1. Cel ćwiczenia
3
2. Analiza makroskopowa skał
3
a. Metodyka badań
3
b. Opis makroskopowy skał
3
3. Analiza mikroskopowa skał
4
a. Metodyka badań
4
b. Opis mikroskopowy skał
4
c. Analiza ilościowa skały magmowej
6
4. Podsumowanie
7
5. Literatura i przypisy
7
str. 2
Celem zajęć było wykonanie opisu trzech skał: skały monomineralnej, osadowej
i magmowej. Przeprowadzono obserwacje makroskopowe, jakościowe i ilościowe analizy
mikroskopowej w świetle przechodzącym. Na podstawie tych danych określono pozycję
systematyczną badanych skał.
2. Analiza makroskopowa skał
a. Metodyka badań
Metodyka badania makroskopowego obejmowała następujące cechy skał: barwę,
strukturę, teksturę i skład mineralny. W analizie korzystano z lupy, rylca oraz kwasu solnego.
Dzięki lupie dostrzeżono drobniejsze minerały. Rylec pozwolił na określenie rysy oraz
względnej twardości minerałów w skale. Kwas solny został użyty do stwierdzenia obecności minerałów węglanowych i ilastych oraz stopnia porowatości skały.
b. Wyniki badań makroskopowych
Skała nr 3-2-5m
Próbka jest skałą monomineralną o mlecznobiałej barwie. Buduje ją magnezyt,
tworzący ziemiste skupienia. Cechuje go niska twardość i rozsypliwość. Minerał ten jest słabo
zwięzły i daje się rozetrzeć się w palcach. Minerałem pobocznym, pojawiającym się gdzie niegdzie w skale, jest jasnoszary krystaliczny kalcyt o ziarnach wielkości do 2 mm. Jest to węglanowa skała osadowa.
Skała nr 3-2-si
Skała ma beżową barwę. Cechują są struktura pelitowa oraz tekstura bezładna. Buduje
ją bardzo drobna masa z materiałem detrytycznym, które trudno rozpoznać w sposób
makroskopowy. Jest to ilasto-okruchowa skała osadowa.
Skała nr 3-2-sm
Skała ma bialo-szarą barwę z czarnymi punktami biotytu i minerałów nieprzezro-
czystych. Cechują ją tekstura zbita, bezkierunkowa oraz pełnokrystaliczna, nierówno-
krystaliczna struktura, o przewadze niewielkich kryształów. Podstawowymi składnikami tej
skały są skalenie i kwarc. Ponadto w podrzędnych ilościach występują biotyt i minerały
nieprzezroczyste. Kwarc jest barwy biało-szarej i charakteryzuje się wysoką twardością.
Skalenie stanowią około 60% masy próbki. Są to minerały barwy szarej i białej, o szklistym połysku i białej rysie. W skale występuje także biotyt o bardzo niewielkich rozmiarach i czarnej
barwie, niskiej twardości i blaszkowym wykształceniu. W skale nie widać makroskopowo
żadnych przeobrażeń. To plutoniczna skała magmowa klasy granitu i ryolitu.
str. 3
a. Metodyka badań
Wykonywana analiza mikroskopowa opiera się na właściwościach optycznych
minerałów, które ujawniają się przy przejściu przez nie promieni świetlnych. Często jest to jedyna i zarazem najprostsza metoda pozwalająca na identyfikację minerałów skałotwórczych.
Analizie mikroskopowej w świetle przechodzącym poddano dwie skały: magmową
i ilasto-okruchową. Do określenia składu mineralnego oraz mikrostruktury i makrotekstury
używano mikroskopu polaryzacyjnego. Dla skały magmowej przeprowadzono analizę ilościową.
Charakterystykę mikroskopową rozpoczyna się od standardowych kroków, polega-
jących na stopniowej analizie poszczególnych minerałów. Badanie składa się z dwóch etapów,
związanych z ustawieniami mikroskopu polaryzacyjnego:
badanie przy jednym polaryzatorze (1N): określa się barwę własną, pleochroizm, kształt
ziaren, łupliwość i relief;
badanie przy polaryzatorach skrzyżowanych (XN): określa się minerały izotropowe
i anizotropowe, barwy interferencyjne, wygaszanie światła, obrazy szczególne (jak np.
zbliźniaczenia, budowa zonalna), strukturę i teksturę.
Wielkość minerałów określono przy pomocy okularu o powiększeniu 6,3x. Oznaczało
to, że jedna działka odpowiada wielkości rzędu 35 μm. Po pomiarach przeliczono jednostki.
