cực đang trong quá trình thử nghiệm, chắc chắn không tránh được những sai sót chuyên môn, lỗi chính tả, thuật ngữ... Chúng tôi rất mong nhận được ý kiến đóng góp của các đồng nghiệp, các bạn sinh viên... 2 KHOÁNG VẬT TẠO ĐÁ DƯỚI KÍNH HIỂN VI PHÂN CỰC Sơ đồ web Send mail to tdthang@hcmuns.edu.vn with questions or comments about this web site. Copyright © 2006 Tran Dai Thang 3 KHOÁNG VẬT TẠO ĐÁ DƯỚI KÍNH HIỂN VI PHÂN CỰC Mở đầu Các khoáng vật, các đá trong tự nhiên là những đối tượng nghiên cứu quan trọng của địa chất học. Khi nghiên cứu hoặc mô tả một loại đá, chúng ta phải xác định thành phần khoáng vật của nó. Đối với đá magma, tùy theo vai trò số lượng khác nhau của khoáng vật tạo đá (KVTĐ), chúng được phân ra: Khoáng vật chính là những khoáng vật tham gia nhiều vào thành phần của đá như olivin, pyroxen, amphibol, mica, feldspar, thạch anh,... Chúng lại được chia ra: o Khoáng vật chủ yếu có hàm lượng trong đá đạt từ 5% trở nên. o Khoáng vật thứ yếu chứa trong đá dưới 5%. Khoáng vật phụ là những khoáng vật có mặt rất ít trong đá, nhưng đặc trưng. Thí dụ như zircon và orthit thường gặp trong đá granit. Khoáng vật quặng là những khoáng vật không thấu quang như cromit, manhetit,... Về mặt nguồn gốc thành tạo, các KVTĐ lại được chia ra khoáng vật nguyên sinh và khoáng vật thứ sinh. Khoáng vật nguyên sinh thành tạo do sự kết tinh từ magma, các khoáng vật thứ sinh thành tạo do biến đổi từ các khoáng vật nguyên sinh. Các khoáng vật của đá biến chất có một số đặc điểm cần chú ý sau: o Gồm nhiều khoáng vật là thành phần chủ yếu trong đá magma. o Khoáng vật của đá biến chất hầu như không có hỗn hợp đồng hình (ngoại trừ plagioclas) và cấu tạo đới không đặc trưng. o Những khoáng vật phụ trong đá magma thì thường là khoáng vật chính trong đá biến chất. Khoáng vật thứ sinh của đá magma có thể trở thành khoáng vật chủ yếu tạo đá biến chất. Một số KVTĐ đặc trưng cho một kiểu đá nhất định. Thí dụ leucit, sodalit chỉ có trong đá magma; glauconit là khoáng vật điển hình cho đá trầm tích; disten chỉ gặp trong đá biến chất. Nhưng cũng có rất nhiều khoáng vật gặp trong cả ba loại đá như feldspar, thạch anh (xem bảng). Loại đá Khoáng vật Magma Olivin, pyroxen, amphibol, mica, feldspar, feldspathoid, thạch anh, sphen, zircon, zeolit Biến chất Sillimanit, disten, staurolit, andalusit, topaz, diaspor, cordierit, chlorit, chloritoid, tourmalin, anthophilit, talc, fosterit, phlogopit, tremolit, garnet, zoizit, epidot, Trầm tích Calcit, chalcedony, dolomit, glauconit Để xác định một khoáng vật tạo đá, người ta có thể sử dụng nhiều phương pháp phân tích khác nhau như phân tích nhiệt, rơnghen, phân tích thành phần hóa, kích hoạt microzon Tại các phòng thí nghiệm khoáng thạch, phương pháp xác định khoáng vật dưới kính hiển vi phân cực (KHV phân cực) được sử dụng rộng rãi và tỏ ra khá ưu việt trong công tác nghiên cứu thạch học-khoáng vật. Phương pháp này đòi hỏi người sử dụng phải có kiến thức về tinh thể, quang học tinh thể. 4 KHOÁNG VẬT TẠO ĐÁ DƯỚI KÍNH HIỂN VI PHÂN CỰC Tính chất của khoáng vật dưới kính hiển vi phân cực Để nghiên cứu khoáng vật dưới KHV phân cực, chúng ta phải tìm hiểu các tính chất của mặt quang suất và cách nó bố trí trong tinh thể. Việc xác định các hằng số quang học này được thực hiện dựa trên những tiết diện định hướng hoặc gần định hướng của