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2.5: Problemas comuns usando um microscópio petrográfico - Geociências


Mesmo depois de aprender sobre as peças e a operação de um microscópio petrográfico, surgirão problemas ao trabalhar com um microscópio no dia-a-dia. Ou pode ser necessário olhar para diferentes tipos de amostras e ajustar o microscópio de acordo.

Diz-se que a maneira de entender mais profundamente um equipamento é consertá-lo quando ele não funciona. Isso faz não significa que você deve quebrar um microscópio intencionalmente! No entanto, você obterá conhecimento especializado de como o microscópio funciona se tentar resolver um problema com cuidado e de forma lógica, sem “bagunçar” ainda mais o equipamento.

Neste módulo, exploramos maneiras de solucionar problemas comuns que podem surgir durante o uso de um microscópio petrográfico.

objetivos de aprendizado

Os alunos serão capazes de:

  • Crie explicações testáveis ​​para problemas encontrados ao usar um microscópio petrográfico.
  • Crie um fluxograma ou lista de etapas a serem executadas para diagnosticar problemas comuns com o uso de um microscópio petrográfico.

Conhecimento e habilidades anteriores

Os 10 principais (-ish) motivos pelos quais seu microscópio não está funcionando corretamente

  • O polarizador inferior é girado para fora de sua posição adequada (Por exemplo, em microscópios de estudante Leica, 0 grau deve ser alinhado com o ponto), ou há uma placa acessória inserida no microscópio. Isso criará cores anormais na luz polarizada cruzada - o que é bom se você quisesse fazer isso com a placa de acessórios e perceber que ela está lá!
  • Uma das objetivas ou o condensador estão desalinhados. Isso raramente acontece em microscópios de boa qualidade que são mantidos regularmente. O desalinhamento geralmente significa que alguém foi forçado ao usar o microscópio, resultando na projeção do sistema óptico para fora do alinhamento.
  • O revólver porta-objetivas não está totalmente girado de modo que uma objetiva se alinhe com o condensador de subestágio. Isso produzirá uma imagem incompleta.

Figura 2.5.1. Porta-objetivas desalinhado.

  • As configurações do condensador não são adequadas para a lente objetiva que você está usando ou para a finalidade para a qual está usando o microscópio. Verifique a ampliação no diafragma de abertura do condensador.
  • Os retículos não são verticais e horizontais no campo de visão. A orientação da mira pode ser ajustada na ocular direita. Simplesmente levante e gire para a orientação adequada.

Figura 2.5.2A. Ocular orientada com retículos horizontais / verticais.

Figura 2.5.2B. Retículos horizontais / verticais.

Figura 2.5.2C. Ocular orientada com retículos na diagonal.

Figura 2.5.2D. Retículos diagonais.

  • Uma ou ambas as oculares não estão focadas em seus olhos, ou você está usando um microscópio binocular e não pode ver todo o campo de visão. Gire os ajustes de foco nas próprias oculares até que você possa ver claramente. A maioria dos microscópios binoculares tem uma maneira de ajustar a distância entre as oculares de acordo com seus olhos. Para muitos microscópios, separe cuidadosamente os tubos da ocular ou empurre-os juntos suavemente até que você possa ver o campo de visão de ambos os olhos.
  • Algo está no caminho (ou parcialmente no caminho) da vista.
    • Se o analisador ou uma placa acessória estiverem apenas parcialmente inseridos, parte da visão ficará obstruída ou escurecida.
    • Se o diafragma de campo estiver muito fechado para o objetivo escolhido, um anel escuro bloqueará a luz do lado de fora do seu campo de visão.
    • Se a lente Bertrand estiver inserida, mas você estiver em baixa ampliação, terá uma visão difusa ou uma visão muito restrita de uma figura de interferência óptica.

Figura 2.5.3A. Placa acessória obscurecendo parcialmente a visão de uma seção fina.

Figura 2.5.3B. Diafragma de campo bloqueando parcialmente o campo de visão.

  • O iluminador está em sua configuração mínima, produzindo um campo de visão escuro ou quase escuro. Raramente, um lâmpada vai queimar, mas se os microscópios são mantidos regularmente, isso raramente ocorre.
  • A tomada elétrica foi reiniciada ou o plugue não está firmemente conectado ao microscópio, resultando em falta de energia para o iluminador (ou câmera, se o seu microscópio tiver uma).
    • Esta é uma ocorrência muito comum na minha universidade porque todas as tomadas são do tipo normalmente usado para secadores de cabelo em um banheiro (eles têm interruptores de circuito de falha de aterramento (GFCI)). Desligue o botão liga / desliga do microscópio, certifique-se de que o cabo esteja firmemente conectado ao microscópio e o plugue esteja completamente na tomada, em seguida, pressione os botões “teste” e “reiniciar” na tomada. Tente ligar o microscópio novamente.

E o problema número um que vejo no meu curso de petrologia é ...

  • A seção fina está de cabeça para baixo. A fatia fina de rocha na seção fina deve estar no topo da lâmina de vidro. Lembre-se de que nem todas as etiquetas de seção fina estarão no lado superior da seção fina - isso é especialmente verdadeiro para seções finas usadas em pesquisas. Em baixa ampliação, por exemplo, quando a objetiva 4x é usada, a faixa focal da objetiva pode acomodar a diferença de altura entre ter a fatia da rocha acima do vidro ou o vidro acima da seção da rocha. No entanto, em ampliações maiores, a região focal estreita torna necessário que a fatia da rocha fique no topo da lâmina de vidro para ser focalizada.

Figura 2.5.4A. Uma seção fina com o lado direito para cima no palco. Observe que você pode ver a borda da lamínula e a camada superior de epóxi ao redor da borda superior da seção fina.

Figura 2.5.4B. Uma seção fina de cabeça para baixo no palco. Apenas a borda limpa da lâmina de vidro pode ser vista em torno da borda superior. Observe que as etiquetas de amostra nem sempre são colocadas na parte superior das seções finas.

Problema de bônus

  • Você observa manchas ou pontos interferindo em sua visão?

As oculares do microscópio, e talvez as lentes objetivas, podem estar cobertas com poeira ou óleos do contato humano. Nossos microscópios são muito usados ​​por várias classes, portanto, limpar as oculares regularmente com um pano para lentes aprovado é uma boa maneira de manter o campo de visão limpo (e também é higiênico).

Se a lente objetiva estiver realmente suja, é aconselhável pedir ajuda a um instrutor para a limpeza. Certifique-se de usar o tipo correto de limpador e limpador de lentes e tome cuidado para não arranhar as lentes!

Daltonismo

P: Não importa qual microscópio eu uso, não vejo as cores dos minerais da mesma forma que outras pessoas na classe os estão descrevendo.

UMA: É possível que você tenha um tipo de daltonismo. O daltonismo é comum e pode ser testado online: https://www.aao.org/eye-health/diseases/how-color-blindness-is-tested. Uma das opções de teste está aqui: https://colormax.org/color-blind-test/

Não desanime se você não puder ver ou puder distinguir apenas parcialmente algumas cores - muitos petrologistas de sucesso têm daltonismo parcial ou total, incluindo a pessoa que ministrou o curso de Petrologia por 36 anos em minha universidade antes de mim. Existem muitas observações que podem ser usadas para identificar minerais usando o microscópio petrográfico, e a cor tende a ser uma das menos confiáveis. Se precisar de ajuda para ler cores de birrefringência ou interpretar testes de placas acessórias, peça ajuda ao seu instrutor.

commons.wikimedia.org/wiki/File:Ishihara_compare_1.jpg

Exercícios de investigação guiada

Consulta Guiada

Questão 2.5.1. Usando seu conhecimento das partes de um microscópio petrográfico e de como o microscópio pode ser usado incorretamente, crie um fluxograma que o ajudaria a diagnosticar um problema com seu microscópio.

Para cada cenário descrito abaixo, forneça pelo menos uma explicação testável para a observação.

Questão 2.5.2.

Não há luz passando pelo microscópio.

Questão 2.5.3.

Parece que algo circular está bloqueando parcialmente o campo de visão do microscópio.

Questão 2.5.4.

