petrografía de rocas ígneas y metamórficas a bajo aumento
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Petrografía de rocas ígneas y metamórficas a bajo aumento mediante el uso del escáner de transparencias
Low-power petrography of igneous and metamorphic rocks using a transparency scanner
Pere Enrique
Departament de Geoquímica, Petrologia i Prospecció Geològica. Facultat de Geologia. Universitat de Barcelona. C/. Martí i Franquès s/n, 08028 Barcelona, Españ[email protected]
ABSTRACT
This paper proposes a very simple and inexpensive method for prelimi-nary petrographic studies in igneous and metamorphic rocks, at low magni-fication, without the use of the microscope. The image resolution obtainedis appropriate for the classification of the rocks and their textural description,as well as for the structural studies between the macroscopic and micro-scopic scale. The method is based on the capture of high resolution digitalimages between 3200 and 4800 dpi from a conventional thin section thatis sandwiched between polarizing filters. The filters are hand made using po-larizing plastic sheet that is inserted into standard slide frames in order to beused in a transparency scanner adapted to film and slides. Good images areobtained up to 10x magnification (printed image) but are very acceptable upto 35x magnification (250 dpi). The method does not replace the microscopebut allows previous petrographic studies of normal thin sections with thesimple aid of a personal computer and a desktop scanner.
Key-words: Transparency scanner, polarizing filter, microscope, Petrogra-phy, igneous.
RESUMEN
Se propone un método muy simple y económico para el estudio petro-gráfico preliminar a bajo aumento de rocas ígneas y metamórficas sin la uti-lización del microscopio. La resolución obtenida es adecuada para la classi-ficación y la determinación de texturas así como para el estudio estructurala un nivel comprendido entre la macro y la microescala. El método se basaen la captura de imágenes digitales de resolución elevada comprendida entre3200 y 4800 ppp a partir de una lámina delgada convencional que ha sidointercalada entre filtros polarizantes. Los filtros se construyen manualmenteutilizando lámina de plástico polarizante que se inserta en marcos de dia-positiva standard con el objeto de poder ser utilizados en un escaner detransparencias adaptado a negativos y diapositivas. Se obtienen buenas imá-genes hasta 10 aumentos (en impresión) aunque llegan a ser muy acepta-bles hasta unos 35 aumentos (250 ppp). El método no sustituye al micro-scopio pero permite estudios petrográficos previos de láminas delgadasdisponiendo solamente de un ordenador personal y un escaner de so-bremesa.
Palabras clave: Escáner de transparencias, filtro polarizador, microscopio,Petrografía, rocas ígneas.
Geogaceta, 51 (2012), 7-10. Fecha de recepción: 14 de julio de 2011 ISSN:2173-6545 Fecha de revisión: 3 de noviembre de 2011
Fecha de aceptación: 25 de noviembre de 2011
Copyright© 2012 Sociedad Geológica de España / www.geogaceta.com 7
GEOGACETA, 51, 2012
Introducción
El estudio petrográfico de las rocas íg-neas y metamórficas, basado en la determi-nación de su mineralogía y texturas, re-quiere la utilización de microscopios espe-cializados que permitan la observación adistintos aumentos con luz polarizada.
Estos microscopios de altas prestacio-nes técnicas son muy costosos y se hallanrestringidos principalmente a Universidadesy centros de investigación. La gran mayoríade los trabajos en petrografía se basan casiexclusivamente en el estudio de láminasdelgadas a través del microscopio de luztransmitida lo que permite una excelentecalidad de imagen tanto de observacióncomo fotográfica. Aún así, a muy bajo au-mento, existen algunos problemas en lo que
se refiere a la observación de la totalidadde la lámina (unos 2,8 x 4,5 cm) en unasola imagen. Este problema puede resol-verse con la utilización de lupas de aumen-tos variables dotadas de un mecanismo depolarización apropiado y la incorporaciónde una cámara digital para la captura de lasimágenes.
Sin embargo, a medida que los ordena-dores personales incrementan su capacidadde memoria y de procesamiento de datospueden tratarse imágenes de alta resolu-ción que pueden sustituir parcialmente eluso de los microscopios ópticos (Burns,1997, De Keyser, 1999, Choh y Milliken,2004, Livingood y Cordell, 2009, Tarquini yFavalli, 2010).
En este trabajo se propone un métodomuy simple y de bajo coste para el estudio
de la mineralogía y textura de rocas a es-cala real y a aumentos bajos y medios sin lautilización del microscopio o lupas ópticas.Si bien puede usarse en cualquier tipo derocas, minerales o materiales sintéticos enláminas de 20-30 micrómetros de espesor,se destaca su utilidad para la descripción delas principales tipologías ígneas y meta-mórficas.