tinh thể. Tinh thể khoáng vật dị hướng có nhiều tiết diện chứa các đại lượng chiết suất khác nhau. Chúng phụ thuộc vào vị trí lát cắt so với mặt quang suất của tinh thể. Thí dụ 1: xét mô hình tinh thể thạch anh trong hình 1.1a: Nếu chúng ta cắt ngang trục c của tinh thể sẽ được tiết diện chỉ có một đại lượng chiết suất no (hình 1.1b). Khi ta cắt tinh thể dọc theo trục c được tiết diện chứa hai đại lượng chiết suất chính (no & ne) của tinh thể (hình 1.1c). Trường hợp cắt xiên với trục c, các đại lượng chiết suất của tiết diện sẽ có dạng trung gian (hình 1.1d). Lát cắt vuông góc với trục c và lát cắt song song trục c chứa các đại lượng chiết suất chính của tinh thể. Chúng được gọi là các tiết diện định hướng của thạch anh. Hình 1.1. Mô hình tinh thể thạch anh Thí dụ 2: Bạn đọc tự khảo sát các tiết diện của khoáng vật enstatit trong hình 1.2 Hình 1.2. Mô hình tinh thể khoáng vật enstatit 5 Mẫu đá cần nghiên cứu dưới KHV phân cực được cắt thành lát mỏng có chiều dày bằng 0,03mm. Mỗi tiết diện trong lát mỏng là mặt cắt của một hạt tinh thể trong đá. Nhờ đặc điểm KVTĐ có số lượng tinh thể nhiều và sắp xếp hỗn độn nên ta có thể sẽ chọn được những tiết diện định hướng hoặc gần định hướng từ số lượng lớn lát cắt tinh thể có mặt trong lát mỏng. Kết quả mô tả các hằng số quang học của tinh thể là cơ sở kết luận tên khoáng vật Hình dạng Hình dạng tinh thể (shape of the crystal) được suy diễn từ các tiết diện của chúng trong lát mỏng. Tinh thể và tiết diện tinh thể thường gặp những dạng sau: Tiết diện: hình chữ nhật (rectangular), hình vuông (square), hình lục giác (hexagonal), hình thoi (diamond-shaped), dạng đẳng thước (rounded)... Tinh thể: hình kim (needle-shaped or acicular), lăng trụ (prismatic), dạng tấm (tabular), dạng hạt... Dựa vào trình độ kết tinh, tinh thể khoáng vật có các mức độ tự hình: o Tự hình (euhedral): cho lát cắt hình đa giác (hình 1.1.1). o Tha hình (anhedral): tiết diện hình dạng không xác định (hình 1.1.2). o Nửa tự hình (subhedral): có dạng trung gian giữa tự hình và tha hình. Các khoáng vật kết tinh sớm trong đá phun trào thường có kích thước lớn hơn hẳn thành phần khoáng vật của nền (groundmass). Chúng được gọi là các ban tinh (phenocryst) (hình 1.1.3). Thuật ngữ ban biến tinh (porphyroblast) được dùng chỉ các ban tinh trong đá biến chất (hình 1.1.4). Trường hợp những mảnh tinh thể có kích thước cực lớn, không rõ nguồn gốc, được gọi là khổng tinh (megacrysts). Ví dụ như các "megacryst" của pyroxen trong đá basalt vùng Xuân Lộc, Đồng Nai; Đơn Dương, Lâm Đồng... Hình 1.1.1. Tiết diện hình thoi rất tự hình của sphen trong granodiorit vùng Hòn Đất, Kiên Giang (1Ni, 3.3x10x) Hình 1.1.2. Thạch anh và feldspar kali có hình dạng tha hình trong đá granit biotit vùng Xuân Thu, Quảng Ngãi (2Ni+, 3.3x4x) Hình 1.1.3. Ban tinh olivin trong đá basalt vùng Lộc Ninh, Bình Phước (2Ni+, 3.3x4x) Hình 1.1.4. Ban biến tinh cordierit trong đá sừng vùng Định Quán, Đồng Nai (2Ni+, 3.3x4x) 6 Màu và tính đa sắc Ánh sáng khi chiếu vào vật tinh thể, nó sẽ ít nhiều bị hấp thụ (absorption). Do đó, khi đi qua vật, ánh sáng trở nên yếu đi. Nếu tinh thể làm yếu đồng đều tất cả các tia sáng đơn sắc, tinh thể sẽ không có màu (colourless). Tinh thể hấp thụ những tia đơn sắc của ánh sáng trắng không đều nhau làm vật trở nên có màu riêng (coloured). Độ đậm nhạt