A visão polarizada cruzada de sua seção delgada parece “engraçada” - as cores parecem erradas para os minerais na seção delgada.

Questão 2.5.5.

A seção fina está em foco com uma ampliação baixa, mas não é possível focalizá-la com uma ampliação maior.

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2.5: Problemas comuns usando um microscópio petrográfico - Geociências

Esta seção fornece uma visão geral das partes de um microscópio petrográfico e o que cada parte faz. Também é uma boa revisão para um aluno que usou um microscópio petrográfico em uma aula anterior, mas precisa de uma atualização na anatomia de um microscópio.

objetivos de aprendizado

Identifique e descreva a finalidade de cada parte de um microscópio petrográfico.

Conhecimento e habilidades anteriores

  • Ocular
  • Canhão de visualização
  • Lente bertrand
  • Analisador
  • Placa acessória
  • Revólver porta-objetivas
  • Objetivo
  • Palco giratório com goniômetro
  • Vernier
  • Estágio mecânico
  • Foco (fino e grosso)
  • Condensador
  • Diafragma de abertura de condensador
  • Parafuso de centragem de subestágio
  • Polarizar
  • Diafragma de campo
  • Base do microscópio
  • Controlador de intensidade de iluminação
  • Iluminador

Consulta Guiada

Observe os diagramas do microscópio petrográfico e suas partes nas Figuras 4.2.1-4.2.4.

Insira diagramas interativos de Christie Liu e Mark Peale aqui:

Figura 4.2.1 Vista frontal do microscópio

Figura 4.2.2 Vista lateral do microscópio

Figura 4.2.3 Vista superior do microscópio

Figura 4.2.4 Vista do subestágio

4.2.1 De quais partes do microscópio você pode definir a finalidade sem olhar para cima? Liste tudo o que você acha que entende completamente como usar aqui:

4.2.2 Quais são as três partes do microscópio mais confusas para você, tanto por experiência quanto por olhar para esses diagramas?

Verificação de conceito 4.2.1

Em quantos lugares a imagem da seção delgada é ampliada em um microscópio petrográfico? Como você determina a ampliação da imagem?

As descrições das peças do microscópio, de cima para baixo, são encontradas na lista abaixo ou nestas referências:

Tubo de visualização: O tubo que conecta a ocular ao microscópio

Analisador: O polarizador localizado acima da amostra e da lente objetiva. A direção de polarização é orientada 90 graus (perpendicular) à direção de polarização do polarizador inferior.

Placa acessória: O microscópio inclui uma fenda acima das lentes objetivas na qual uma placa acessória pode ser inserida. As placas acessórias ajudam a determinar as propriedades ópticas dos minerais e incluem uma cunha de quartzo, uma placa de gesso e uma placa de mica (Nesse 1991)

Revólver porta-objetivas: https://sciencing.com/revolving-nosepiece-microscope-8715601.html Deve-se sempre usar o revólver porta-objetivas para mover as objetivas - nunca segure a própria lente objetiva.

Objetivo: As lentes objetivas (assim como as oculares) fornecem a ampliação para o microscópio. Os microscópios típicos contêm três objetivos: ampliação baixa, média e alta. Nossos microscópios têm lentes objetivas 4x, 10x e 63x. A ampliação deve ser escrita na objetiva.

Estágio giratório com goniômetro: O palco é onde a seção delgada é colocada. A maioria dos microscópios petrográficos tem um palco giratório circular com 360 graus marcados em incrementos de 1 grau ao redor da borda do palco. Isso ajuda nas medições ópticas.

Foco (fino e grosso): Os botões de foco movem o palco para mais perto ou mais longe da lente objetiva.

Diafragma de abertura do condensador: Por estar próximo à parte traseira da lente do condensador, fechar a abertura do condensador reduz a iluminação em todo o campo de visão (https://physics.stackexchange.com/questions/197163/whats-the-difference-between-two-types -de-diafragmas)

Parafuso de centragem de subestágio: Ajusta o subestágio (condensador) horizontalmente para centralizar o feixe de luz.

Polarizar: https://en.wikipedia.org/wiki/Polarizer Ele está localizado abaixo do estágio e da amostra. A direção de polarização é orientada 90 graus (perpendicular) à direção de polarização do analisador.

Diafragma de campo: O fechamento do diafragma de campo reduz o tamanho do feixe de luz que passa para cima através da amostra, bloqueando as bordas de visão. Quando o diafragma de campo está fechado, você pode ver as bordas do diafragma no campo de visão. (Nesse 1991 e https://physics.stackexchange.com/questions/197163/whats-the-difference-between-two-types-of-diafragms)

Base do microscópio: A parte inferior pesada do microscópio que contém o iluminador

Controlador de intensidade de iluminação: Um dial que ajusta a intensidade da luz do iluminador

Microscope World (3/12/2014) Microscope Mechanical Stage. https://youtu.be/9-1AQtMCezI

Nesse, W.D. (1991) Introduction to Optical Mineralogy, 2ª edição. Oxford University Press, New York, 335p.

Stack Exchange Inc, contribuições do usuário. (ret 2018) Qual é a principal diferença entre o diafragma de íris de abertura e o diafragma de íris de campo? https://physics.stackexchange.com/questions/197163/whats-the-difference-between-two-types-of-diaphragms

Colaboradores da Wikipedia. (2018, 21 de novembro). Condensador (ótica). Dentro Wikipédia, a enciclopédia livre. Recuperado em 01:06, 4 de dezembro de 2018, em https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Condenser_(optics)&oldid=869957949

Colaboradores da Wikipedia. (2018, 25 de outubro). Ocular. Dentro Wikipédia, a enciclopédia livre. Recuperado 00:38 de 2 de dezembro de 2018, em https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Eyepiece&oldid=865744166

Colaboradores da Wikipedia. (2018, 2 de dezembro). Polarizar. Dentro Wikipédia, a enciclopédia livre. Recuperado em 01:04, 4 de dezembro de 2018, em https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Polarizer&oldid=871569059

Colaboradores da Wikipedia. (18 de novembro de 2018). Escala Vernier. Dentro Wikipédia, a enciclopédia livre. Recuperado 00:51 de 4 de dezembro de 2018, em https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Vernier_scale&oldid=869424168

Licenças e atribuições

Texto escrito por Elizabeth A. Johnson, James Madison University (JMU).
Figuras criadas por Mark Peale, Elizabeth Johnson e Juhong Christie Liu, JMU.
CC-by License


2.5: Problemas comuns usando um microscópio petrográfico - Geociências

Relativamente poucos de nós temos a sorte de ter e usar uma ampla variedade de marcas e modelos de microscópios. Os laboratórios de microscópio no local de trabalho costumam ter pouca variedade de marcas ou modelos, de modo a reduzir os custos de manutenção e acessórios. Mas, como me mudei algumas vezes desde o início dos anos 1970, diferentes microscópios estão disponíveis para minha pesquisa de campo geológico e educação. Uma tarefa agradável, embora desafiadora, na década de 1980 foi ensinar mineralogia óptica e petrografia com microscópios polarizadores (escopos pol), em cursos de graduação avançados em programas acadêmicos de geologia. Nos últimos anos, tenho feito manutenção, reforma e venda de microscópios em uma empresa de meio período.

Não há nada de misterioso ou estranho nos acessórios de luz polarizada usados ​​em um microscópio petrográfico (geológico). Suas capacidades de campo claro continuam como em qualquer bom microscópio biológico, com a adição de filtros polarizadores colocados acima e abaixo da amostra, pelo menos um dos quais pode ser facilmente movido para dentro e para fora do caminho da luz. O estágio circular gira para mostrar como as diferentes orientações da amostra afetam a luz polarizada, mas também pode ser fixada no lugar para outros usos. Uma lente Bertrand (essencialmente um orifício com uma lupa) está disponível para observar os padrões de luz polarizada na parte de trás de uma objetiva de maior potência. Muitos materiais cristalinos (orgânicos e inorgânicos) produzem efeitos de birrefringência com os dois polarizadores no lugar, e as visualizações de algumas amostras biológicas podem mostrar melhorias semelhantes à técnica de campo escuro. Veja outros artigos da Micscape e as referências citadas no final para mais informações sobre microscopia de luz polarizada (PLM para abreviar).

