Подготовка и монтирование образцов рудной микроскопии

Характер подготовки зависит от природы материала и целей исследования. Твердый материал просто обрезается алмазной пилой до требуемого размера. Для предупреждения разогревания образца во время резки необходимо смачивать полотно пилы водой, керосином или смазочным маслом. Если есть подозрение, что образец содержит фазы, которые или растворимы в воде (например, сульфаты или хлориды металлов), или вступают с ней в реакцию (например, некоторые редкие сульфиды в метеоритах), то необходимо резку и все последующие операции проводить с использованием подходящих инертных жидкостей (масел, спиртов, керосина и т. п.).

Размер и форма образца, который затем монтируется, произвольны и должны определяться характером материала и задачами исследования: большинство специалистов полагают, что наиболее удобны цилиндрические полированные шлифы диаметром от 2,5 до 5 см. Монтировать образцы следует в одинарных или двойных цилиндрических формах из пластика, полиэтилена или металла (рис. 2.2) или в цилиндрических пластиковых кольцах, которые становятся постоянной составной частью шлифа. Если применяются формы, то для облегчения выемки из них образца после затвердения монтировочной смолы полезно их внутренние стенки покрывать тонким слоем воска или других инертных смазывающих веществ (например, силиконовой смазки для запорных кранов). Толщина образцов также произвольна, но у полированных шлифов она обычно не должна превышать 1—2 см. Максимальная толщина часто обусловлена рабочим расстоянием между столиком микроскопа и линзой объектива.

Если образец твердый и малопористый, то его можно обрезать до требуемых размеров и сразу полировать. Обычно же образцы заключаются в монтировочную смолу, что облегчает работу с ними и снижает возможность их раскрашивания и выпадения из них отдельных зерен. До монтирования образца очень полезно подготовить на нем выровненную поверхность при помощи пилы или шлифовального станка, что позволит образцу ровно лечь на дно формы. Образцы неправильной формы могут воспрепятствовать удалению пузырьков воздуха из монтировочной смолы и потребуют более длительной шлифовки, чтобы получилась достаточная по размерам поверхность будущего полированного шлифа. Такая площадка удобна также для сглаживания краев поверхности, которая будет подвергнута полировке; это помогает избежать выкрашивания материала с контактов образца и монтировочной массы и скопления его вдоль них. Иногда возникает также необходимость разрезать и монтировать образец в определенной ориентировке, поскольку при наличии в нем кливажа или трещиноватости соответствующего направления может начаться выкрашивание материала с поверхности. Если образец хрупкий, трещиноватый, пористый или состоит из неплотно связанных зерен или порошка, то следует прибегнуть к цементирующей пропитке, чтобы предупредить выкрашивание зерен и захват абразивного материала во время шлифовки и полировки. Пропитывание быстро завершается, когда форма с образцом и монтировочной смолой помещается на несколько минут в вакуум. В этих условиях из пустот удаляется воздух, а при последующем снижении вакуума в них устремляется смола. Иногда возникает необходимость повторных кратковременных повышений вакуума, что позволяет смоле проникать в самые глубокие трещины и пустоты.

Важно, чтобы в процессе подготовки образца сохранялся в точности его минеральный и структурный облик. Как установлено в последние годы, некоторые распространенные сульфидные минералы (например, анилит Cu7S4 и джурлеит Cu1,96S) разрушаются при температуре ниже 100°С; для многих же других рудных минералов термическая устойчивость пока еще не известна. Все это вызывает необходимость применять монтировочные среды, затвердевающие на холоду и не требующие ни повышенных температур, ни высоких давлений. Старых методов, которые требуют именно высоких температур и давлений (например, при использовании бакелита в качестве монтирующей среды) и которые все еще применяются в металлургических лабораториях, следует избегать. Эти методы, не нарушая ассоциаций стойких рудных минералов (например, хромита, магнетита, пирита), могут глубоко изменить низкотемпературные и водосодержащие минеральные выделения. Даже кратковременное нагревание до температур, не превышающих 100оС, вызывает разрушение одних фаз или обусловливает возникновение двойников или распад твердого раствора у других. В соответствии с этим фактически все минералогические лаборатории применяют в настоящее время затвердевающие на холоду эпоксидные смолы или пластики, которые требуют при работе с ними меньшего времени и просты в обращении. Большинство эпоксидных смол полупрозрачны и почти бесцветны, что облегчает маркировку шлифов, поскольку бумажную этикетку можно вместе с образцом погрузить в смолу. Менее вязкие монтирующие среды обычно легко проникают в трещины и пустоты образца, чем более вязкие; это важно, когда приходится иметь дело с хрупким или пористым материалом. Если шлифы предназначаются и для электронно-зондового микроанализа (см. приложение 3), то следует быть внимательным при выборе смолы, чтобы не создать трудностей во время работы с прибором вследствие возможных процессов дегазации или испарения.