của màu phụ thuộc hai yếu tố: khả năng hấp thụ và chiều dày của vật chất. Đối với mẫu lát mỏng thạch học, chiều dày các tiết diện khoáng vật rất nhỏ (~0,03mm), nhiều khoáng vật gần như không màu, mặc dù chúng có màu trong mẫu thạch học. Một ít khoáng dễ dàng nhận diện bởi màu của chúng do tính hấp thụ mạnh như biotite thường có màu nâu, hornblend có màu lục. Những khoáng vật chắn sáng (opaque) chỉ có thể nghiên cứu bằng ánh sáng phản chiếu. Một vài khoáng lại có tính thay đổi màu khi quay bàn kính với một nicol. Những tinh thể dị hướng, sự hấp thụ ánh sáng cũng thay đổi tùy theo vị trí phương dao động của ánh sáng phân cực với các phương dao động của tinh thể. Do vậy, màu riêng của tiết diện thay đổi khi ta xoay bàn kính. Đó là hiện tượng đa sắc của tinh thể. Nếu bạn đang xem website này trong đĩa CD, hãy bấm vào đây để xem đoạn phim minh họa cho màu đa sắc của biotit. Chú giải phim: Các tiết diện biotit không có cát khai và một hướng cát khai trong đá granodiorit vùng Hòn Đất, Kiên Giang, quan sát dưới một nicol, màu đa sắc của biotit thay đổi khi xoay bàn kính. Tính cát khai Sự có mặt hoặc không có mặt của cát khai, góc giữa hai hệ thống cát khai (nếu tiết diện có nhiều hơn một hướng cát khai) là những yếu tố nhận biết khoáng vật trong lát mỏng. Có khoáng vật hiếm khi gặp tiết diện có cát khai (như thạch anh). Nhóm mica có thể dễ dàng được tách ra thành những tấm mỏng bởi vì mica có một hệ thống cát khai hoàn toàn theo mặt phẳng dạng tấm. Những khoáng vật có nhiều hơn một hệ thống cát khai, góc giữa hai hệ thống cát khai giúp nhận ra khoáng vật. Ví dụ: góc cát khai của nhóm amphibol bằng 56o, nhóm pyroxen bằng 87o. Tiết diện được chọn đo góc cát khai cần phải có hai hướng cát khai, đường cát khai rõ, mảnh. Góc cát khai chuẩn của một khoáng vật chỉ xác định đúng trên tiết diện vuông góc với cả hai mặt cát khai (hình 1.1.5). Hình 1.1.5. Vị trí ba mặt cắt qua 2 mặt cát khai cho ra 3 giá trị góc cát khai khác nhau: Mặt cắt 1: vuông góc với cả hai mặt cát khai cho góc cát khai 1. Mặt cắt 2: cho góc cát khai 2 < góc cát khai. Mặt cắt 3: cho góc cát khai 3 > góc cát khai 1. Mặt cắt 1 cho góc cát khai thật. Mặt cắt 2 và mặt cắt 3 cho góc cát khai biểu kiến 7 Tính cát khai của khoáng vật được mô tả: - Cát khai hoàn toàn: nếu chúng thể hiện trên tiết diện là những đường thẳng song song, kéo dài liên tục. - Cát khai không hoàn toàn: nếu cát khai trên tiết diện là những đường thẳng song song, đứt đoạn. Tính cát khai của tinh thể khoáng vật biểu hiện khác nhau tùy theo vị trí cắt của tiết diện. Nếu tinh thể chỉ có một hệ thống cát khai (vd: biotit, muscovit), tiết diện song song với mặt cát khai sẽ không có cát khai, các tiết diện còn lại đều có một hướng cát khai (hình 1.1.6). Hình 1.1.6. Hình dạng tinh thể khoáng vật biotit có một hệ thống cát khai song song với (001), ảnh chụp tiết diện song song với (001) không có cát khai và tiết diện có một hướng cát khai khi cắt xiên góc hoặc song song với trục c của khoáng vật biotit trong đá granodiorit vùng Hòn Đất, Kiên Giang . Ảnh chụp dưới KHV phân cực (1Ni, 3.3x4x). Khoáng vật có hai hệ thống cát khai (augit, hornblen lục), các tiết diện có hai hệ thống cát khai: o Nếu hai hệ thống cát khai này song song với nhau, tiết diện chỉ có một hướng cát khai o Nếu chúng cắt nhau, tiết diện sẽ có hai hướng cát khai (hình 1.1.7). Hình 1.1.7. Hình dạng tinh thể pyroxen một nghiêng có hai hệ thống cát khai theo (110) và (110), ảnh chụp tiết diện có một hướng cát khai (gồm hai hệ thống cát khai song song) và tiết diện hai hướng cát khai cắt nhau của khoáng vật pyroxen một nghiêng trong đá monzodiorit vùng Hòn Đất, Kiên Giang dưới KHV phân cực (1Ni, 3.3x4x) Mặt cát khai thường song song với mặt tinh thể. Tuy không phải luôn luôn đúng trong mọi trường hợp nhưng tính chất này cực kì quan trọng cho việc định hướng các phương trục tinh thể, mặt tinh thể trong việc đo góc tắt. 8 Chiết suất Chiết suất của khoáng vật được xác định gián tiếp bằng việc quan sát mặt sần và độ nổi của tiết diện dưới một nicol (xem Bảng xác định chiết suất của khoáng vật trong lát mỏng). Bảng xác định chiết suất của khoáng vật trong lát mỏng (theo V.N. Lôđôtsnhikôp và V.I. Lutrixki) Chiết suất (n) Ranh giới giữa hạt và nhựa Mặt sần Độ nổi Chuyển động của riềm becke khi nâng cao ống kính Các khoáng vật đặc trưng n<1.47 Rõ Rõ Âm (hạt có dạng chìm xuống) Từ hạt sang nhựa Opan, fluorit 1.47-1.53 Yếu Không có Không có Từ hạt sang nhựa Orthoclas, microlin 1.53-1.54 Không có Không có Không có Không có Nephelin, Albit 1.54-1.57 Yếu Không có Không có Từ nhựa sang hạt Thạch anh, andesin 1.57-1.60 Rõ Yếu Dương (hạt có dạng nổi cao) Từ nhựa sang hạt Muscovit, labrado 1.60-1.70 Rõ Rõ Dương Từ nhựa sang hạt Apatit, hornblend, Augit, olivin 1.70-1.78 Rất rõ Rất rõ Rất cao Từ nhựa sang hạt Epidot, granat (garnet) n>1.78 Rất rõ Cực rõ Cực cao (rìa hạt như được tô một đường đen dày) Từ nhựa sang hạt Sphen, Zircon Nguồn tài liệu: Quan Hán Khang. Quang học tinh thể và kính hiển vi phân cực. NXB Đại học và Trung học chuyên nghiệp, 1986 Nguyên nhân tạo ra mặt sần là do khi mài lát mỏng, bao giờ trên bề mặt tiết diện cũng còn những chỗ lồi lõm. Nếu chiết suất của hạt khác với chiết suất của nhựa canada phủ trên bề mặt hạt, chùm ánh sáng song song khi qua hạt sẽ bị khúc xạ (hội tụ hoặc phân kì) ở những chỗ lồi lõm. Những khoáng vật có chiết suất cao sẽ nổi cao hơn khoáng vật có chiết suất thấp (hình 1.1.8; 1.1.9). Để so sánh chiết suất của hai khoáng vật nằm cạnh nhau, chúng ta sử dụng phương pháp tạo riềm Becke. Lưu ý: một số ... , biến chất và trầm tích. -Trong đá magma, muscovit là khoáng vật thay thế các khoáng vật khác trong các quá trình sau magma. -Muscovit còn có nguồn gốc biến chất, thành tạo trong những điều kiện nhất định. -Muscovit có giá trị công nghiệp gặp trong pegmatit. -Có thể nhầm muscovit với tremolit hoặc pyroxen 23 KHOÁNG VẬT TẠO ĐÁ DƯỚI KÍNH HIỂN VI PHÂN CỰC PLAGIOCLAS AnxAb100-x Plagioclase là hỗn hợp đồng hình của hai thành phần: Albit: (Ab) [Si3AlO8]Na Anorthit: (An) [Si2Al2O8]Ca Các khoáng vật chính trong nhóm gồm có: Albit An0-10Ab100-90 Oligoclas An10-30Ab90-70 Andesin An30-50 Ab70-50 Labrador An50-70Ab50-30 Bytownit An70-90Ab30-10 Anorthit An90-100Ab10-0 Dạng trung gian có thể gọi albit-oligoclas, oligoclas-andesin Trong những khoáng vật plagioclas có hàm lượng Na không lớn, thường có sự thay thế của K, giới hạn thay thế chưa có thể xác định. Ngoài ra, có thể chứa lượng nhỏ của nhôm (Al) được thay thế bởi sắt (Fe). Những plagioclas nào chứa hàm lượng đáng kể K thì có thể gọi là plagioclas kali. Thành phần hóa học của plagioclas (Nguồn tài liệu: Huỳnh Trung. 