Nos últimos anos, tornou-se possível obter um microscópio de polarização de bancada de alta qualidade por uma pequena fração de seu novo preço, de modo que um modelo de estudante ou menos capaz é viável mesmo para bolsos modestos (como em o meu caso). Embora certamente não seja um custo trivial, você pode com algum trabalho e sorte encontrar uma máquina muito boa por um preço entre US $ 1000 e $ 2.000 (cerca de 800 a 1600 euros), embora com a expectativa de que o produto precise de alguma limpeza, ajuste e provavelmente outro acessório ou dois. Sim, há vários escopos pol usados ​​ou mesmo novos do tamanho de um aluno disponíveis por menos dinheiro, e a maioria funciona bem, mas estão em outro nível e esse é outro artigo.

Se um revendedor estiver por perto, você pode ligar ou visitar até mesmo novos revendedores de microscópio podem ter algumas boas máquinas "pré-propriedade" em estoque. Sempre há bons exemplos à venda por revendedores na internet, que podem ser encontrados em um mecanismo de busca como o Google ou o Yahoo. O desligamento aqui pode custar caro. Você notará imediatamente que os preços dos microscópios polarizadores estão novamente pela metade para dobrar o custo das versões biológicas de campo claro do mesmo modelo. Pedir aos revendedores os preços de microscópios polarizadores de bancada usados ​​como novos pode variar de US $ 4.000 a US $ 8.000, às vezes mais. Os escopos Pol começam com um preço mais alto quando novos porque as peças dos escopos pol são mais caras de se produzir e são vendidas em quantidades muito menores do que os modelos biológicos, portanto, é uma questão de custos de produção. Além disso, um revendedor agregará valor limpando, ajustando, consertando, substituindo peças, testando e garantindo uma máquina complexa, o que deve ser refletido no preço. Mas se você tiver tudo, comprar de um revendedor quase certamente significará que seu instrumento está em boas condições e funcionamento, e se não estiver, você tem algum recurso. Os revendedores querem e precisam de clientes satisfeitos.

Mas então, como seus colegas microscopistas ao redor do mundo, você pode observar o que acontece em sites de leilão na Internet como o eBay. Aqui, os preços finais costumam ser uma pechincha, às vezes ridiculamente baixos (10% a 20% do custo novo), mas obviamente há um risco real de que o que chegar (eventualmente) seja menos do que satisfatório. Supondo que esta seja a sua rota, o que você poderia encontrar com um preço entre US $ 1.000 e US $ 2.000 ou mais, usando uma fonte de pechinchas como o eBay? E o que você deve saber sobre as marcas e modelos específicos, além do que o vendedor descreve ou pode obter na Internet?

Neste artigo, descreverei seis dos melhores microscópios polarizadores de bancada com qualidade de pesquisa, feitos entre os anos 1970 e 1990, com os quais tenho experiência direta e já vi em várias condições à venda no eBay. Por que essa faixa etária? As principais empresas fizeram melhorias significativas em ótica e funcionalidade após a década de 1960, alcançando também excelente qualidade mecânica. As peças modulares necessárias para os microscópios de polarização foram aperfeiçoadas e não mudaram muito desde então. A partir da década de 1990, as grandes empresas desenvolveram novamente suas linhas de instrumentos no que parecem ser modelos mais sofisticados, geralmente com ótica de tubo infinito e designs ergonômicos e elegantes. Eles são, sem dúvida, máquinas superlativas. Mas as pessoas e empresas que os compraram novos ainda os estão usando, portanto, relativamente poucos ainda estão disponíveis no mercado de microscópios usados. E eles são caros. Mais especificamente, tenho muito pouca experiência pessoal com telescópios do século XXI. Do meu ponto de vista, as décadas de 1970 a 1990 foram a era de ouro dos microscópios.

É compreensível que você se oponha a algumas de minhas caracterizações ou reclame que deixei de fora um microscópio que você sabe ser de primeira linha. Minhas descrições são naturalmente subjetivas e limitadas às máquinas com as quais realmente trabalhei. Além disso, não sou um microscopista profissional ou um técnico de serviço treinado. No entanto, minha experiência inclui pelo menos tantos outros que, em minha opinião, não são tão bons, mesmo que todos tenham certas qualidades excelentes. Na verdade, nunca encontrei um microscópio geológico de que não gostasse.

Critérios para Julgamento de Microscópios Pol

Assumindo boas condições de uso (vidro não marcado, filtros transparentes, máquina limpa, nada quebrado, tudo funcional, não abusado), os critérios para julgar microscópios petrográficos incluem:

Iluminação. Os microscópios geológicos precisam de uma fonte de luz brilhante devido à perda de luz pelos filtros polarizadores. Além disso, as visualizações polares cruzadas precisam ser uniformemente iluminadas para avaliar as diferenças de birrefringência na visualização. Deve haver um diafragma (íris) abaixo da lente de campo e outro em um condensador ajustável, para que você possa obter a iluminação Kohler. Os sistemas mais novos usam uma lâmpada de halogênio, pré-focada ou ajustável, que é barata e fácil de substituir.

Os controles de foco não devem estar soltos nem muito apertados. Os melhores sistemas possuem aperto ou tensão que podem ser ajustados pelo usuário sem qualquer desmontagem, geralmente relacionada aos botões de foco grosseiro. Os minerais geralmente têm estruturas que podem ser estudadas alterando ligeiramente o plano focal, portanto, deve haver suavidade e precisão.

Escalas e controles rotacionais angulares. O estágio circular deve ter gradações de graus (um goniômetro), com um parafuso limitador e (possivelmente) cliques audíveis em intervalos regulares. Uma ocular precisa de um retículo de retículo focalizável (as marcas do micrômetro nela são um ponto positivo) e a ocular pode travar no lugar com um pino e uma ranhura. Os filtros polarizadores devem estar devidamente alinhados, para que os ângulos de extinção possam ser estudados e medidos (com a escala de estágio) em relação à mira. É útil se um ou ambos os filtros pol podem ser girados de acordo com escalas de graus e para ter certeza dos ângulos em relação a uma placa de compensação.

Facilidade de centralizar as objetivas, a platina circular e o condensador, de modo que a visualização e a platina girem em torno do mesmo ponto central. Um bom sistema tem parafusos de centragem que funcionam suavemente e não permitem que as objetivas individuais se desviem do centro. A platina também deve ser fácil de centralizar com parafusos ou pernos (em relação a uma ou mais das objetivas) e permanecerá assim durante o uso.

Acessórios. Como geralmente não são incluídos nas vendas de escopos usados, os acessórios precisam estar disponíveis para serem adicionados posteriormente, seja por meio do eBay ou de fontes comerciais. Eles tendem a ser caros. Todos os bons sistemas pol precisam de uma ou mais placas de compensação de onda de luz, pelo menos uma placa de onda inteira (vermelho de 1ª ordem) e, se possível, uma placa de onda (mica) e talvez uma cunha de quartzo. Embora o tamanho da placa de 4x12 mm mais antigo seja bom, o tamanho mais novo de 6x20 mm indica um caminho maior, mais brilhante e leve. Também é muito bom, mas não absolutamente necessário, ter um porta-slides mecânico x-y de operação suave no palco. Eles são feitos com botões de controle baixos ou horizontais que não interferem nas objetivas quando o palco é girado. Difícil de encontrar e caro quando você encontra um.

Lente Bertrand. As observações conoscópicas com microscópios petrográficos auxiliam na identificação de minerais e, às vezes, na estimativa de suas composições. É possível retirar uma ocular e olhar para baixo no tubo para esse propósito, mas todo bom escopo pol fornecerá uma lente Bertrand (a mesma ferramenta usada para centralizar os anéis de contraste de fase). Ele será embutido na cabeça, ou em um tubo intermediário abaixo da cabeça, e pode ser movido para dentro ou para fora do caminho da luz. As melhores máquinas também fornecem uma maneira de focalizá-lo. Para ajudar a fazer um cone de luz concentrado adequado, o condensador deve ter uma lente superior flip-up para esta observação conoscópica de alta potência.