Material y métodos
La utilización de imágenes digitales deláminas delgadas a partir de un escáner detransparencia es habitual en algunas apli-caciones en las que se necesita disponer dela imagen completa de la preparación. Esmuy corriente su uso, por ejemplo, para de-limitar las pequeñas áreas de estudio nece-
sarias para los análisis de microsonda elec-trónica. La novedad que se propone estribaen la incorporación de los polarizadores y laobtención de imágenes de alta resoluciónpara conseguir un aumento digital signifi-cativo.
El escáner utilizado es el escáner de so-bremesa Epson Perfection V330 Photoadaptado para la captura de imágenes portransparencia tanto de negativos como dediapositivas mediante un sistema de ilumi-nación posterior (luz de LED blanca). La re-solución óptica máxima es de 4800 ppp x9600 ppp (Fig.1).
Los filtros se han construido recortandouna lámina de plástico polarizante hasta eltamaño de una diapositiva de 35 mm sus-tituyéndola en el marco en su posición co-rrespondiente. El plano de polarización delos filtros se ha dispuesto de forma perpen-dicular, de modo que en una superposiciónde los marcos se produzca una extincióntotal (Fig.2).
La lámina delgada puede escanearse endiversos modos: a) sin ningún filtro (obser-vación en luz natural, no polarizada); b) co-locándola bajo el polarizador (observación através de luz polarizada para reconocer elpleocroísmo); c) colocándola entre los dosfiltros con los planos de polarización orto-gonales (observación en nícoles cruzados);d) Intercalada entre los dos filtros con losplanos de polarización paralelos (nícoles pa-ralelos); e) con los filtros en ángulos varia-bles para evitar la extinción total). Tambiénpuede girarse la lámina en cualquier ángulopara determinar aproximadamente los án-gulos de extinción de los distintos minera-les. En este caso, sin embargo, deben reali-
zarse escáneres sucesivos para cada ángulode rotación elegido.
Los ensayos se han realizado con lámi-nas de rocas ígneas y metamórficas. Entre larocas ígneas se han elegido: a) un basaltoolivínico, como roca volcánica; b) un pórfidodiorítico, como roca hipoabisal; c) una to-nalita biotítico-hornbléndica, como rocaplutónica. Entre las rocas metamórficas seha elegido un esquisto con granate (d).
Resultados
El método propuesto proporciona imá-genes en nícoles cruzados de alta resolu-ción de la totalidad de la lámina delgada enaproximadamente un minuto. Una láminade dimensiones corrientes (2,04 x 3,21 cmde superficie escaneada) genera una ima-gen de 6064 x 3856 pixels (66,9 M) conuna resolución de 4800 ppp. Si esta imagense imprime en una hoja DinA4 (aproxima-damente 28 cm de longitud en el área deimpresión) representa un aumento real de28/3.7 = 7,56 veces. Con este aumento laresolución es de 550 ppp. Una porción rec-tangular de la imagen de una cuarta partedel lado (una fracción 1/16 de la superfícietotal de la imagen original) representada enuna hoja DinA4 de nuevo representará unaampliación de 30 aumentos y aún manten-drá una resolución bastante elevada de 138ppp. Sin embargo, la imagen obtenida me-diante el método expuesto (sin ninguna co-rrección de distancia a la superficie del es-
cáner, ni de otro tipo) carece de la nitidezque puede obtenerse mediante el micros-copio óptico, por lo que los mejores resul-tados se obtienen aproximadamente entre1 y 15 aumentos.
En la figura 3 se han representado losensayos realizados en una roca volcánica yen una roca plutónica. La figura 3A mues-tra gran parte de una lámina delgada (2,04x 3,21 cm) de un basalto olivínico de lazona volcánica de Olot (muestra eVT-1, En-rique y Toribio, 2009) a 3,6 aumentos. Aeste aumento, con nícoles cruzados, se ob-servan claramente los rasgos mineralógicosy texturales básicos. Se aprecia una texturaporfídica, rica en fenocristales de olivino,con una matriz microlítica muy bien desa-rrollada. La figura 3B representa una am-pliación digital de una pequeña área rec-tangular correspondiente a 1/16 de la su-perficie original (tal como se indica en la fi-gura mediante una flecha). El aumentototal resultante es de 14,4. En esta imagenya se aprecian detalles de la morfología yestructura interna de los fenocristales (deaproximadamente 1 mm de diámetro), asícomo de los microlitos de plagioclasa, enlos que se reconoce una tendencia a su dis-posición paralela debida a la fluidalidad dela lava. En la figura 3C se ha representadouna roca plutónica típica al mismo au-mento (3,6x) que el basalto anterior parapoder comparar directamente las diferen-cias texturales a la misma escala. Se tratade una tonalita biotítico-hornbléndica de la
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Fig. 1.- Escáner de sobremesa para transparen-cias Epson Perfection V330 Photo utilizado parala obtención de las imágenes digitales de lasláminas.
Fig. 1.- Film scanner Epson Perfection V330Photo used to obtain the digital images fromthe slides.
