コノスコピック干渉パターン

コノスコープ干渉パターンまたは干渉図は、複屈折色と暗い帯（または等角）が交差するパターンであり、鉱物の識別や鉱物の光学的および化学的特性の調査を目的として地質学的 岩石顕微鏡を使用して作成できます。この図は、発散光線が光学的に非等方性の物質（つまり、物質の屈折率が内部のさまざまな方向で変化する物質）を通過するときに、光学干渉によって生成されます。この図は、スライドに対して垂直から離れた視野角で鉱物の複屈折がどのように変化するかを示す「マップ」と考えることができます。中央の色は真下を見たときの複屈折で、中心から離れた色は、垂直からますます大きな角度で鉱物を見たときの色に相当します。暗い帯は、光学的消光（見かけの等方性）が見られる位置に対応します。言い換えると、干渉図は鉱物の考えられるすべての複屈折色を一度に示すものです。

干渉図を見ることは、鉱物が光学的に一軸性か二軸性かを判断する確実な方法です。干渉図が正しく配置されている場合、感度の高い着色板を顕微鏡と組み合わせて使用​​することで、鉱物の光学的な符号と光学的な角度を判断できます。

光学鉱物学では、干渉縞を見るために岩石顕微鏡と交差偏光がよく使用されます。調査する鉱物を含む薄片を顕微鏡のステージに置き、1 つの直線偏光子の上に置きますが、2 つ目の直線偏光子 (「検光子」) は対物レンズと接眼レンズの間に置きます。顕微鏡のコンデンサーを標本の下に近づけて、小さな点を通る偏光光線の発散を大きくし、光の強度を可能な限り増加させます (たとえば、電球を上げて絞りを開きます)。通常、高倍率の対物レンズが使用されます。これにより、レンズによって張られる立体角が最大になり、したがって、遮断される光の角度の変化が最大になり、また、特定の時点で単一の結晶のみが観察される可能性が高くなります。

この図を見るには、顕微鏡から出る光線がほぼ平行にならなければなりません。これは通常、接眼レンズを完全に引き出すか (可能な場合)、ベルトラン レンズ(Emile Bertrand、1878 年) を対物レンズと接眼レンズの間に配置することで実現されます。

原理的には、どの結晶断面でも干渉パターンを生成できます。しかし、実際には、1. 識別しやすく、図を作成でき、2. 結晶特性に関する信頼できる情報を作成できる結晶方位は、わずかしかありません。通常、最も有用で簡単に得られる方位は、結晶断面の光軸を見下ろす方位で、光軸図と呼ばれる図が得られます(以下を参照)。このような結晶方位は、等方性ではないものの、ステージのすべての角度で通常の交差偏光光の下で均一に黒または非常に暗い灰色に見える (つまり、「消光」している) 鉱物の薄片を探すことで、薄片で見つけることができます。光軸を見下ろす位置から遠い場合は、フラッシュ図が見える場合があります。これは、ステージが 360 度回転するにつれて、視野を横切る黒い「フラッシュ」によって 4 回中断される、より高次の複屈折色です。

一軸鉱物の光軸を真下から、または光軸の近くから見ると、干渉像は等角投影に対して特徴的な「マルタ」十字形を示します。光軸を完全に真下から見ていると、ステージを回転させてもパターンはまったく変化しません。ただし、視野角が光軸からわずかに離れると、ステージを回転させると十字の中心が中心点の周りを回転します。十字の形は移動しても一定のままです。

二軸鉱物の光軸図はより複雑です。1 つまたは 2 つの湾曲した等角環 (「ブラシ」と呼ばれることもあります) が見え、そのうちの 1 つの最大曲率点が完全に中心にあります (図は、1 つの等角環が見える例を示しています)。2 つの等角環が見える場合、それらは背中合わせに配置されます。ステージを回転させると、等角環が移動して形状が著しく変化します。等角環が滑らかに湾曲し、最も近いポイントで大きく離れている位置から移動し、互いに近づくにつれて中間点で徐々に湾曲がきつく/四角くなります (以前は存在しなかった 2 番目の等角環が視野外から現れます)。その後、1 軸鉱物に非常によく似たマルタ十字パターンを形成するように融合します。ステージを回転させ続けると、アイソジャイアは再び分離しますが、以前あった象限とは反対の象限に移動し、その後再び出会い、再び元の象限に分離し、これを繰り返します。アイソジャイアは 360 度 1 回転で 4 回接触し、各回は通常の交差偏光で見られる消光位置の 1 つに対応します。

アイソジャイア間の最大分離は、スライドをアイソジャイアが合流する方向の 1 つから正確に 45 度回転させたときに発生します。アイソジャイアが最もきつく湾曲している点は、二軸鉱物に存在する 2 つの光軸のそれぞれの位置を表し、したがって 2 つの曲線間の最大分離は、鉱物の 2 つの光軸間の角度を診断します。この角度は光学角と呼ばれ、多くの場合「2V」と表記されます。場合によっては、光学角を知ることは、それ以外は非常によく似ている 2 つの鉱物を区別するための便利な診断ツールになることがあります。他の場合には、2V は特定の鉱物の化学組成によって既知の方法で変化し、その測定値を使用して結晶構造内の元素間の比率を推定できます(たとえば、オリビンの Fe/Mg など) 。ただし、このような場合には、鉱物の光学符号も確認することが重要になります(基本的に、これは鉱物の屈折率を 3D で表す光学屈折率楕円体全体に対して光学角がどのように向いているかを示します)。光学符号と光学角は、干渉パターン顕微鏡と感度の高い着色板の使用を組み合わせることで、一緒に判定できます。

等回転によって形成される「鞍」の両側には、メラトープと呼ばれる2つの目のような形の周囲に同心円状に複屈折する色の輪が走っている。最も近い帯は円だが、それより外側では狭い部分が鞍を指す洋ナシ形になる。鞍と両方のメラトープを取り囲む大きな帯は8の字形をしている。^[1]

ミシェル・レヴィ・チャートは、鉱物の識別に役立つ有用な情報を決定するために、干渉パターンと組み合わせて使用​​されることがよくあります。

• 波の干渉

• WD Nesse (1991)。光学鉱物学入門（第2版）。

• アルバート・ヨハンセン（1914年）。岩石学の方法マニュアル。