2000. Bảng tổng kết những đặc điểm chủ yếu của khoáng vật) Oxit %An SiO2 Al2O3 CaO Na2O Trọng lượng riêng (tỷ trọng) 0 68.81 19.40 0.00 11.79 2.614 10 66.12 21.22 2.11 10.55 2.630 20 63.46 23.01 4.21 9.32 2.646 30 60.83 24.78 6.28 8.11 2.662 40 58.24 26.58 8.32 6.91 2.678 50 55.67 28.26 10.34 5.73 2.690 60 53.14 29.97 12.34 4.55 2.709 70 50.63 31.66 14.31 3.40 2.725 80 48.16 33.33 16.26 2.25 2.741 85 46.93 34.16 17.23 1.68 2.749 90 45.71 34.98 18.19 1.12 2.757 95 44.49 35.80 19.15 0.56 2.765 100 43.28 36.62 20.10 0.00 2.773 Tất cả các khoáng vật thuộc nhóm phụ plagiocla đều được kết tinh theo hệ 3 nghiêng. Chúng thường có cấu tạo đa hợp tinh luật albite. Ngoài ra còn gặp hợp tinh kiểu carlsbad, pericline hay cấu tạo đới. 24 (Theo W. E. Troger. Optical Determination of rock forming mineral. Stuttgart, 1979) (Theo W. E. Troger. Optical Determination of rock forming mineral. Stuttgart, 1979) 25 (Theo W. E. Troger. Optical Determination of rock forming mineral. Stuttgart, 1979) (Theo W. E. Troger. Optical Determination of rock forming mineral. Stuttgart, 1979) 26 (Theo W. E. Troger. Optical Determination of rock forming mineral. Stuttgart, 1979) (Theo W. E. Troger. Optical Determination of rock forming mineral. Stuttgart, 1979) 27 Bảng chiết suất và lưỡng chiết suất của plagioclas Tên khoáng Mol % Anorthit Ng Nm Np Ng – Np Albit (Ab) 5 1.5387 1.5321 1.5285 0.0102 Oligoclas – albit 13 1.5431 1.5381 1.5341 0.0090 Andesin 40 1.5570 1.5533 1.5500 0.0070 Labrador 52 1.5632 1.5583 1.5553 0.0079 Bytownit 75 1.5735 1.5693 1.5645 0.0091 Anorthit 100 1.5885 1.5835 1.5756 0.0129 Xác định thành phần (số hiệu) của plagioclas Phương pháp Michel-Levy, còn gọi là phương pháp xác định thành phần (số hiệu) của plagioclas bằng cách đo góc tắt đối xứng lớn nhất trên tiết diện thẳng góc với mặt (010) theo luật song tinh anbit. Đặc điểm tiết diện vuông góc với mặt (010) * Ranh giới các mặt tiếp giáp (vết của mặt kết hơp song tinh) rất mảnh và khi nâng – hạ ống kính (bàn kính) thì bề dày của ranh giới tiếp giáp không thay đổi (hình 1a) * Khi đặt ranh giới mặt tiếp giáp (vết của hai mặt ghép của song tinh) trùng với phân giác của dây chữ thập trong thị kính (PP – AA) thì hạt plagioclas sáng đều, không thấy các giải song tinh (hình 1b) * Khi xoay bàn kính cho đến khi các giải song tinh (chẵn) tắt, và ngược lại xoay bàn kính về phía khác cho đến các giải song tinh (lẻ) tắt (hình 1c và 1d) * Tính giá trị trung bình của hai lần đo góc tắt (trái, phải). Góc tắt của hai phía (chẵn, lẻ) phải bằng nhau hoặc chênh lệch nhau dưới 4o). Hình 1. Vị trí vùng sáng chung (a) và vùng sáng đều (b) Hai vị trí tắt đối xứng (c) và (d) của tiết diện plagioclase (010) So sánh chiết suất của hạt plagioclas với nhựa (1,54). Nếu chiết suất lớn hơn nhựa (1,54) thì lấy số đo góc tắt (giá trị trung bình) dương (+) và nếu chiết suất nhỏ hơn 1,54 thì lấy số đo góc tắt âm (-). Từ việc tra biểu đồ (Fig.162-trong file: bangtomtatkvtd_tieptheo.pdf) ta xác định thành phần của plagioclas tương ứng với góc tắt đo được. Chú ý: Phương pháp này chỉ để xác định plagioclas có số hiệu nhỏ hơn 60 (60%An) 28 KHOÁNG VẬT TẠO ĐÁ DƯỚI KÍNH HIỂN VI PHÂN CỰC FELDSPAR KALI Orthoclas (K,Na)AlSi3O8 Tinh hệ: Một nghiêng b = Ng ; a^Np = 3 – 12o ; c^Nm = 14 – 23o Chiết suất: ng=1,526 ; nm=1,522 ; np=1,519 Độ lưỡng chiết suất: Ng – Np = 0,007 