Mineralogía óptica
Preparación de muestras de rocas para los estudios microscópicos
1.0.-SECCIONES DELGADAS Las láminas delgadas o secciones delgadas son preparaciones preparaciones que se realizan realizan en rocas y suelos para su estudio con microscopio, y que consisten en rodajas de la roca de un espesor de unas 30 µm (0.0 3mm) que se adhieren a láminas de vidrio (portaobjeto) mediante resina, para posteriormente posteriormente ser recubiertas por otra lámina lámina de vidrio. vidrio. También Ta mbién se se puede realizar esta preparación en sedimentos sueltos si previamente se les añade una resina que, al consolidar, se comporta como si fuera el cemento de la roca.
Figura 1.-Estructura de una sección delgada El objetivo de preparar una lámina delgada es el de conseguir un grosor de la roca muestreada tan pequeño que permita que la luz la atraviese. El microscopio posee un polarizador que convierte la luz que emite en luz polarizada, un analizador, que es una lente que polariza la luz perpendicularmente al polarizador, y una platina que per mite mite girar la lámina delgada. Las observaciones se pueden realizar con el analizador activado o sin él. Cuando se observa una lámina delgada al microscopio la luz atraviesa el polarizador y una vez polarizada atraviesa la lámina delgada y llega al analizador (si está activado) y luego al observador. Según la naturaleza de los minerales presentes en la lámina delgada se observa lo siguiente: Tipo de mineral
Nícoles paralelos
Nícoles cruzados
Ejemplo
Opaco en lámina delgada
Se observa negro
Se observa negro
Pirita
Transparente isótropo Transparente isótropo o Se observa vidrios
Se observa negro
Hauyna
Se observa, pero si giramos la platina existen dos direcciones Transparente anisótropo Transparente anisótropo Se observa perpendiculares en los que la luz se extingue 1
Yeso
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Una lámina delgada --- ¿Para qué sirve? Clasificación de rocas: Identificación y cartografía de minerales: - radiometría - exploración de minerales - Investigación básica
Estudio de inclusiones fluidas Los minerales captan pequeñas burbujas de gas durante su cristalización. Las secciones tienen hasta 100 micras de grosor. Estudios micropaleontológicos. Estudios de la estructura y porosidad, así como la permeabilidad de la roca.
2.0.- TIPOS DE MUESTRAS
Figura 2.- Tipos de muestras
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Figura 3.- Preparación y análisis de minerales
Figura 4.-Tipos de muestras: sección delgada, sección delgada pulida, sección pulida y sección doblemente pulida.
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3.0.-PREPARACIÓN DE SECCIONES DELGADAS Introducción La preparación de sección delgada de 30 micras de espesor a partir de una muestra natural que puede ser: una roca ígnea, metamórfica, o sedimentaria, concentrados, relaves, suelos, sedimentos, arenas, materiales refractarios, arcillas, microfósiles, bentonitas, diatomitas, concretos, muestras arqueológicas etc. Manteniendo las características naturales de la muestra, para facilitar su posterior estudio y determinación de la composición petrográfica de la muestra. Para poder estudiar una muestra en el microscopio petrográfico es necesario hacer previamente una preparación. El procedimiento a seguir es distinto según que se trate de una muestra de material coherente (roca) o suelto (suelo o arena).
3.1.-PREPARACIÓN DE UNA ROCA Aunque los petrólogos acostumbran a preparar ellos mismos las secciones delgadas, son relativamente pocos los que actualmente lo hacen pues esta labor suele encomendarse actualmente a preparadores especializados o técnicos. Sin embargo, es conveniente que el estudiante, conozca el procedimiento de preparación con el fin de que se de cuenta de las dificultades que el procedimiento ofrece y aprenda a manejar con el debido cuidado una preparación terminada o muestra. La preparación de una sección delgada pued e ser dividida en las siguientes fases:
A.-Corte de la Sección: En condiciones normales, los ejemplares se cortan a un tamaño uniforme con una sierra circular de diamantes llamado también petrótomo empleando como lubricante agua o petróleo. Sobre una placa de la roca, de un espesor de 6,4 a 9,5 mm aproximadamente, se traza el contorno de un portaobjetos y se dan cortes con la sierra por dentro de las líneas marcadas. La mayor parte de las secciones se hacen de tamaño tal, que se adapten a portaobjetos de vidrio de 50 x 25 mm.
