Fiche [R3] – Observer des lames minces de roches

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Fiche [R3] – Observer des lames minces de roches
I/ Un peu de théorie
Lumière naturelle et lumière polarisée
Le microscope qui est utilisé pour observer des lames minces de roches est un microscope optique qui utilise
une lumière particulière : la lumière polarisé. La lumière ordinaire (naturelle ou artificielle) est une onde
électromagnétique qui vibre dans toutes les directions dans un plan perpendiculaire au trajet de propagation
(fig. 1). Lorsque cette lumière traverse un filtre particulier – filtre polarisant – elle ne vibre que dans une seule
direction (fig 2), cette lumière est appelée lumière polarisée (LP).
Le microscope polarisant
C’est un microscope optique auquel sont ajoutés 2 filtres polarisants:
•1° filtre = le polariseur, ce premier filtre
est placé au dessus de la source de
lumière, avant la platine qui supporte
la lame mince. Ce filtre peut être ôté
par basculement.
•2° filtre = l’analyseur, ce deuxième
filtre est placé après la lame mince, il
est intégré dans le porte-oculaire.
•La platine porte-objet est une platine
tournante.
.

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Comment cela fonctionne-t-il ?
Les deux filtres (le polariseur et l’analyseur) doivent être placés en position croisée, c’est à dire que la direction
de vibration imposée par le 1er polariseur est perpendiculaire à la direction de vibration imposée par
l’analyseur. Dans ce cas, il n’y a (en théorie) aucune lumière qui sort de l’analyseur.
Réalisation:
•Allumez la source de lumière de votre microscope.
•Vérifiez que le 1° filtre (polariseur) est bien en place. Tourner ce filtre pour le placer en face du repère 0°
ou 180°. Ainsi le polariseur et l’analyseur sont « croisés » et aucune lumière ne passe (à contrôler)
•Faites maintenant attention à ne plus bouger le polariseur.
•Placez une lame de roche avec des cristaux (un granite par exemple) sur la platine, effectuez un
réglage au faible grossissement: vous observez l’image des cristaux alors qu’avant il n’y avait pas de
lumière. Pourquoi ?
La déviation de la lumière par un cristal
La matière cristallisée a la propriété de dévier la direction de vibration de la lumière. Le cristal, reçoit une
lumière polarisée, en sortant du cristal elle a une autre direction de vibration (rotation d’un angle a), le 2° filtre
(analyseur) laissera donc passer une partie de la lumière, c’est ce que vous observez !
Remarques
•Si vous ôtez l’analyseur (ou s’il est positionné en parallèle avec l’analyseur), vous observez les cristaux
en Lumière Polarisée mais Non Analysée (LPNA) souvent appelée improprement dans certains

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ouvrages « lumière naturelle », appellation à éviter absolument !
•Lorsque les 2 filtres sont en position croisée, vous observez les cristaux en Lumière Polarisée et
Analysée (LPA), appelée improprement dans les mêmes ouvrages « lumière polarisée ».
II/ Utiliser le microscope polarisant
Préparation du microscope
•Allumez la source de lumière de votre microscope.
•Vérifiez que le 1° filtre (polariseur) est bien en place. Tourner ce filtre pour le placer en face du repère 0°
ou 180°. Ainsi le polariseur et l’analyseur sont « croisés » et aucune lumière ne passe (à contrôler)
•Faites maintenant attention à ne plus bouger le polariseur.
Observation d’une lame mince de roche – Un Granite par exemple
•Placez la lame mince de roche sur la platine.
•Utilisez le petit objectif (en général x4)
•Effectuez le réglage de la netteté
•Vous devez observer une image comme celle-ci:
photo extraite de :
atlas of igneous and metamorphics rocks, minerals and textures
(University of North Carolina)
III/ Les roches MAGMATIQUES observées au microscope polarisant
L’état de cristallisation
Avec le microscope polarisant, on peut rapidement connaître l’état de cristallisation d’une roche magmatique.
En se rappelant que plus la vitesse de refroidissement d’un magma est lente, plus la cristallisation est
importante et les cristaux gros. S’il existe une part de matière non cristallisée, c’est un verre. Un verre
apparaîtra, au microscope et en LPA toujours sombre (la matière n’étant pas cristallisée, il n’y a alors pas de
déviation du plan de polarisation). Dans le doute (un cristal peut être sombre, noir), il faut procéder de la façon
suivante:

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•centrer la préparation sur la zone supposée non cristallisée (verre).
•faire tourner la lame mince sur elle même en restant centré sur la zone précédente.
•si la zone reste sombre ==> la matière n’est pas cristallisée, c’est du verre.
•si la zone s’éclaircit (ou prend des colorations), c’est un minéral cristallisé ==> à déterminer.
On distingue alors les états de cristallisation suivants:
•La roche est entièrement cristallisée ==> roche holocristalline.
•La roche est partiellement cristallisée (mélange de cristaux et d’un verre) ==> roche hétérocristalline.
La structure
C’est l’agencement des constituants de la roche (cristaux et verre).
Roche holocristalline :
•Les cristaux sont de grosses tailles (> 0,5 mm) –>: structure grenue, exemple : un granite.
•Les cristaux sont de petite taille (tous < 0,5 mm) –> structure microgrenue, exemple: microgranite
Roche hétérocristalline :
•Les cristaux sont relativement abondants, il existe des gros cristaux (> 0,5 mm) appelés
phénocristaux et des cristaux de petite et très petite taille (microcristaux), le tout est enrobé par
une pâte non cristallisée: un verre –> structure microlithique (ou microlitique). exemples : basaltes et
rhyolites.
•Les cristaux (phénocristaux et microcristaux) sont rares, la pâte en verre est abondante –> structure
vitreuse. exemple une obsidienne.