Quang dấu (-); góc 2VNp = 69 – 72 Độ trật tự thấp (Δ<1) Biến đổi thứ sinh: kaolin hóa (bị mờ đục). Sanidin (K,Na)AlSi3O8 Tinh hệ: Một nghiêng Chiết suất: Ng = 1,524 – 1,526 ; Nm = 1,523 – 1,525 ; Np = 1,517 – 1,520 Độ lượng chiết suất : Ng – Np = 0,007 Quang dấu (-); góc 2VNp rất nhỏ (có khi gần bằng 0). Độ trật tự rất thấp (Δ<<1) 29 Microclin (K,Na) AlSi3O8. Tinh hệ: Ba nghiêng Chiết suất : Ng = 1,525 – 1,530 ; Nm = 1,522 – 1,526 ; Np = 1,518 – 1,522 Độ lưỡng chiết suất: Ng – Np = 0,007 Quang dấu (-); góc 2VNp = 77 - 84 . Độ trật tự cao (Δ=1) Sự khác biệt của microclin với orthoclas (và các khoáng felspat kali khác) là microclin thường có cấu tạo song tinh mạng lưới. Cấu tạo song tinh mạng lưới thấy rõ ở tiết diện song song với (001); còn tiết diện song song với (010) thường thấy cấu tạo dạng “sợi” (không có mạng lưới). Cấu tạo song tinh mạng lưới thành tạo do kết hợp của microclin theo luật song tinh albit và periclin. Nguồn gốc: Feldspar kali có nguồn gốc liên quan đến các đá magma felsic, trung tính và kiềm cũng như các đá pegmatit. Ngoài ra chúng cũng được thành tạo trong quá trình nhiệt dịch nhiệt độ cao và trong các quá trình biến chất nhiệt động. 30 KHOÁNG VẬT TẠO ĐÁ DƯỚI KÍNH HIỂN VI PHÂN CỰC THẠCH ANH Thạch anh SiO2 Tinh hệ: • α-thạch anh (hight quartz) kết tinh trong hệ 6 phương • β-thạch anh (low quartz) kết tinh trong hệ 3 phương • β-thạch anh α-thạch anh ở nhiệt độ 575o ± 2ο Chiết suất: ne = 1,5533; no = 1,5442 Độ lưỡng chiết suất: no – ne = 0,0091 Quang dấu (+) Chalcedon SiO2 (có ít nước). Thành tạo dạng kết hạch, trọng lượng riêng d = 2,59 – 2,64 Opal SiO2 (có 3 – 9% H2O). Dạng ẩn tinh, trọng lượng riêng d = 2. 31 Nguồn gốc: Thạch anh có nhiều nguồn gốc: magma, biến chất, ngoại sinh. Nguồn gốc magma của thạch anh thường có thể là thực thụ hoặc nhiệt dịch. Chalcedon thường liên quan đến quá trình nhiệt dịch nhiệt độ thấp, đến hoạt động phun trào felsic. Chalcedony cũng thành tạo trong quá trình ngoại sinh do sự khử nước của keo silic. Opal là khoáng vật có nguồn gốc thủy sinh hoặc nhiệt dịch trong các trầm tích geyser (suối nước nóng). Opal còn thành tạo bằng con đường ngoại sinh do phong hóa các đá, nhất là siêu mafic. Một khối lượng lớn opal được thành tạo bằng cách trầm tích ở vùng bờ biển do sự ngưng đọng các dung giao silit từ sông chuyển tới. Opal cũng tham gia vào thành phần xương của một số loài sinh vật biển. Opal rất dễ bị biến đổi thành chalcedony và thạch anh. 32 KHOÁNG VẬT TẠO ĐÁ DƯỚI KÍNH HIỂN VI PHÂN CỰC Bộ ảnh chụp lát mỏng khoáng vật dưới kính hiển vi phân cực Olivin Pyroxen trực thoi Pyroxen một nghiêng Amphibol một nghiêng Mica Plagioclas Feldspar kali Thạch anh Apatit Zircon Sphen Epidot Tourmalin Orthit Andalusit Cordierit Disthen Silimanit Nguồn tài liệu: Đề tài nghiên cứu khoa học của các tác giả: Trần Phú Hưng, Lê Đức Phúc, Trần Đại Thắng, Đinh Quang Sang, Trương Chí Cường, Huỳnh Thị Ngọc Bích. Đặc biệt từ hai bộ lát mỏng thạch học của: PGS.TS. Huỳnh Trung và GV. Huỳnh Văn Hải 33 ẢNH CHỤP KHOÁNG VẬT DƯỚI KÍNH HIỂN VI PHÂN CỰC OLIVIN Các tiết diện olivin có nhiều đường nứt thô trong đá olivinit. 