MICROSCOPE POLARISANT

Le microscope polarisant reste l'outil de travail essentiel des pétrographes. Son emploi permet de reconnaître les divers éléments constitutifs des roches et d'étudier leurs caractères, de définir leurs rapports mutuels (texture) et leur orientation (fabrique), et surtout de déterminer avec précision les minéraux, même de très petites dimensions.

Les échantillons doivent être taillés en lames de 0,03 mm d'épaisseur, collées entre lame et lamelle de verre ; la plupart des minéraux deviennent alors transparents. Ces « lames minces » sont examinées au microscope polarisant, qui diffère du microscope ordinaire par : l'interposition d'un polariseur entre la source lumineuse et la préparation et d'un analyseur escamotable entre l'objectif et l'oculaire ; une platine graduée tournant autour de l'axe de l'appareil et sur laquelle on peut adapter une platine théodolite permettant d'orienter la lame dans une direction connue de l'espace.

Le polarisateur transforme la lumière ordinaire en lumière polarisée, vibrant transversalement dans une seule direction (par exemple dans le plan de symétrie de l'appareil). En lumière simplement polarisée (dite parfois « naturelle »), on peut observer : les caractères cristallographiques des sections (formes, clivages, inclusions...), le « relief » (lié à l'indice de réfraction), la teinte, le pléochroïsme (variation de la teinte selon l'orientation du cristal par rapport à la direction des vibrations lumineuses).

Si l'on introduit l'analyseur orienté à 90⁰ (« nicols croisés »), des phénomènes chromatiques apparaissent généralement si le minéral n'est pas isotrope (auquel cas aucune lumière n'est transmise, le minéral restant « éteint » pour toute position). Les rayons incidents se dédoublent dans le cristal en deux rayons polarisés à angle droit, cheminant à des vitesses différentes ; l'analyseur n'accepte que les composantes situées dans son plan de vibration ; il y a donc interférences. Il en résulte des teintes de polarisation dépendant de la biréfringence du minéral, variable selon l'orientation de la section, mais présentant une valeur maximale caractéristique. Par ailleurs, l'intensité varie lorsqu'on fait tourner la platine : pour quatre positions à 90⁰, il y a extinction, et intensité maximale à 45⁰ de celles-ci ; l'angle d'extinction, par rapport à des éléments cristallographiques, est caractéristique. Enfin, des « lames auxiliaires » permettent de définir le signe d'allongement : ± dans la direction de plus faible vitesse (correspondant au plus grand indice), — dans le cas contraire.

L'interposition d'un « condenseur », aux forts grossissements, fait apparaître des phénomènes nouveaux : croix noire ou branche d'hyperbole dans les sections perpendiculaires aux axes optiques. Cela permet de définir la nature et la position de l'ellipsoïde des indices, donc l'uniaxie ou la biaxie, et le signe optique, ainsi que l'angle des axes optiques.

Dans une lame mince, chaque minéral apparaît ordinairement en plusieurs sections d'orientations diverses ; il faut rechercher des sections particulières dans lesquelles on peut observer et mesurer les caractères spécifiques de l'espèce permettant, grâce à des tables, une détermination précise.

Les recherches actuelles exigent cependant des données beaucoup plus complètes que celles qui sont fournies par le microscope polarisant, et de nombreuses techniques ont été mises au point pour analyser les multiples aspects des roches. En effet, la composition minéralogique d'une roche découle de la détermination de ses éléments au microscope polarisant ; l'évaluation des proportions de ces éléments (exprimées en poids ou surtout en volume) est effectuée également au microscope[...]