Confection des lames minces

Bref historique

• Premières confections de lames minces par Nicol en 1828 (héritier du savoir-faire des lapidaires).
• Généralisation de l'observation des lames sous l'impulsion de Sorby (1860) : c'est le début de l'ère de la minéralogie optique, principalement dans l'école allemande
• Fin du XIX° : description de toutes les espèces minérales et de toutes les roches sous le microscope.

Fabrication des lames minces

La conception des lames minces est un processus qui met en jeu un certain nombre d'opération : rciage, rodage, polissage.

Les lames minces ont une épaisseur de 30 µm, elles sont collées sur lames de verre, souvent recouvertes de lames de verre.

Les critères de reconnaissance en lumière polarisée non analysée

• les formes de cristaux

faire le lien avec la cristallographie géométrique. Insister sur la notion de xénomorphe/automorphe

• la couleur et le pléochroïsme

c'est l'absorption de certaines longueurs d'onde de la lumière blanche. Le pléochroïsme est la variation de la couleur ou de l'intensité de la couleur en tournant la platine du microscope

En position Nord-Sud, la biotite présente une couleur brune pâle  (© Michel Dubois)

En position Est-Ouest, la biotite présente une couleur brune soutenue  (© Michel Dubois)

• les clivages

ce sont des plans de rupture du minéral qui correspondent à des plans de moins grande densité atomique. Ex. : les clivages à 120° des amphiboles, les clivages à 90° des pyroxènes. Rappeler que les clivages ne se verront pas systématiquement dans tous les plans (sections basales)

Clivage fin et régulier de la biotite
Famille de plans (001) correspondant à l'empilement des feuillets (© Michel Dubois)

Certains minéraux présentent deux clivages, qui forment entre eux un angle défini cristallographiquement. Toutefois, l'observation de ces deux clivages et de leur angle dépend de la section observée :

Représentation d'un prisme de pyroxène
Section basale de pyroxène	Observation des deux directions de clivage dans une section bassale de pyroxène (©Sandra Ventalon)
	Observation d'une section longitudinale de pyroxène ne montrant qu'une seule direction de clivage (© Sandra Ventalon)

• les fractures

ce sont des plans de cassure du minéral, sans relation avec les directions cristallographiques des cristaux

• le relief

c'est l'épaisseur du contour", qui traduit la différence de réfraction entre deux espèces. Les espèces avec un fort relief apparaîtront avec un contour épais.

Le relief de deux sections minérales contigües peut être déterminé grâce à la méthode du liseré de Becke. Le protocole est le suivant :

1. Se placer sur la limite entre deux sections cristallines dont on souhaite comparer les indices. Faire une mise au point parfaite (LPNA)
2. Mettre le condenseur en le baissant autant que possible
3. Détruire progressivement la mise au point à l'aide de la vis micrométrique (on éloigne ou on approche l'objectif de la préparation). A ce moment apparaît un liseré lumineux (le liseré de Becke).
Ce liseré se déplace vers le minéral le moins réfringent quand on approche l'objectif de la préparation
ou
Ce liseré se déplace vers le minéral le plus réfringent quand on éloigne l'objectif de la préparation.

Mise au point sur la limite entre deux sections cristallines (quartz et feldspath). La flèche rouge montre la limite entre les deux cristaux

Déplacement du liseré de Becke vers le minéral le plus réfringent (on a éloigné l'objectif de la préparation). Les flècles bleues indiquent vers où se déplace le liseré

Les critères de reconnaissance en lumière polarisée et analysée

• la forme

la forme de certains minéraux de faible relief peut être mieux observée en LPA. C'est notamment le cas des minéraux de faible relief

• la teinte de briréfringence

observer sur plusieurs espèces la teinte prise par les minéraux en LPA

• l'angle d'extinction

(© Michel Dubois)   Extinction droite : le minéral est éteint lorsque la trace du clivage (qui est aussi la direction d'allongement) est parallèle à une des directions de la croix de l'oculaire)

(© Michel Dubois)   Extinction oblique : le minéral est éteint lorsque la trace du clivage est oblique par rapport aux directions de la croix de l'oculaire) (a est l'angle d'extinction)

• le signe d'allongement d'une section

1. Placer le minéral dans une position d'éclairement maximal

(© Michel Dubois) Le minéral est en position d'extinction (notez l'extinction droite)

(© Michel Dubois)     Après une rotation de 45°, le minéral est en position d'éclairement maximal

2. Introduire la lame auxiliaire (onde [dit aussi teinte sensible], pour les minéraux peu réfringents; quart d'onde pour les minéraux assez biréfringents)

(© Michel Dubois)

3. Observer si on "monte" dans l'échelle des teintes ou si on "baisse"

(© Michel Dubois) Si la teinte monte (on passe du vert au jaune, dans notre cas; voir l'échelle des teintes de Newton) : N'g de la lame auxiliaire est superposé à N'g du minéral (allongement positif)

(© Michel Dubois) Si la teinte descend (on passe du vert au bleu, dans notre cas; voir l'échelle des teintes de Newton) : N'g de la lame auxiliaire est superposé à N'p du minéral (allongement négatif)

• les macles

c'est l'accolement de deux individus de la même espèce suivant des plans cristallographiques bien précis. On distingue plusieurs types de macles :

Les critères de reconnaissance en lumière convergente

Détermination du caractère uniaxe ou biaxe des minéraux

• Réalisation d'une figure d'axe : protocole (vérifier bien le centrage de l'objectif avant)
1. Choisir une section présentant le minimum de biréfringence, voire l'extinction complète
2. Mettre au point au grossissement le plus fort
3. Placer le condenseur
4. Mettre la lentille dite de Bertrand ou enlever l'oculaire
5. Observer en tournant la platine du microscope

Figure d'axe réalisée sur un cristal de quartz (© Michel Dubois) La figure d'axe est une croix : le quartz est donc un uniaxe

Figure d'axe réalisée sur un cristal de biotite (© Michel Dubois) La figure d'axe est une croix, la biotite est donc un uniaxe (en réalité, il s'agit d'un pseudo-uniaxe)

Détermination du signe optique

On utlilise une lame d'onde ; dans les exemples ci-dessus, l'axe de la lame d'onde est NE-SW :
 

Figure d'axe réalisée sur un cristal de quartz avec une lame d'onde Uniaxe positif (© Michel Dubois)

Figure d'axe réalisée sur un cristal de biotite avec une lame quart d'onde (© Michel Dubois) Notez, par rapport à la photo du dessus, que l'auréole bleu-vert à l'extérieur de la teinte sensible (anneau rose du quartier NE), devient jaune pâle; nous avons donc "descendu" dans l'échelle des teintes de Newton. La biotite est donc un (pseudo-)uniaxe négatif

Synthèse

Pour une espèce donnée, le tableau suivant vous permettra de synthétiser toutes vos observations :

* voir séance suivante

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