2Ni+, 3.3x4x Bộ sưu tập Huỳnh Văn Hải Cụm ban tinh olivin trong đá basalt olivin vùng Xuân Lộc, Đồng Nai. Các tiết diện không có cát khai và các tiết diện có một hướng cát khai không hoàn toàn. Ảnh chụp dưới 1Ni (trái) và 2Ni+ (phải), 3.3x10x. Ảnh chụp Trần Đại Thắng Ban tinh olivin trong đá basalt olivin vùng Xuân Lộc, Đồng Nai, các tiết diện bị biến đổi iddingsit hóa. Ảnh chụp dưới 1Ni (trái) và 2Ni+ (phải), 3.3x10x. Ảnh chụp Trần Đại Thắng Ban tinh olivin bị serpentin hóa ven rìa và theo khe nứt. 1Ni, 3.3x10x Bộ sưu tập Huỳnh Văn Hải Các tiết diện olivin có nhiều đường nứt thô trong đá olivinit. 2Ni+, 3.3x4x Bộ sưu tập Huỳnh Văn Hải PYROXEN TRỰC THOI Hypersthen màu đa sắc yếu. 1Ni, 3.3x4x. a) Màu phớt hồng theo Np hoa b) Màu phớt lục theo Ng Bộ sưu tập Huỳnh Văn Hải Enstatit một phương cát khai, màu giao t xám trắng bậc I. 2Ni+, 3.3x4x . Bộ sưu tập Huỳnh Văn Hải 34 PYROXEN MỘT NGHIÊNG Tiết diện 2 phương cát khai của augit có cấu tạo hợp tinh h1. (a) dưới 1Ni; (b) dưới 2Ni+; 3.3x10x. Bộ sưu tập Huỳnh Văn Hải Tiết diện 1 phương cát khai của augit có cấu tạo song tinh đa hợp. (a) dưới 1Ni; (b) dưới 2Ni+; 3.3x10x. Bộ sưu tập Huỳnh Văn Hải Augit, hợp tinh sablier. 2Ni+, 3.3x10x Bộ sưu tập Huỳnh Văn Hải Augit, cấu tạo đới. 2Ni+, 3.3x10x Bộ sưu tập Huỳnh Văn Hải AMPHIBOL MỘT NGHIÊNG a b Tremolit: tiết diện một hướng cát khai và tiết diện hai hướng cát khai a) 1Ni, 3,3x10x b) 2Ni, 3,3x10x Ảnh chụp: Trần Đại Thắng a b Tiết diện 2 hướng cát khai của hornblend lục có cấu tạ hợp tinh h1 o a) 1Ni, 3,3x10x b) 2Ni, 3,3x10x Bộ sưu tập Huỳnh Văn Hải a b Tiết diện 1 hướng cát khai của hornblend lục (1Ni, 3,3x4x) a) Màu đa sắc theo Np b) Màu đa sắc theo Ng Bộ sưu tập Huỳnh Văn Hải a b Hornblend lục (2Ni, 3,3x4x) a) Cấu tạo đa hợp tinh b) Cấu tạo đới Bộ sưu tập Huỳnh Văn Hải a b Hornblen nâu (1Ni, 3,3x4x) a) Màu đa sắc theo Np b) Màu đa sắc theo Ng Ảnh chụp: Trần Đại Thắng 35 MICA Biotit, tiết diện một phương cát khai, đa sắc mạnh. 1Ni, 3.3x4x. a) màu vàng nhạt theo Np b) màu nâu đỏ theo Ng Bộ sưu tập Huỳnh Văn Hải Tiết diện không có cát khai và các tiết diện một phương cát khai của biotit trong đá granodiorit vùng Hòn Đất, Kiên Giang. 1Ni, 3.3x4x. Ảnh chụp Trần Đại Thắng Biotit bị chlorit hóa. 1Ni, 3.3x4x. Bộ sưu tập Huỳnh Văn Hải Biotit bị chlorit hóa. 1Ni, 3.3x4x. Đá granit hai mica, khối Xuân Thu, Minh Long, Q Ngãi uảng uảng a) 1Ni, 3.3x4x. b) 2Ni, 3.3x4x Ảnh chụp Lê Đức Phúc Tiết diện muscovit một hướng cát khai hoàn toàn. Biotit bị chlorit hóa. Đá granit hai mica, khối Xuân Thu, Minh Long, Q Ngãi a) 1Ni, 3.3x4x. b) 2Ni, 3.3x4x Ảnh chụp Lê Đức Phúc 36 PLAGIOCLAS Plagioclas vị trí sáng chung (2Ni+, 3.3x4x). Bộ sưu tập Huỳnh Văn Hải. Plagioclas vị trí tắt phải (2Ni+, 3.3x4x). Bộ sưu tập Huỳnh Văn Hải. Plagioclas vị trí tắt trái (2Ni+, 3.3x4x). Bộ sưu tập Huỳnh Văn Hải. Plagioclas vị trí sáng đều (2Ni+, 3.3x4x). Bộ sưu tập Huỳnh Văn Hải. Plagioclas hợp tinh carlbad, albit; cấu tạo đới trạng (2Ni+, 3.3x4x). Bộ sưu tập Huỳnh Văn Hải. Plagioclas bị saussurit hóa (2Ni+, 3.3x4x). Ảnh chụp: Trần Đại Thắng FELDSPAR KALI Feldspath kali (2Ni+, 3.3x4x). Bộ sưu tập Huỳnh Văn Hải. Feldspath kali bị albit hóa (2Ni+, 3.3x4x). Bộ sưu tập Huỳnh Văn Hải. Microlin cấu tạo song tinh mạng lưới (2Ni+, 3.3x4x). Bộ sưu tập Huỳnh Văn Hải. 37 THẠCH ANH Thạch anh tha hình, tắt bình thường (2Ni+, 3.3x4x). Bộ sưu tập Huỳnh Văn Hải. Thạch anh tha hình, tắt làn sóng (2Ni+, 3.3x4x). Bộ sưu tập Huỳnh Văn Hải. Thạch anh trong kiến trúc pecmatit (2Ni+, 3.3x4x). Bộ sưu tập Huỳnh Văn Hải. Thạch anh trong kiến trúc myrmekit (2Ni+, 3.3x4x). Bộ sưu tập Huỳnh Văn Hải. Thạch anh trong kiến trúc granophyr (2Ni+, 3.3x4x). Bộ sưu tập Huỳnh Văn Hải. Ban tinh thạch anh bị gặm mòn (2Ni+, 3.3x4x). Bộ sưu tập Huỳnh Văn Hải. Chalcedon dạng spherolit (2Ni+, 3.3x4x). Bộ sưu tập Huỳnh Văn Hải. Chalcedon dạng spherolit (2Ni+, 3.3x10x). Bộ sưu tập Huỳnh Văn Hải. 38 KHOÁNG VẬT PHỤ Các tiết diện apatit có dạng lục giác hoặc hình trụ kéo dài.