Qualidade ótica. Você deve esperar visualizações planas amplas, nítidas, com bom contraste e brilho. Os filtros polarizadores devem ser responsáveis ​​por toda e qualquer birrefringência nos minerais em estudo. O problema das peças ópticas adicionando sua própria polarização (em direções indesejadas) é o motivo pelo qual as empresas têm que colocar esforço extra e dinheiro para projetar e construir peças pol. A ótica da Pol scope é considerada livre de tensão, ou seja, seu vidro é resfriado e as lentes são construídas de forma que não adicionem efeitos de polarização. Além disso, esses efeitos das camadas internas de vidro nas lentes, espelhos, refratores e prismas devem ser projetados. As cabeças binoculares, com seus prismas e espelhos extras, são especialmente mais difíceis (e mais caras) de fazer para lunetas pol do que as cabeças monoculares. É por isso que as cabeças monoculares têm sido especialmente comuns em sistemas de polarização, mesmo na extremidade superior. No entanto, as melhores lunetas pol do meu grupo de bancada oferecem cabeças binoculares e trinoculares, e você deve ter uma ou outra.

Objetivos e oculares. Muitas rochas são grossas o suficiente para exigir objetivas de baixo poder. Um bom sistema terá pelo menos 2,5 ou 4x, 10x e 40x pol (P ou Po) objetivas e, como uma 4ª peça, uma objetiva 20x ou 60x é mais útil do que uma objetiva 100x. A potência 40x também é usada para observações conoscópicas. Espere um bom plano de acromáticos. Também na melhor luneta, as oculares devem ser do tipo campo amplo e ponto de visão alto. Os principais sistemas podem usar objetivas emparelhadas com oculares de compensação específicas, projetadas para funcionarem juntas. Aqui está um segredo mal guardado: muitas objetivas "regulares" não polares de boa qualidade funcionarão bem em um microscópio de polarização, sem efeitos de tensão perceptíveis.

Olhe e sinta. Os melhores microscópios têm peças que se movem suave e facilmente onde deveriam, mas são rígidas e sólidas onde não deveriam. Eles têm tolerâncias estreitas, superfícies de contato polidas, engrenagens de metal, rolamentos de esferas e bons acabamentos. Máquinas menores têm oculares que balançam ao redor, condensadores que não ficam parados, estágios que prendem ou oscilam, objetivas que não são parfocais - e continua indefinidamente. A moldura deve ser forte, sólida e pesada, especialmente se você for tirar fotomicrografias. Suas mãos devem cair naturalmente para os controles e várias partes devem ser facilmente encontradas quando necessário e fora do caminho quando não forem necessárias. E deve ser bonito - a estética é importante. Essas coisas afetam seu prazer em possuir e usar qualquer microscópio.

Capacidade de manutenção. Finalmente, os melhores osciloscópios podem ser desmontados e remontados conforme necessário para limpeza, lubrificação, ajuste e reparo. Essa capacidade torna o cuidado regular muito mais fácil e, com ela, um microscópio de qualidade fornecerá um serviço excelente para o resto da vida.

Seis máquinas representam minhas escolhas dos melhores microscópios polarizadores usados ​​com preços acessíveis, o que significa menos de US $ 2.000 ou mais em um ambiente de leilão (negociantes de preço fixo, incluindo eu, podem querer mais do que isso). Eu os coloquei em ordem de custo provável e minha preferência pessoal, com o melhor por último.

A Leitz merece a alta estima que proprietários e usuários têm por seus produtos dos anos pré-Leica. Os escopos pretos Ortholux e Dialux pol dos anos 1960 e início dos anos 70 estão próximos da aparência de seu contemporâneo superlativo, o Wild Heerbrugg M21, e Leitz certamente venderam muito mais (pelo menos nos EUA), tantas peças e acessórios são disponíveis no mercado. Na década de 80, Leitz mudou para um design de caixa retangular cinza-azulado para seus suportes de telescópio, que eram mais novos, mas (segundo me disseram) não eram máquinas melhores.

Passei vários dias limpando e ajustando um Leitz Dialux que é usado ativamente por um colega geólogo acadêmico. Depois de 35 anos, mostra apenas um desgaste mínimo e provavelmente poderia dar uma satisfação perfeita por mais 35 anos, pelo menos. Ele se lembra de um preço em torno de US $ 4.500 em 1971, com outros US $ 1.500 por um kit de acessórios incluindo placas onduladas e um estágio mecânico de contagem de pontos x-y.

Este tem cinco grandes objetivos excelentes, marcados PL 2,5 / 0,08 170 / -, 10 / 0,25 P 170 / -, NPL 16 / 0,40 P 170 / -, NPL 40 / 0,65 P 170 / 0,17 e P 63 / 0,85 170 / 017. A torre é grande o suficiente para conter todos os cinco parafusos de centralização mais para eles. A cabeça trinocular tem uma lente Bertrand integrada e usa oculares Periplan GF10x. Tanto o analisador quanto os filtros do polarizador podem girar, com um slot para as placas de onda 4x12 no tubo intermediário. Há uma fonte de alimentação separada para a lâmpada de filamento de tungstênio de 15 watts.

Por alguma razão, em muitas fotos o Dialux parece um pouco pequeno, mas na verdade é uma máquina de bancada de tamanho normal, não uma estante portátil para alunos. Sua moldura pesada e rígida é muito boa para fotomicrografia. Algumas pessoas que desejam adaptar certas câmeras digitais (como a Nikon Coolpix 990/995) procuram uma objetiva Periplan que tenha um protetor de olho enroscado (este exemplo não tem). Depois de remover o protetor de olho, as roscas têm o tamanho certo para aparafusar a objetiva diretamente na Nikon. Em seguida, torna-se uma excelente lente de retransmissão de foto que pode deslizar para dentro do tubo trinocular e segurar facilmente a câmera leve.

Você pode pensar que as pessoas que usam esse estilo de esmalte preto mais antigo invejarão os geólogos que têm máquinas mais novas, mas pelo menos neste caso, meu colega sabe que seu Leitz está próximo do auge da função e do design em microscópios petrográficos. Mas nem todo mundo tem sua visão, então você pode encontrar um preço de barganha real para este modelo.

American Optical Series 110, meados da década de 1980

Esta é a versão polarizadora do modelo Microstar, construído nos Estados Unidos pouco antes e depois de a empresa mudar seu nome para Reichert (depois deixou de produzir microscópios americanos). Como A.O. os proprietários irão atestar que o modelo 110 é um microscópio grande, sólido, bem projetado e de alta qualidade, com operação suave e bom funcionamento.

Os quatro A.O. as objetivas acromáticas de plano avançado com correção infinita incluem 4x / 0,12, 10x / 0,25, 20x / 0,50 e 40x / 0,66. Também estavam disponíveis objetivas de 45x, 50x e 100x, embora nem todas sejam livres de tensões. Eles produzem visualizações muito boas, amplas, nítidas e de alto contraste. O estágio circular graduado é facilmente centralizado com botões acoplados, mas não há provisão para centralizar as objetivas.

A cabeça binocular ou trinocular (que pode mostrar birrefringência induzida muito leve) é anexada a um tubo intermediário com uma roda de filtro polarizador, enquanto a cabeça monocular sem tensão tem um diafragma interno, um filtro analisador flip-lever e uma lente Bertrand separada alavanca com foco de lente. A cabeça binoc tem duas oculares livres de tensão de campo largo de 10x, e a cabeça monocular usa uma ocular de campo amplo de 10x correspondente com um retículo em cruz (foram feitas seis oculares diferentes).

Existe uma ranhura para placa de 6x20 mm no nariz. O condensador centrável é o 1,25 n.a. Tipo abbe asférico com uma lente auxiliar basculante. A lente de campo possui um polarizador giratório e há botões de controle para um filtro interno de luz do dia, bem como um diafragma de campo. O acabamento esmaltado grosso desses suportes se mantém bem e é fácil de limpar (eu uso uma cera de carro de boa qualidade). A lâmpada de halogênio de 20 watts na base puxa em um clipe de suporte, muito fácil (e barato) de substituir.

