Tutoriel microscope polarisant Lame mince de granite Hervé Kempf SVT Lycée de l'Elorn

TUTO MICROSCOPE GÉOLOGIQUE POLARISANT (MP)
L’observation d’une lame mince de roche est toujours un émerveillement mais avant de s’enfoncer au microscope géologique polarisant dans sa structure minérale, pour en identifier ses minéraux et en raconter l’histoire géologique, il faut connaître les différents éléments constitutifs du MP et respecter son protocole d’utilisation. La particularité du MP par rapport au MO photonique classique est de posséder 2 polariseurs situés sur le trajet de la lumière, l’un sous la platine avant la lame mince est appelé polariseur et l’autre, au-dessus de la lame mince entre les objectifs et les oculaires est appelé analyseur. La lumière qui vibre dans les 3 dimensions avant le polariseur va à sa sortie vibrer dans 2 dimensions donc dans un plan celui défini par le polariseur. On comprend ainsi que quand l’analyseur est mis en place sur le trajet lumineux, et donc à 90 ° du polariseur, la lumière qui vibrait dans le plan du polariseur est arrêtée par l’analyseur dont le plan de vibration est perpendiculaire à celui du polariseur et aucune lumière ne parvient à l’observateur. C’est l’extinction en absence de lame mince de roche sur la platine. Protocole d’utilisation : 1 - Allumer la lumière de votre MP. 2 - Ne pas mettre la lame mince de roche sur la platine. 3 - Tourner le polariseur situé sous la platine et chercher une position d’extinction pour faire ce que l’on appelle le noir. 4 - Ne plus bouger le polariseur durant toutes les observations. 5 - Retirer l’analyseur situé au-dessus des objectifs. 6 - Poser la lame mince sur la platine, la centrer et la fixer avec les 2 pinces ou valets. L’observation par transparence d’une lame mince de granite à 2 micas permet de voir que les sections de biotite sont vert-brun et se détachent des autres minéraux de la paragenèse du granite comme les feldspaths et les quartz qui sont clairs ou transparents. On commence par observer la lame au faible grossissement ici x40 pour découvrir la structure microscopique du granite tout en tournant la platine à la recherche des plus belles sections minérales puis si besoin on passe au grossissement x100. En LPnA, on voit que le granite est une roche magmatique plutonique entièrement cristallisée qualifiée d’holocristalline ce qui témoigne d’un lent refroidissement du magma granitique acide et siliceux en profondeur dans la croûte continentale. La paragenèse de ce granite à 2 micas montre par ordre d’abondance l’association minérale suivante, des feldspaths NaK du pôle Na l'Albite NaSi3AlO8 au pôle K l'orthose KSi3AlO8 qui sont reconnaissables à leur réfringence faible et à leurs sections parallélépipédiques troubles en raison de l'altération, qui leur donne un aspect de surface "poussiéreux" ce qui permet aisément de le distinguer du quartz de pléochroïsme gris à blanc, des sections transparente de quartz dioxyde de silicium SiO2 qui sont donc difficiles à identifier, des sections de mica noir ou biotite, reconnaissables à leur pléochroïsme brun-vert et sur certaines sections aux inclusions de zircons radioactifs repérables par la présence d’auréoles noires dues à une brûlure radioactive de la biotite, des sections de mica blanc ou muscovite incolores et limpides de relief moyen ce qui permet de les distinguer facilement du grand cristal de biotite autour de duquel elles ont cristallisé sur cet échantillon. En LPA, on voit que les minéraux du granite dévient la lumière polarisée qui les traverse de bas en haut. Cette propriété optique remarquable appelée biréfringence des minéraux permet de les identifier en LPA en fonction de critères optiques d’identification spécifiques et précis. Les feldspaths NaK montrent des teintes de biréfringence faible gris-blancs proche de celle du Qz et des macles de Carlsbad ou polysynthétiques fréquentes par association de minéraux de la même espèce. Les sections de Qz patatoïdes montrent des teintes de biréfringence gris-blancs avec une extinction roulante caractéristique. Le Qz ne développe pas dans le cœur d’un granite sa forme native pyramidale caractéristique car ses cristaux ont cristallisé vers 600°C en dernier à la fin des séries de Bowen des silicates Na-K et donc sous la contrainte entre les minéraux déjà cristallisés. Le magma acide et visqueux enrichi en SiO2 à l’origine des cristaux de Qz a en fin de cristallisation rempli les interstices entre les autres minéraux. Le Qz n’est donc pas automorphe mais xénomorphe dans un granite non pegmatitique. Les sections de mica noir ou biotite qui se reconnaissent à leur extinction droite sur la direction du clivage et à leur biréfringence forte, mais dont les belles teintes de polarisation du 2ème ordre sont atténuées par la couleur naturelle brune de la biotite. Les sections de mica blanc ou muscovite se reconnaissent à leur biréfringence très élevée avec des teintes maximales de fin de 3ème ordre et une extinction imparfaite sub-droite sur la direction du clivage.
Hervé KEMPF, SVT Elorn