(1Ni, 3.3x4x). Bộ sưu tập Huỳnh Văn Hải. Apatit màu giao thoa xám trắng bậc I. (2Ni+, 3.3x10x). Bộ sưu tập Huỳnh Văn Hải. Zircon có dạng hình trụ dài với 2 chóp nhọn, đường viền sậm màu (1Ni, 3.3x10x). Bộ sưu tập Huỳnh Văn Hải. Zircon màu giao thoa rực rỡ,đường viền sậm màu (2Ni+, 3.3x10x). Bộ sưu tập Huỳnh Văn Hải. Tiết diện hình thoi đặc trưng của sphen (2Ni+, 3.3x10x). Bộ sưu tập Huỳnh Văn Hải. Sphen (2Ni+, 3.3x10x). Bộ sưu tập Huỳnh Văn Hải. Epidot dạng spherolit (1Ni, 3.3x10x). Bộ sưu tập Huỳnh Văn Hải. Epidot dạng spherolit (1Ni, 3.3x10x). Bộ sưu tập Huỳnh Văn Hải. 39 KHOÁNG VẬT PHỤ Tourmalin màu nâu nhạt theo Ng (1Ni, 3.3x4x) Bộ sưu tập Huỳnh Văn Hải. Tourmalin màu nâu sậm theo Np (1Ni, 3.3x4x) Bộ sưu tập Huỳnh Văn Hải. Tourmalin (1Ni, 3.3x4x) Bộ sưu tập Huỳnh Văn Hải. Orthit cấu tạo đới (1Ni, 3.3x10x). Mẫu J17226. Ảnh chụp Trần Đại Thắng Orthit (2Ni, 3.3x10x). Mẫu J17226. Ảnh chụp Trần Đại Thắng KHOÁNG VẬT TRONG ĐÁ BIẾN CHẤT Andalusit (chiastolit) với các đường ẩn nhập của chất than tạo thành hình chữ thập (2Ni+, 3.3x10x). Bộ sưu tập Huỳnh Văn Hải. Cordierit (2Ni+, 3.3x4x). Bộ sưu tập Huỳnh Văn Hải. Cordierit với hợp tinh (2Ni+, 3.3x4x). Bộ sưu tập Huỳnh Văn Hải. Cordierit với hợp tinh (2Ni+, 3.3x10x). Mẫu H4604. Ảnh chụp Trần Đại Thắng 40 KHOÁNG VẬT TRONG ĐÁ BIẾN CHẤT Silimanit hình dạng lăng trụ dài có một phương cát khai và nhiều đường nứt ngang (1Ni, 3.3x4). Bộ sưu tập Huỳnh Văn Hải. Silimanit (2Ni, 3.3x4x). Bộ sưu tập Huỳnh Văn Hải. Silimanit dạng bó sợi (fibrolit) (2Ni+, 3.3x4x). Bộ sưu tập Huỳnh Văn Hải. Kyanit (disthen) dạng lăng trụ dài có một phương cát khai (1Ni, 3.3x4x) Bộ sưu tập Huỳnh Văn Hải. Kyanit (2Ni, 3.3x4x) Bộ sưu tập Huỳnh Văn Hải. 41 KHOÁNG VẬT TẠO ĐÁ DƯỚI KÍNH HIỂN VI PHÂN CỰC Phiếu mô tả khoáng vật Số hiệu mẫu: Tên khoáng vật: Dưới một nicol - Hình dạng hạt (những khoáng vật trong suốt kết hợp quan sát dưới hai nicol vuông góc ) Chú ý: vẽ hình minh họa các hình dạng đặc trưng của các tiết diện khoáng vật, trên hình vẽ thể hiện các đặc điểm cát khai, song tinh, hợp tinh nếu có. - Kích thước hạt (lớn nhất, nhỏ nhất, phổ biến). - Chiết suất, mặt sần, độ nổi. - Màu sắc, tính đa sắc - Cát khai, góc cát khai (nếu có) Chú ý: vẽ hình minh họa quy trình đo góc cát khai - Mức độ biến đổi thứ sinh Dưới hai nicol vuông góc ánh sáng song song - Đặc điểm song tinh, hợp tinh - Bậc màu giao thoa cao nhất, độ lưỡng chiết suất (ng-np) - Góc tắt - Dấu kéo dài - Công thức đa sắc Chú ý: vẽ hình minh họa quy trình đo góc tắt, xác định tên phương dao động, dấu kéo dài, công thức đa sắc Dưới hai nicol vuông góc ánh sáng hình nón - Góc 2V - Quang dấu 42 KHOÁNG VẬT TẠO ĐÁ DƯỚI KÍNH HIỂN VI PHÂN CỰC Thư mục tài liệu in Gồm 2 file: 1) bangtomtatkvtd.pdf 2) bangtomtatkvtd (tieptheo).pdf Sinh viên in 2 file này để sử dụng trong phòng Thí nghiệm 43
File đính kèm:
- bai_giang_khoang_vat_tao_da_huynh_van_hai.pdf