Na versão trinocular, um tubo de foto (câmera) é facilmente removido e substituído por uma tampa conforme desejado, e há uma alavanca para alternar entre o tubo e as oculares (100% em cada direção). Usei uma câmera digital Nikon 990 com a versão trinoc, conectada a uma ocular inserida no tubo fotográfico. As imagens da câmera são quase parfocais com as objetivas, tornando a fotografia com este microscópio muito fácil e conveniente.

Hardware americano bem feito e de boa aparência, com ótica fina e agradável de usar. Many of us regret the end of this distinguished company's products after its merge into the Leica conglomerate.

Zeiss Standard, Late 1970s

During our time frame, Zeiss made a very popular polarizing petrographic microscope based on the various Standard 14, 16, and 18 stands. It used the famous Zeiss Pol objectives and one or two intermediate tubes for polarizing accessories. Zeiss pioneered modular designs with the Standard, which soon became the norm for all makers. Many options and accessories were produced, so a real mix-and-match is possible for the numbered variations.

Some versions of the Standard stand had a monocular head and somewhat simplified layout, which they marketed as student lab scopes. Standards are a little smaller and lighter than other microscopes in this list, so it is the only one that is reasonably portable. For benchtop research use, Zeiss provided intermediate tubes containing an rotating analyzer, with or without a Bertrand lens, an Optovar (magnification changer) with a Bertrand lens, a binocular or trinocular head (some with with a gear to keep the eyepiece crosshair aligned), and more complex assemblies of substage condensers and pol filters. Some of these parts, including objectives, were shared with the high-level Universal or Photomic models, making this machine a real "pocket rocket." All were very well made, as everyone seems to agree.

In this example's binocular head, the Zeiss Cpl W (widefield) 10x eyepieces are high eyepoint (goggle) type. More commonly in Zeiss pol scopes, you will see Kpl oculars that are often not widefield. Those with a cross hair or other reticle have helical focus. The two intermediate tubes include an upper one with a calibrated rotatable analyzer (polarizing filter) in a sliding plate, and a slot for a 4x12 mm compensating plate (Zeiss "rot 1" whole wave plates remain common). The lower tube is a Zeiss Optovar which has a wheel with stops for additional magnifications of 1.0, 1.25, 1.5, 2.0, and a Bertrand lens (marked Ph for its use in centering phase contrast objectives).

The four 160 mm Zeiss objectives in my example include a Plan 2.5/0.08, a 10/0.22, a superlative 25/0.60 Neofluar with retracting tip, and a 40/0.85 with retracting tip. The 100x/1.25 oil is more rare. These all use a system in which you turn two rings in the objective barrel to center the view. The large rotating circular stage in this example has a fine Zeiss X-Y slide holder (a real treat), or a smaller circular stage with a built-in X-Y holder used in Universals might also be installed. The condenser has a diaphragm, a flip-up 1.3 n.a. top lens (red lettering for the pol version), a swing-out auxiliary lens, and a holder for the rotatable polarizing filter.

The lighting system in this one uses a 10-watt halogen bulb with a brightness control knob in the base, and an on/off switch in the power cord. Other versions have a 15-watt tungsten filament lamp powered by a separate transformer. The instruction manual for this model is a free PDF file on the Zeiss company website. too bad the other companies are not so helpful.

All of the great qualities that we expect from Zeiss made their Standard model extremely popular and in wide use even today. I have read some opinions that Zeiss lenses are superior to all contemporaries, but to my eyes they are not better than optics of the other major makers, and often are not very planar. Many older Zeiss Standards suffer from delamination of internal lenses and filters, especially the analyzer (upper pol filter). I know of no practical way to repair them, so you must find replacements for really bad ones (delamination around the edges might not hurt the view much).

Otherwise, it is a great pleasure to use this scope, and you will be happy to have one.

The Nikon Labophot was an "entry level" benchtop scope, less expensive than the Optiphot line. I have never seen an Optiphot pol scope, but the same modular parts should fit either model. The Labophot pol version has some interesting features. A large whole-wave compensating filter is permanently mounted in a filter holder over the polarizer, which you can swing in and out and also rotate. The polarizer (also rotatable) mounts in a removable holder in the foot directly over the field lens. The Achromat condenser has a flip-up lens, iris, and centering screws. The graduated circular stage is centerable. The analyzer is in a slider plate in an intermediate tube accessory. The binocular head has a built-in Bertrand lens on a dial beneath the eyepiece tubes, which works well. The eyepieces are Nikon CFW 10x, with one being a focusing "CM" containing a crosshair with a graduated horizontal axis. The 20-watt halogen lamp is in a holder that plugs into the back of the base, cheap and easy to change. There is an on-off and light intensity dial in the front.

In the five-place nose turret the 160 mm Nikon pol objectives include a 4x/0.10, 10x/0.25, and 40x/0.65 with retracting tip. A 20x/0.45 and 100x/1.25 oil with retracting tip were available as options. They are very similar to Nikon's biological E Plans in quality.

I was very impressed by the Nikon optics in this scope, which provide really wonderful wide, bright, sharp, planar images. In fact, the view has not been surpassed by any other in my experience, the biggest plus for this machine. Also nice is the large size of the controls, good stand design, and overall smooth and easy operation. Negatives include a lack of individual objective centering, no slot for a compensating plate (although the one over the field lens serves well), and sorry to say, this stand is not noted for its durability. But oh my, those Nikon optics!

The Labophot (and successor called Labophot 2) biological scopes are common on the used market, but the pol version is relatively rare.


Wild Heerbrugg M21, Early 1970s

The four achromat objectives on my example are a 4/1.0 Pol, Pol 10/0.25, Pol 20/0.45, and Pol 40/0.65. A Pol 100/1.25 oil immersion lens was available. The 20x, 40x, and 100x lenses have spring-loaded tips to reduce contact damage. They each have an easy if unique 2-knob centering feature, and they fit into a quick-release turret nosepiece. The head attached to a body tube with a rotatable calibrated analyzer, and a slot for a 4x12 mm compensating plate. The large Pol (strain free) condenser has a flip up top lens, a diaphragm, and a swing-out filter holder. Beneath that, a swing-out polarizing filter can be rotated. The field lens is adjustable and a field diaphragm is built into the light tube, so that Kohler illumination can be achieved.

The strain-free monocular pol head had six different eyepieces with crosshairs made for it, and it includes a built-in adjustable, focusable Bertrand lens in a none-too-handsome aluminum head barrel. If you can make do without a Bertrand lens, a special version of the binocular head was made with a quartz filter to cancel strain effects, but this head is very rare. As binocular viewing beats one-eye almost any time, it is not hard to accept slight birefringence from using an M20 head, which is a perfect match.

An intermediate photo tube with attached camera tube was available, not a trinocular head but it worked to the same effect. Another intermediate tube can be installed for incident (reflecting) light, but it needs different objectives (easy to add in a separate removable turret).

The Wild MTr3 power source is switchable for 4 international voltage inputs, and it has an on-off switch and four output power levels. Several other transformers were made as well. They power a 20-watt tungsten filament lamp with a brass sleeve, which is becoming rare and somewhat expensive to replace.

I expect that all of the parts that convert the M20 biological scope into an M21 could also be used to create an M21 EB (the M20 EB was an extended-base version of the M20). However, I don't know if an M21 EB was actually sold by the company. A special, large lighting system rig was available, into which the stand could be mounted to provide powerful lighting for phase contrast and ultraviolet fluorescent applications.

No other microscope of any age matches the feel of quality presented by the Wild Heerbrugg M21 (and its siblings). If you do not care for more modern designs, this is one for a lifetime.

Olympus BH-2 BHTP, Late 1980s

I have to confess up front that this particular Olympus BH-2 BHTP (pol version of the BHT) is the microscope I prefer over all others, including some great very large research instruments I have used in past years. It has taken me a long time and a steady flow (or flux, as scientists might say) of dollars to obtain and refurbish all of its parts and accessories, but now that it purrs like a kitten, I can tell you it was worth every penny and frustration. It has earned a permanent and revered place in my research lab.