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Figura 5.-Corte inicial, haciendo el uso de la cortadora automática se corta un chip de 2x1cm x 1cm. aproximado teniendo cuidado de tomar la muestra representativa.
Figura 6 y 7.- Máquina cortadora y chip (galleta) de 2x1cmx1cm.
Nota: El tamaño de la muestra que se lleve al laboratorio debe ser de un tamaño apropiado ni tan pequeña que no se puedan obtener secciones delgadas ni muy grandes que la muestra no entre en la máquina cortadora. De ser posible la muestra debe ser co mpacta sin fisuras.
B.-Impregnación Cuando la muestra no está bien consolidada se impregna la muestra (cementarla) empleando resina poxy. Cuando la roca está alterada se hace este procedimiento antes del corte, si es roca fresca se realiza después del corte.
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Se calienta la muestra en una cocina eléctrica y se le impregna de un aglutinante (resina que es un endurecedor). Se vuelve a calentar la muestra para eliminar el excedente.
C.-Lapeado preliminar, intermedio, fino: Haciendo uso de la pulidora semiautomática y el disco magnético adecuado (N°120, 400, 1000) se lleva a cabo el lapeado de la muestra con la finalidad de eliminar el deterioro y la deformación de la muestra hasta obtener un superficie plana exenta como sea posible de rayadura y porosidad y relieve.
Figura 8.- Lapeado de la muestra con discos con varias superficies de pulido.
D.-Pegado (a)/ montaje de la muestra en el portaobjetos En la cocina eléctrica se procede a calentar a muestra a 140ºC durante dos minutos, como el cemento Lakeside se vende en forma de barras es necesario calentarlo (derretirlo) y frotarlo contra el portaobjetos y la sección de la muestra (con la superficie ya lapeada), ya calentada a 140ºC en una placa caliente, presionando toda la muestra para que el pegado sea uniforme, evitando el sobrecalentamiento para impedir la formación de burbujas y eliminando el excedente de pegamento. Después de estos pasos se deja enfriar la sección montada a la temperatura ambiente.
Figura 9 y 10.- Pegado de la muestra al portaobjeto
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E.-Segundo corte de la muestra Haciendo uso del equipo de corte semiautomático y utilizando la sierra diamantada adecuada se corta la muestra a un espesor de 500micras aproximadamente
F.-Desbaste inicial La superficie de la muestra que ha de ser montada sobre el portaobjetos debe estar completamente plana y para conseguirlo se la desgasta, frotándola sobre una superficie lisa y dura (vidrio) y empleando un abrasivo en po lvo (SiC de dureza Mohs 9 a 9.5) mezclándola con agua corriente.
Figura 11.-Desgaste de la muestra empleando SiC mezclado con agua corriente. Primero se utiliza el abrasivo en polvo #120 (más grueso), se frota la roca (galleta) en este abrasivo durante 10min por lo menos, de la misma manera se continúa con los abrasivos # 400, #600 y #1000 (partícula más fina), el movimiento de desgaste debe ser uniforme cerca del centro hasta el borde e inversamente con un continuo vaivén. Se continúa este procedimiento hasta que la muestra tenga un espesor aproximado de 100 micras, y su superficie sea perfectamente plana, libre de porosidad y rayas. Al término del proceso se lava la muestra para quitar el abrasivo y el lubricante.
G.-Pegado (b) / Montaje al cubreobjeto Se calienta la muestra con el portaobjetos en la cocina por 1 hora y se pega con bálsamo de Canadá (montaje al cubreobjeto). Se elimina el excedente del bálsamo de Canadá. Luego se coloca la muestra en la cocina eléctrica en temperatura baja por una hora para sellar el pegado.