Analiza ilościowa skały magmowej została wykonana przez planimetrowanie
metodą punktową. Badanie rozpoczęto od odpowiedniego podziału szlifu. Interwał odległości
pomiędzy dwoma kolejnymi pomiarami wynosił 1x1 mm. Przesuwając stolik na kolejne
odległości odczytywano jaki minerał znajduje się w miejscu przecięcia się linii krzyża okularu.
Zrobiono 300 pomiarów, które następne zostały użyte do obliczenia procentowej zawartości
danego minerału, sporządzenia diagramów, określenia wskaźnika barwy i na tej podstawie
zaklasyfikowano skałę.
b. Wyniki badań mikroskopowych
Skała nr 3-2-si
Analiza mikroskopowa potwierdziła cechy strukturalne i teksturalne opisu makro-
skopowego. Skała ma strukturę pelitową oraz nieuporządkowaną teksturę. Wielkości ziaren nie
przekraczają wielkości 700 μm. W skale stwierdzono przeważającą ilość minerałów ilastych,
którym towarzyszy materiał detrytyczny. W skład materiału okruchowego wchodzą kwarc,
rutyl, glaukonit, muskowit oraz cyrkon.
Najdrobniejszą frakcję skały stanowi grupa minerałów ilastych, tworząca krypto-
krystaliczne tło. Identyfikacja poszczególnych minerałów w przypadku mikroskopu polaryza-
cyjnego jest utrudniona ze względu na drobnoziarnistość i podobieństwo własności optycznych.
str. 4
Do ich szczegółowej analizy powinny zostać użyte inne metody badań, jak np. dyfraktometria rentgenowska czy mikroskopia scanningowa. 1)
Materiał detrytyczny stanowi największy pod względem wielkości ziaren składnik skały,
który kwalifikuje się do frakcji aleurytowej. Materiał ten pochodzi prawdopodobnie ze skał typu
piaskowców.
Ziarna kwarcu mają wielkość do około 550 μm. Nie widać w nich spękań, sporadycznie
pojawiają się niewielkie owalne wrostki cyrkonu. Większość ziaren jest dość dobrze obtoczona,
co może mieć związek z transportem materiału budującego skałę.
Jednym z minerałów pobocznych, znalezionych pod mikroskopem jest rutyl. Ziarniste
skupienia tego minerału są zabarwione na miodowo-żółto i cechuje je wysoki relief. Osiągają
wielkość do 250 μm.
Glaukonit i muskowit pojawiają się sporadycznie i są zbliżonej wielkości rzędu 200 μm.
Glaukonit tworzy charakterystyczne zaokrąglone agregaty barwy zielonej przy obu
ustawieniach mikroskopu. Muskowit natomiast tworzy drobne postrzępione blaszki o żywych
zielono-różowo-niebieskich barwach interferencyjnych drugiego rzędu.
Skała nr 3-2-sm
Pod mikroskopem skała ujawnia strukturę pełnokrystaliczną, od drobno- do
średniokrystalicznej, o wielkości minerałów od 35 μm do 2 mm. Cechuje ją tekstura zbita, bezkierunkowa. Podstawowymi składnikami są skalenie i kwarc.
Skalenie są reprezentowane przez plagioklazy i skalenie alkaliczne. Idiomorficzne
kryształy plagioklazów mają wielkość do 2 mm i są największymi minerałami znalezionymi pod
mikroskopem. W zdecydowanej większości ich tabliczek można zaobserwować zbliźniaczenia
albitowe oraz spękania. Na granicach kryształów sporadycznie pojawiają się wrostki cyrkonu.
Skalenie alkaliczne występują w postaci kseromorficznych pertytów. Ich wrzecionowate
przerosty mają wielkość rzędu 140 μm. Minerały te są obserwowane jako mikropertyty
ortoklazowe.
Ksenomorficzne kryształy kwarcu mają wielkość do 1,5 mm. Występuje w nich wiele
spękań, które gdzie niegdzie wypełniają wrostki biotytu i cyrkonu. Wygaszają światło w sposób
falisty. Cechą charakterystyczną jest także niski relief, brak łupliwości i stalowoszare barwy interferencyjne. W skale występują dwa rodzaje kwarcu: pierwotny - o dużych rozmiarach,
i wtórny – o małych kryształach. Spotyka się także zrosty kwarcu z plagioklazami.