Olympus developed the BH-2 model lineup from its good-but-homely BH series of the 1970s. They were a big step up from older styles of lab and research microscopes produced in previous years, and it appears that the company went all out with a huge effort to get it right, no matter what it took. It has a fairly large stand but still can fit into a hard case for transportation (not something that should be routinely done, however). Parts and controls are a good fit for my big hands. There was also a slightly larger edition with a wider base and very powerful 100-watt light source called the BHSP (pol version of the BHS).

As in the BHT (as opposed to a BHTU, which uses an inward-facing turret), the objectives are mounted in a quick-removable nose turret, which for the BHTP has side screws to center 3 of its 4 objective spaces. The large circular stage can also be centered, and it can be set to click at every 45 degrees of rotation. The objectives are pol versions of the excellent DPlan line used in the biological version. The super-wide-view SPlan objectives do not have strain-free versions, but they probably work fine on a pol scope anyway. I have a set of 4/0.10, 10/0.25, 20/0.40, and 40/0.65 DPlan Po objectives mounted on the scope, with 100/1.25 oil, SPlan FL2/0.08, and Olympus dispersion staining objectives on a separate spare turret. Very handy. All are 160 mm tube length, 0.17 cover slip.

The 20 watt halogen lamp in a holder in the base is bright enough, although just barely. The intermediate body tube contains a slide-out analyzer, a rotate-in Bertrand lens with a separate focus, and a 6x20mm slot for wave plates. The binocular and trinocular heads have a gear that moves the eyepieces in and out to maintain the focus for different eye widths, very slick. There was a monocular head made, but thank goodness it is almost never seen. A line of compensating eyepieces labeled WHK (field number 20) is available in 8x, 10x, 12.5x, and 15x powers (only the 10x is common) and they work extremely well with the DPlans. I use a WHK 8x as a photo relay lens attached to a Nikon Coolpix 990 for photomicrography, which is close to ideal. The excellent PM-10AD automated film camera system for this model has become relatively cheap and easier to find, now that fewer people use film.

I paid only $1200 for the stand with some "issues" and no accessories, but it would take some luck or hard bargaining to find one under $2000 in fairly complete operating condition. It is easy to work on, a big plus for maintenance.

I cannot say that any one feature of my BHTP is better than the best on the other excellent microscopes. It is just that everything on this machine is really good, not just some or most of it. Great quality and design, excellent optics, all operations first rate, good looks, ergonometric controls, accessories and spare parts available everything a petrographer could want, and more.

In conclusion, I wonder if the relative scarcity of these six microscope models on the open market is due more to their owners' unwillingness to trade them in for newer machines, than to relatively few being manufactured. With instruments so satisfying and functional as these, it would be understandable. And after all, the polarizing options we use have stayed pretty much the same during the past 40 years. With care and maintenance, any of these microscopes could provide fine service virtually forever.

Some machines, such as the Leitz Laborlux of the 1980s, would surely be on my list except that I am not personally familiar with them. Others are probably too expensive for now, but as years pass, they likely will become more accessible for normal pockets through eBay and other popular sources.

Comments and other opinions are always welcome: contact the author Greg McHone


Segmentation of petrographic images by integrating edge detection and region growing ☆

A novel approach to segmenting petrographic images is proposed in this paper. A series of edge operators with various sizes of masks are first defined. By considering a larger neighborhood, the effects of noise or surface irregularities on edges are reduced. Color edges in an image are obtained by combining the edge operators and a color edge detection algorithm. A seeded region-growing algorithm is then used to segment the image based on the color edge information and the distances between edge-pixels and non-edge pixels. Seed regions are created automatically. These regions grow simultaneously. After all pixels in the image are labeled, the boundaries shared by two regions are checked. If a boundary is weak enough, it is eliminated and the corresponding two regions are merged. In the ultimate segmented map, each region whose size is large enough corresponds to a mineral grain in the image. This approach has been implemented in C++ under the Linux environment. Three sets of petrographic images were used to test the method.


Résumé

La photographie polyfocale est une méthode permettant d’obtenir des images numériques à grande profondeur de champ. Une série de prises de vue d’un fossile est réalisée en lumière réfléchie à différents niveaux de mise au point depuis le bas vers le haut du spécimen. Un logiciel fusionne alors les éléments nets de chaque image en une unique image composée qui est alors entièrement nette. Les microscopes destinés à cet usage sont coûteux. Cependant, un microscope pétrographique équipé d’une caméra numérique peut produire une telle série d’images qui peuvent alors être fusionnées par un logiciel au prix accessible. La photographie polyfocale semble être supérieure aux autres méthodes de photographie pour illustrer les conodontes. Les images composées montrent des caractéristiques internes, telles que les cavités basales et la matière blanche, et le logiciel peut convertir une image composée en une paire d’images stéréoscopiques.


Department of Geography and Geology

An introduction to structural geology, geological maps and environmental geology. In structural geology, the student will learn how to describe measure and analyze planar and linear features in rocks, including folds, faults and fabrics. Geological map interpretation will allow the recognition of how rock relationships are depicted on maps, and practical classes will concentrate on the construction of geological cross-sections and the interpretation of geological histories. In environmental geology, the student will be introduced to the natural and anthropogenic physical and chemical factors that affect the environment, with topics including climatic change and the combustion of fossil fuels ocean pollution toxic and radioactive waste disposal land use management geological hazards water resources and energy resources.

An introduction to crystal chemistry, crystallography, optical mineralogy and the geology of mineral deposits. The course is designed to develop the theoretical knowledge and critical practical expertise in observing, analyzing, describing and classifying minerals and rocks, using a hand lens to investigate hand specimens and a petrographic microscope to investigate thin sections. These basic skills are essential for the identification of ore and industrial minerals, as well as in the investigation of sedimentary, igneous and metamorphic rocks that will be introduced in advanced level courses.

An introduction to the physical and chemical processes that operate within different environments and produce a range of geomorphological features on the Earth Introductory aspects of physical geology, including: weathering and erosion landforms (rivers, slopes, coastlines, arid lands, glaciated environments) and the use of topographic maps An appreciation of the processes acting on the Earth’s surface and how they can be used to interpret Earth history as critical guide to understanding the global distribution of rocks, geological features and earth resources An introduction to historical geology - origin of the Earth, origin of life on Earth, the geological timescale - with an emphasis on using present geological processes to interpret the past.

An introduction to the study of earth materials and earth systems, giving an overview of how basic earth processes work and how rocks and minerals are formed Introduces topics such as the structure of the Earth, its internal processes, and basic earth materials, minerals and rocks A central focus is on plate tectonics, now seen as the unifying concept linking earth processes and materials in the rock cycle Practical instruction will provide the basic skills of mineral and rock identification, and will also cover volcanic and seismic processes on broader regional and global scales.

Year 2

An in-depth study of the hydrological cycle, evaporation/transpiration, and rainfall-runoff relationships in hydrogeology. The factors affecting evaporation and evapotranspiration from free water surfaces and soils. Different estimates and measurements of evaporation and evapotranspiration and soil moisture storage and movement. The nature and origin of different types of aquifers, their geological properties, the various types of groundwater flows to wells, flows within aquifers under steady/nonsteady conditions. Techniques of hydrogeological investigation, including drilling and pump testing. The hydraulics of surface water systems and seasonal variability of the flow pattern in streams and rivers. Flooding and drought. Special emphasis on the water resources of Jamaica and other Caribbean islands.

The course provides the basic skills necessary to understand sedimentary rocks. Classification schemes for clastic and carbonate sedimentary rocks based on grain size, grain type and grain fabric, and their use in the field, in hand specimens and under the microscope. Sedimentary structures (erosional, depositional, post-depositional). Diagenetic features of rocks, and diagenetic pathways using sedimentary fabrics, stable isotopes and petrography.

The course builds on the Level 1 course in plate tectonics and sets igneous, metamorphic and sedimentary rocks within their geological context. It will look at igneous suites and their geochemical characterization, and how this can be used to identify their plate tectonic setting. Metamorphic rocks will be used to infer geological indicators. The course will also build on the student’s understanding of structural geology from GEOL1104, and explore the different tectonic styles found in different parts of the Caribbean and their importance to geological resources.