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Figura 12 y 13.-Montaje de la muestra al cubreobjeto
H.-Desbaste intermedio Se procede a realizar los mismos pasos que en el desbaste inicial, utilizando los abrasivos Nº120, 400, 600 y 1000 mezclando con agua corriente durante 10 min por cada abrasivo. Se debe tener cuidado y presionar en el centro porque el vidrio portaobjeto se podr ía romper, se continúa el desgaste hasta lograr un espesor de 50 micras aproximadamente.
I.-Desbaste fino Se repiten los pasos anteriores hasta lograr un espesor aproximado de 30 micras.
J.-Control de calidad El control de calidad de la preparación de una sección delgada, se hace a intervalos durante el desbaste final haciendo uso del microscopio de polarización de luz trasmitida. Para controlar que la muestra tenga un espesor de 30micras, se utilizarán los colores de interferencia de minerales patrones como:
el cuarzo y
las plagioclasa
3.2.-PREPARACIÓN DE SUELO El proceso es similar al descrito para las rocas con la particularidad que antes de proceder se ha de dar coherencia a la muestra de suelo. Para ello la muestra de suelo se coloca en un recipiente y se incluye al vacío en una resina de po liester. Al polimerizar la resina se endurece produciendo un bloque compacto que engloba a la muestra de suelo conservando imperturbable su estructura natural.
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A partir de este momento ya se puede seguir todo el proceso descrito para las muestras de rocas.
Preparación de arenas La preparación de una muestra de arena es diferente según se trate de arenas finas o de arenas gruesas.
Ar enas finas Las arenas finas por su pequeño tamaño (<200 micras) pueden ser montadas directamente sobre un portaobjetos de vidrio. Un portaobjetos se recubre de un fina capa de agente cementante (Bálsamo de Canadá, o cualquier otro). Se dejan caer cuidadosamente los granos de arena y se recubre la preparación con un cubreobjetos (evitando la formación de burbujas).
Figura 14.-Preparación de arenas Ar enas Gruesas Las arenas gruesas tienen un tamaño (>200 micras) que las hace opacas si se montan directamente (1), por lo que es necesario incluirlas en una resina para darle coherencia. Para ello se colocan en un pequeño recipiente de fondo plano la resina y el suelo, se mezclan y compactan para posteriormente dejarlas secar y así obtener la briqueta.
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Figura 15.- Pasos para la preparación arenas en sección delgada
4.-SECCIÓN PULIDA Las secciones pulidas se usan en la microscopía de mena, es decir con luz reflejada. Se prepara una briqueta - una muestra altamente pulida. Se analiza la muestra abajo del microscopio en un ambiente de aire y óleo. Este método no llega a aumentos tan altas que la sección transparente, pero permite un reconoc imiento de casi la totalidad de los minerales de mena. Se realiza a partir de una muestra natural, que puede ser: Una roca de mena mineralizada, o material suelto como concentrado, relaves etc. Manteniendo sus características naturales de la muestra para facilitar su posterior estudio y determinación de la composición mineragráfica de la muestra; para el especialista.
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Figura 16.- Sección delgada-briqueta Etapas de preparación:
A.-Corte Se procede siguiendo los mismos pasos que para la sección delgada.
B.-Impregnación Se inyecta un aglutinante (resina que es un endurecedor) para que los minerales se adhieran. Cuando la roca está alterada se hace este procedimiento antes del corte, si es roca fresca se realiza después del corte.
C.-Encapsulado Identificamos los minerales opacos (oro por ejemplo) y se marca dónde se va a cortar (máquina cortadora). Posteriormente se ingresa la muestra cortada al molde.
D.-Lapeado Desgaste con abrasivos Nº 120, 400,600 y 1000, para obtener una superficie lisa libre de porosidad.
E.-Pulido Este procedimiento se realiza con máquinas de pulido especializadas, el objetivo es pulir la muestra usando un disco de desvaste o pulido.
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F.-Control de calidad
La sección pulida no debe tener relieve entre la fase dura y la fase blanda (minerales duros y blandos) No debe tener rayaduras. Falsa porosidad (cuando la impregnación no estuvo bien hecha los minerales se desprenden).
G.-Rotulado Se colocan los datos de la muestra.
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