Jednym z minerałów akcesorycznych jest biotyt, wykształcony jako nieforemne blaszki
o wielkości do 700 μm. Pojawia się także w spękaniach kwarcu w postaci wrostków. Cechuje go
silny pleochroizm w barwach brunatnych i zielonych. W płytce cienkiej niektóre blaszki biotytu
bywają przeobrażone wskutek procesu chlorytyzacji, o czym świadczą subnormalne barwy
interferencyjne i zielony pleochroizm, charakterystyczne dla chlorytu.
Cyrkon pojawiają się sporadycznie, przeważnie jako niewielkie owalne wrostki
w kwarcu czy na granicy kryształów skaleni. Niekiedy odznaczają się budową zonalną.
str. 5
W próbce pojawiają się także prostokątne kryształy tytanitu. Minerał ten cechuje wyraźna łupliwość i żywe barwy interferencyjne II rzędu. Wielkości kryształów sięgają 1 mm.
W skale występują także minerały nieprzezroczyste. Skupiają się głównie wokół
blaszek biotytu, często przerastając się z nimi, rzadziej są spotykane w sąsiedztwie kwarcu i skaleni. Wielkości największych kryształów w okazie sięgają ok. 1 mm.
c. Analiza ilościowa skały magmowej
Każdy pomiar został dokładnie przeanalizowany w celu dalszych obliczeń. Ortoklaz
i pertyt (mikropertyt ortoklazowy) zostały połączone jako grupa skaleni alkalicznych. Wyniki pomiarów przedstawia Tabela 1.
Tabela 1.: Wyniki pomiarów analizy ilościowej skały magmowej
minerał
ilość
zawartość %
A+P+Q = 95,37%
skalenie alkaliczne
pertyt
104
34,67%
[A]
ortoklaz
75
25%
95,37% - 100%
plagioklazy [P]
9
3%
xA - ?%
kwarc [Q]
98
32,7%
xP - ?%
xQ - ?%
biotyt
7
2,3%
chloryt
3
1%
tytanit
3
1%
min. nieprzezroczyste
1
0,33%
suma: 300
suma: 100%
Wskaźnik barwy to stosunek ilości minerałów ciemnych do ilości minerałów w skale. Dla
analizowanej skały magmowej wyniósł 0,04(6) – jest to skała jasna, leukokratyczna. Wartość
tego wskaźnika oraz zawartości procentowe kwarcu i plagioklazów zostały naniesione w tabeli
klasyfikacyjnej (Załącznik 1).
Załącznik 2 przedstawia trójkąt klasyfikacyjny APQ dla skał plutonicznych. Przeliczenia
niezbędne do oznaczeń na tym diagramie zawiera Tabela 2.
Tabela 2.: Dane do trójkąta klasyfikacyjnego APQ
minerał
ilość
zawartość %
skalenie alkaliczne
179
xA = 62,6%
plagioklazy
9
XP = 3,10%
kwarc
98
XQ = 34,3%
Suma: 286
100%
Wyniki przedstawione na Załączniku 1 i 2 wskazują na ten sam typ skały - analiza
ilościowa została przeprowadzona prawidłowo.
str. 6
Komentarz do skały nr 3-2-si:
Analiza mikroskopowa przy użyciu mikroskopu polaryzacyjnego nie była metodą, dzięki której
można było jednoznacznie zaklasyfikować skałę. Potwierdziła ona wnioski wysunięte z analizy
makroskopowej, że próbka należy do osadowej skały ilasto-okruchowej. Dla dokładniejszej
identyfikacji potrzebne jest wykonanie dodatkowych uzupełniających metod badawczych.
Komentarz do skały nr 3-2-m:
Analiza makroskopowa i mikroskopowa potwierdziły zaklasyfikowanie badanej próbki jako
plutoniczną skałę magmową klasy granitu i ryolitu. Ilościowy skład mineralny próbki, odnie-siony do systematyki plutonicznych skał magmowych, odpowiada alkaliczno skaleniowemu
granitowi.
5. Literatura i przypisy
Literatura:
a) Manecki A., Muszyński M.: „ Przewodnik Do Petrografii” , Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne, Kraków 2008
b) http://pl.wikipedia.org/
c) http://open.agh.edu.pl - uczelniane repozytorium Otwartych Zasobów Edukacyjnych
d) własne notatki z zajęć z przedmiotów: mineralogia, petrografia, metody badań minerałów
i skał
Przypisy:
1) Manecki A., Muszyński M.: Przewodnik Do Petrografii, Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne, Kraków 2008, str. 288
str. 7