The course builds on the two major rock types (igneous and metamorphic) and rock-forming mineral identification introduced in GEOL1101 and GEOL1103, in the context of the mineralogy, chemical composition, petrology, field geology, tectonics (at the macro- and micro-scale), structure, and historical genesis of these rocks.

An overview of the most important fossil groups, and an introduction to modern palaeontological methods and research. The practical part of the course covers the fundamentals of fossilization and taphonomy and the morphology of common fossil groups within the major phyla. The lecture portion introduces the most important topics in palaeobiology, evolution, the species concept in palaeontology, phylogenetics, speciation and extinction. There will also be an overview of the major patterns in life history, covering large-scale biotic radiations and crises and their linkages to global environmental change.

The course introduces students to the theory and general principles of GIS and to practical skills and hands-on experience in its use: the fundamental concepts and basic functions of a GIS the properties of GIS maps the structure of a GIS database coordinate systems and map projections methods of performing simple vector and raster spatial analysis. In lab exercises students will work with ArcMap to visualize geographic data, create maps, query a GIS database, perform spatial analysis using common analytical tools, and solve geographical problems using a systematic approach. The course introduces the core functionality of GIS software packages such as ArcMap, ArcCatalog, and ArcToolbox.

Various techniques for collecting field data in geology, including geological mapping, collection of structural data, collection of data in a field notebook, and sedimentary logging. The course will distinguish between data (observation and recording of information) and interpretation of data. It will involve a 5-day MANDATORY residential field course and one-day field trips. One-day field trips are held on Saturdays and/or Sundays. Field trips are MANDATORY. The course begins in week 7 of Semester 1 and ends in week 6 of Semester 2.

Year 3

Advanced sedimentology Facies analysis.

An approved research project in the field of Geosciences is undertaken in the summer preceding the final year of the programme. The course involves the formulation of a research project, the execution of the project and presentation of results. The final outcome involves a multi-media presentation of the research results, and the submission of a dissertation in Semester 2.

A field-based research project to be undertaken in the summer preceding the final year of the programme, followed by laboratory analyses and report writing. The completed project report and an oral presentation will be required in Semester 2 of the final year.

The concept of the Petroleum System. Source rock formation and evaluation. Chemical components of petroleum. Primary and secondary migration of hydrocarbons. Reservoirs traps and seals. Searching for hydrocarbons. Geophysical methods used in the search for hydrocarbons. Hydrocarbon provinces of the Caribbean and the Gulf of Mexico.

Definitions for resources and reserves Abundances of metals in the Earth’s crust Overview of the natural processes that produce metallic mineral deposits The metallic mineral potential of Jamaica and the Caribbean How a geologist contributes to the development of metallic mineral occurrences: field mapping, sampling, core logging, data/information interpretation from field and laboratory, report writing Rare Earth Elements Construction materials (building stones, aggregates, cement) Industrial minerals. Resource assessments for metallic and industrial minerals.

Spatial and temporal variations in precipitation. Creation of rainfall maps using isohyetal, arithmetic mean and Theissen polygon method. Statistical methods for calculating return periods for rainfall and flood data. Hydrograph separation using computational methods and calculation of baseflow, inter and overland flow. Types of flooding and flood hazards in Jamaica. Climate change and hydrological hazards. Hydrologic Simulation models, steps in watershed modelling, description of model’s principles, mainly HEC HMS models Flood plain hydraulics - principles and concepts of HEC RAS (1D) model including case studies. Hydraulic properties of aquifers and their methods of determination. Groundwater flow calculations and flow variation under different climatic and non-climatic conditions. Geophysical and geological investigations for groundwater sources. Groundwater contamination and transport model. Groundwater wells: types and methods of drilling. Water resources of the Caribbean, with special emphasis on Jamaica. Climate change and challenges in the water sector: Jamaica and the Caribbean.

Introduction to Geophysics Gravity Methods Geomagnetics Applied Seismology Electrical Resistivity Methods. Electromagnetic Methods. Ground- Penetrating Radar. Case studies: Overview of geophysical techniques in engineering, environmental geology, oil exploration, archaeological studies and forensic applications A field trip in which students will use Electrical Resistivity, Ground Penetrating Radar and Seismic Refraction survey techniques to identify subsurface geology, aquifers, lithological boundaries, and other engineering and environmental issues.

To be replaced in 2022/2023

An introduction to the basic principles and techniques in disaster management A study of theory, hazards, vulnerability, response capability, risk Evaluation, disaster scenarios, disaster management, preparedness, prevention, emergency response, and simulation Basic concepts of geology, geomorphology, tectonics and geophysics in the study of natural hazards, with special reference to the Caribbean Hazards and risks related to volcanic activity, earthquakes, landslides, hydrometeorological processes flooding and hurricanes Hazard mapping. Approaches to natural hazard loss-reduction.

This course provides a theoretical and practical basis for understanding present-day tropical environments and the causes of global environmental change as well as for assessing the scale of human interference in natural environmental processes. While the causes and effects of climate change are global in scale, the course focuses on aspects directly relevant to the Caribbean Region, which include sea-level change, the influences of the different modes of climate variability (E.g. ENSO NAO AMO) and tropical cyclone activity.

Indicative topics include: documentary records of past climate change biological 'proxy' records of climate variations and their quantification the record of climate variability in the Tropics low-latitude/high altitude ice-core records oceanic records and past history of oceanic circulation and sea surface temperatures role of atmosphere-ocean interactions (e.g. ENSO) on global climate change sea level change palaeotempestology General Circulation Models (GCMs) of the global climate system the concept of climate 'determinism' and human ecodynamics.

Geological evolution of the Caribbean Geology of Caribbean mainland and island countries, and the Caribbean seafloor.

Review of GIS principles, concepts and components Spatial Data Representation models Remote Sensing principles, concepts and components GNSS principles, concepts and components GNSS Geodata acquisition Spatial data generation and acquisition Geodatabase creation and population Data Automation Geodatabase query Geo-visualization techniques GIS Web Mapping (Geospatial Web Services) Mobile GIS Solutions GIS Programming & Application Development Geospatial data analysis Spatial Statistics FOSS SDI & Geospatial standards

The University of the West Indies
Mona, Jamaica

Our 7 faculties and 12 professional schools offer more than 200 programmes to some 18,000 graduate, undergraduate and continuing studies students.

The UWI, Mona ranks first in Jamaica among accredited tertiary-level programmes. In 2012, the University was again one of Jamaica’s Top 100 Employers.


Reconstructing the original composition of kimberlite melts in the mantle and delineating the processes that modify them during magmatic ascent and emplacement in the crust remains a significant challenge in kimberlite petrology. One of the most significant processes commonly cited to drive initial kimberlite melts towards more Si-Mg-rich compositions and decrease the solubility of CO2 is the assimilation of mantle orthopyroxene. However, there is limited direct evidence to show the types of reactions that may occur between mantle orthopyroxene and the host kimberlite melt.

To provide new constraints on the interaction between orthopyroxene and parental kimberlite melts, we examined a fresh (i.e. unmodified by secondary/post-magmatic alteration) orthopyroxenite xenolith, which was recovered from the serpentine-free units of the Udachnaya-East kimberlite (Siberian Craton, Russia). This xenolith is composed largely of orthopyroxene (

90%), along with lesser olivine and clinopyroxene and rare aluminous magnesian chromite. We can show that this xenolith was invaded by the host kimberlite melt along grain interstices and fractures, where it partially reacted with orthopyroxene along the grain boundaries and replaced it with aggregates of compositionally distinct clinopyroxene, olivine and phlogopite, along with subordinate Fe-Cr-Mg spinel, FeNi sulphides and djerfisherite (K6(Fe,Ni,Cu)25S26Cl).

Primary melt inclusions in clinopyroxene replacing xenolith-forming orthopyroxene, as well as secondary melt inclusion trails in xenolith orthopyroxene, clinopyroxene and olivine are composed of similar daughter mineral assemblages that consist largely of: NaK chlorides, along with varying proportions of phlogopite, Fe-Cu-Ni sulphides, djerfisherite, rasvumite (KFe2S3), Cr-Fe-Mg spinel, nepheline and apatite, and rare rutile, sodalite, barite, olivine, Ca-K-Na carbonates and NaK sulphates. The melt entrapped by these inclusions likely represent the hybrid products produced by the invading kimberlite melt reacting with orthopyroxene in the xenolith.

