鉱物学と薄化の知見

鉱物と薄片について

石類、鉱物、セラミック、および生物試料の試料作製には以下の目的があります。

• 石類の分類
• 鉱物の特定とマッピング（年代測定または探査）
• 分析（重要なトレース要素、テクスチャ調査、同位体組成など）
• 流体包有物の調査
• 微化石の調査
• 石構成成分の調査（多孔性、浸透性など）
• 骨格/歯のテクスチャと年代の調査

試料の種類

試料の種類は次の 4 種類に分類されます。

• 薄片 (30µm) (+ カバーガラス) - 透過光または電子顕微鏡/プローブの試験用
• 研磨済み薄片 - 反射光または電子顕微鏡/プローブの試験用
• 厚片 (~100µm) - 反射光または電子顕微鏡/プローブの試験用
• 琢磨したブロック/埋込 - 反射光または電子顕微鏡/プローブの試験用

試料タイプ 1)+2)+3) すべてに微細構造の観点から見た「特殊要件」があります。これら 3 種類の間では、表面仕上げおよび試料の厚さによる特性が異なります。

試料タイプ 4 は、要件において、より従来の微細構造に近い試料です。

鉱物が同じ材料は、すべての試料作製手順おいて材料の特性が決断材料となるため、4 種類の試料に対して同様の試料作製方法が採用されます。

試料の種類

鉱物と薄片の飼料作製の仕方

薄片の取り扱い

薄片作製は、高度な特殊機械が必要な複数工程から構成されます。試料の種類によって、装置、消耗品、作業手順および方法を組み合わせます。

ここでは、一般的な作業手順を説明します。鉱物試料は以下に詳しく説明されています。

1. 大きな切断面から試料を取り出す
2. 例えば、20 x 30 x 8.0 mm の試料の切断
3. 試料を研磨またはラッピングして完全に平坦にする
4. ガラススライドを研磨して厚さを調整し、完全に平坦にする
5. 真空含浸で試料をガラススライドに固定する
6. 余分な試料材料を切断し、厚さを 0.5-2.0 mm にする。
7. 薄片を 80 µm の厚さに研磨する
8. 切断面と樹脂の最終的な厚さが 30 µm になるよう研磨またはラッピングします。
9. 薄片を琢磨して約 10 µm 取り除きます。

試料

切断

研磨とラッピング

試料の接着

余りの切断

薄片の研磨

薄片の研磨とラッピング

薄片の琢磨

ブロック/埋込を琢磨する方法

琢磨したブロック/埋込の試料作製は、その他の材料の試料作製とほぼ同じです。試料を特殊な大きさに切断し、ガラススライドに接着させる手順は、作業手順に含まれていません。この種の試料は、従来の 4 ステップ処理で行い、各ステップのパラメータおよび消耗品は材料の種類に合わせて慎重に選択します。

鉱物学試料作製

鉱物試料は、一般的に硬く、脆く、多孔質かつ不均質です。硬い、および柔らかい層を含むため、その材質に合わせて開発された特殊アクセサリが必要です。

「ストルアス鉱物グラム - 「鉱物学メソッドキューブ」

メソッドキューブには、幅広い鉱物に対応した標準的な薄片試料作製方法が含まれています。」これは、GEUS (デンマーク・グリーンランド地質調査所) との協力で開発されています。

キューブの可視化:

• GEUS との協力により、鉱物の特性を最も表現するキューブ（立方体）が特定されました。このキューブは、処理および理解しやすいように3つの2次元正方に区分されます。
• 岩石は一種の「複合体」（および硬さの異なる鉱物の混合体）であるため、岩石の硬度は扱い難さを表します。それ自体または他との組み合わせで重要となる岩石の要素は、内部構造（柱の均等性、粘板岩の亀裂など）、圧力の対象となる岩石の範囲、さらには様々な液体や溶岩によって（部分的に）変化する部分です。
• 岩石には等方特性がある場合があります。その場合、試料ごとに鉱物と岩石の一般的な構造を調査し、他に硬度に影響を及ぼす条件がないか考慮します。

ストルアスの概念を実践するため、鉱物欄の一覧から 10 種類の材料を選別しています。キューブの材質に対応して、3種類の試料作製方法を指定します。また、反応性の高い、または感水性の高い材料も示しています。

鉱物と薄片の試料作製の仕方

硬度は、岩石の15%以上を占める最も硬い鉱物によって決まります。

キューブは、3レベルの硬度 （モース）を表す3つの2次元チャートに区分されます。
- 軟質 (1-3)
- 中質 (4-6)
- 硬質 (7-10)

岩石の同質性/異質性は、鉱物の大きさでは決まりません。岩肌の「テクスチャ」と関連があり、鉱物の粒径および周辺の外観に関連します。つまり、すべての方向で構造的および組成的に「均一」（一定のパターン）である場合、その岩石は均質性という特性があると言えます。

物理的に強くより固くさせるもの
圧密: しっかり密着している – 材料を強く、固い/塊状にする

連結した粒子、破砕/孔がない
非圧密: 「ゆるい」 – 多孔質 - 割れやすい – 粒子が連結していない

均質および不均一は、材料の均一性に関連した概念
均質物質は、組成または性質が均一で特性が似ている
不均一物質は、資質が明らかに異なる

鉱物学と薄化の知見 | Struers.com

世界一流の微細構造検査と金属組織学専門家ストルアスによる専門知識、ヒント、知見を通じて迅速、正確な微細構造検査分析のための岩石、鉱石、セラミック、生物学的試料の調製方法を知ってください。