The mechanism that could explain the partial replacement of orthopyroxene in this xenolith by clinopyroxene, olivine and phlogopite could be attributed to the following reaction:

Orthopyroxene + Carbonatitic (melt) ➔ Olivine + Clinopyroxene + Phlogopite + CO2.

This reaction is supported by theoretical and experimental studies that advocate the dissolution of mantle orthopyroxene within an initially silica-poor and carbonate-rich kimberlite melt. The mineral assemblages replacing orthopyroxene in the xenolith, together with hosted melt inclusions, suggests that the kimberlitic melt prior to reaction with orthopyroxene was likely carbonate-rich and Na-K-Cl-S bearing. The paucity of carbonate in the reaction zones around orthopyroxene and in melt inclusions in clinopyroxene replacing xenolith-forming orthopyroxene and xenolith minerals (orthopyroxene, clinopyroxene and olivine) is attributed to the consumption of carbonates and subsequent exsolution of CO2 by the proposed decarbonation reaction.

Concluding, we propose that this orthopyroxenite xenolith provides a rare example of the types of reactions that can occur between mantle orthopyroxene and the host kimberlite melt. The preservation of this xenolith and zones around orthopyroxene present new insights into the composition and evolution of parental kimberlite melts and CO2 exsolution.


The Encyclopedia of Mineralogy

Autor: Keith Frye
Publsiher: Springer Science & Business Media
Total Pages: 794
Liberação: 1981-12-31
ISBN 10: 0879331844
ISBN 13: 9780879331849
Língua: EN, FR, DE, ES & NL

The Encyclopedia of Mineralogy provides comprehensive, basic treatment of the science of mineralogy. More than 140 articles by internationally known scholars and research workers describe specific areas of mineralogical interest, and a glossary of 3000 entries defines all valid mineral species and many related mineral names. In addition to traditional topics - descriptions of major structural groups, methods of mineral analysis, and the paragenesis of mineral species - this volume embraces such subjects as asbestiform minerals, minerals found in caves and in living beings, and gems and gemology. It includes current data on the latest in our geological inventories - lunar minerals. It describes the properties, characteristics, and uses of industrial resources such as abrasive materials and Portland cement. A directory will guide traveling mineralogists to the major mineralogical museums of the world, with their special interests noted. Clear technical illustrations supplement the text throughout. To help the student and professional find particular information there are a comprehensive subject index, extensive cross-references of related topics (whether in this volume or others in the series), and reference lists to background information and detailed advanced treatment of all topics. The Encyclopedia of Mineralogy is a valuable reference and source for professionals in all geological sciences, for science teachers at all levels, for collectors and `rock hounds', and for all who are curious about the minerals on earth or those brought back from outer space.


4. Results

4.1. Cronologia

[6] Establishing an accurate chronology was complicated by a lake-wide 2 cm thick slightly erosive turbidite at 2 cm depth. However, by comprehensive examination of the sediment at the SEM and knowing the location of the 137 Cs peak we have established a reliable chronology. We obtained from the same location an intact water sediment interface with both a freeze corer and short gravity corer in two successive years. Sediment cores from 2000 contained one additional lamination compared to the cores retrieved in 1999. This confirms that the laminations are annual. We counted 7 varves from the top of the sequence to the turbidite. Below the turbidite is a well-defined 137 Cs peak that identifies 1963 (Figure 2). This peak occurs at the exact same stratigraphic position in the three cores. We believe that the peak is located at its real stratigraphic position and that migration down-core is very unlikely, because the sediment is laminated, very poor in diatoms and organic matter, rich in clays, and because the 137 Cs peak has been shown to be reliable in minerogenic clay-rich Arctic sediments [ Lamoureux, 1999b ]. We estimate that ∼9 yrs of sediments were eroded by the turbidite, by counting varves upward from the interval of the 137 Cs peak to the lower boundary of that event. The varve count below 1963 is consistent with the chronology inferred from the 210 Pb curve. However, some microbioturbation occurs below 1963, suggesting that the correlation with instrumental data before 1963 may not be as accurate as in the uppermost section.

4.2. Calibration With the Instrumental Record and the 400 Years Record

[7] Sediment measurements are reproducible among the cores: the median apparent disk diameter, mD0, of two cores separated by 200 m, correlates well for 35 yrs (r = 0.76). BSEI and petrographic microscope measurements taken on the same core also compare well (r = 0.78). The shape of the grains is mainly rounded, Reu being 0.56 (Table 1). Snow Melt Intensity (SMI), defined as the maximum snow depth decrease for a period of 10 days (Table 1), correlates with mD0 for 35 yrs of record (r = 0.51 [p = 0.002] for core #99-10-5 using petrographic microscope and 0.53 for core #99-10-7 using BSEI [p = 0.001]) (Figure 2). In core #99-10-7 using BSEI, SMI also correlates positively with the absolute weight of the 10–20 μm and 20–60 μm fractions (r = 0.53 [p = 0.001] and r = 0.50 [p = 0.002] respectively). Varve thickness measured on thin-sections weakly correlates with mean summer temperature (r = 0.16) or melting degree-days (MDD) (r = 0.27) (Table 2).

SMI Rain M–S pcp M–S MDD MJJ T° MJJ Snow Depth
MDD MJJ −0.09 −0.20 −0.20 1.00
T° MJJ −0.28 −0.07 −0.03 0.82 1.00
SnowDepth 0.21 0.24 0.24 −0.27 −0.21 1.00
mD0 0.53 −0.31 −0.56 0.11 −0.04 0.07
% 4–10 −0.19 0.35> 0.44 0.01 0.00 −0.07
% 10–20 0.06 0.22 0.19 0.07 −0.05 −0.10
% 20–60 0.11 −0.32 −0.45 −0.06 −0.03 0.06
%>60 0.02 −0.13 −0.04 0.01 0.07 0.07
Wght 4–10 0.24 0.08 −0.03 0.23 0.12 0.02
Wght 10–20 0.53 0.04 −0.16 0.22 0.07 0.03
Wght 20–60 0.50 −0.09 −0.28 0.28 0.21 0.02
Wght >60 0.06 −0.06 −0.03 0.18 0.17 0.06
Vrv Thickn 0.10 −0.30 −0.15 0.27 0.16 0.06
  • uma Correlations in Boldface are significant at p = 0.05. Coefficients discussed in the text are underlined. Vrv Thickn = varve thickness.

[8] We measured grain-size for each sedimentary layer for the last 400 years using the image analysis technique. The record shows a clear coarsening trend during the 20th century that is visible in both mD0 and the relative percentage of the different grain-size fractions (Figure 3). The varve thickness does not show an increase during the 20th century.


05-MAG-AP2 Petrological Methods in Ore Geology

The module covers theoretical, petrographic and laboratory techniques applied to study rock- and ore deposit-forming processes in nature. The interactions between solids and fluids will be a specific focus in this module. Microscopic and spectroscopic techniques for mineral identification and analyses as well as computational methods for solving problems in ore geology will be introduced.

Learning Outcomes, Targeted Competencies:

characterize chemical and isotopic compositions of rocks and minerals using instrumental analytics
calculate by means of dedicated computer programs PTX-phase relations and solubility of elements in natural fluids
identify ore and gangue minerals using a petrographic microscope and recognize phase assemblages and parageneses
acquire an in-dept understanding of physico-chemical processes in sources and traps of common metal deposits

Course Type 1: Lecture, Exercise (L+E) 4.0 SWS ( 56.0 h)

56.0 h presence time
72.0 h self-study
52.0 h exam workload

Examination:

Anderson, G. (2005) Thermodynamics of natural systems, Cambridge University Press
Robb, I. (2005) Introduction to ore-forming processes, Blackwell Scientific Publications, London


Assista o vídeo: Tutorial del microscopio virtual (Outubro 2021).