Fig. 2.- Filtros de polarización (“nícoles”) colocados en marcos de diapositiva con el plano de polar-ización a 90º. Puede apreciarse la extinción total en la zona de superposición. Para la obtención deuna imagen entre nícoles cruzados se coloca la lámina delgada entre los dos filtros.
Fig. 2.- Polarizing filters (“nicols”) arranged in slide frames with the plane of polarization by 90 °. Totalextinction can be seen in the area of overlap. To obtain an image between crossed nicols the thin sec-tion is placed between the two filters.
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Fig. 3.- Láminas de basalto y tonalita a 3,6 y 14,4 aumentos. Explicación en el texto.
Fig. 3.- Thin sections of basalt and tonalite at 3.6x and 14.4x. Explanation in the text.
Sierra Litoral Catalana, Barcelona (muestra8-1, Enrique, 1990). En la imagen se reco-noce claramente su textura granular hipi-diomorfa de grano medio en la que se dis-tinguen los granos de biotita, hornblenda(maclada), la plagioclasa (hipidiomorfa aidiomorfa) y el cuarzo alotriomorfo intersti-cial con moderada tendencia poiquilítica.Cuando se realiza una ampliación equiva-lente a la de la figura 3B (aumento 14.4x)se aprecian detalles tales como la zonaciónoscilatoria de las plagioclasas, su macladoy su alteración sericítica. En la figura 4 semuestran dos láminas enteras a un au-mento menor (1,8x). En la figura 4A puedeverse el aspecto de una roca hipoabisal. Setrata de un pórfido diorítico de la Sierra Li-toral Catalana (Cabrils, Barcelona). A estaescala se reconoce muy bien la textura por-fídica general, viéndose numerosos feno-cristales de distintas especies minerales(plagioclasa zonada muy sericitizada, cuar-zos parcialmente reabsorbidos con golfosde corrosión magmática, etc.). La matrizafanítica, microgranular de grano muy fino,aparece como una masa indiferenciable. Fi-nalmente, como último ejemplo, en la fi-gura 4B se muestra una roca metamórficade grano relativamente grueso. Se trata deun esquisto de la zona de la sillimanita delCap de Creus (Punta dels Farallons, Gi-rona). Se visualiza bien la estructura fo-liada, determinada principalmente por labiotita, y grandes porfiroblastos idiomorfosde granate.
Discusión
Si bien la idea de obtener imágenes deláminas delgadas sin necesidad del micros-copio o de lupas no es nueva (Burns, 1997,De Keyser, 1999), el método que se proponeen este trabajo permite obtener buenasimágenes en nícoles cruzados, de láminascompletas, de forma extremadamente simpley al alcance de cualquiera que disponga deun ordenador personal y un escáner de so-bremesa de transparencias. Los escáneres es-pecíficos para diapositivas y negativos (porejemplo Nikon LS-2000, usado en los ensa-yos realizados por De Keyser, 1999) repre-sentaban una inversión importante y una pre-paración de las láminas más compleja. Los tra-bajos posteriores (en particular Tarquini y Fa-valli, 2010) han realizado grandes avances enel tratamiento de las imágenes en relación ala determinación de bordes de grano, estu-dios estructurales, análisis modales, etc.
Igualmente, Livingood y Cordell (2009),introducen muchas mejoras en el estudio deanálisis modales de componentes cerámi-cos, basados en imágenes obtenidas direc-tamente mediante el escáner las cuales re-percuten directamente en los estudios pe-trográficos.
El presente trabajo se limita a poner demanifiesto la utilidad de un método simple,rápido y fácilmente accesible en los estudiospetrográficos a aumentos relativamentebajos que requieran la visión de conjunto ala escala de una lámina delgada.
Conclusiones
1) Se expone un método simple yampliamente accesible para el estudiopetrográfico a bajo aumento, en nícolescruzados, sin el uso del microscopio.
2) El método consiste en la utilizaciónde dos filtros independientes de láminapolarizante de la luz entre los que se inter-cala la lámina delgada a estudiar. Elconjunto se sitúa en la posición correspon-diente a la de las diapositivas en unescáner de transparencias de superficiehorizontal.
3) La resolución del escáner utilizadoes de 4800 ppp. Esta resolución (o incluso3200 ppp) en un objeto original deltamaño de una lámina petrográfica normal(aproximadamente 2x4 cm) permite laobtención de buenas imágenes hasta unos30 aumentos, aunque el óptimo se haencontrado entre 1x y 15x).
4) Los ejemplos estudiados muestran lautilidad del método en el estudio petrográ-fico de la mayoría de rocas ígneas ymetamórficas.
Agradecimientos
El autor agradece al Dr. Ramón Casillas y aun revisor anónimo las sugerencias y mejorasaportadas en la revisión de este trabajo.
Bibliografía
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Tarquini, S. y Favalli, M. (2010). Computers & Ge-osciences, 36, 665-674.
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Fig 4.- Láminas delgadas completas a bajo aumento (1,8x). A) pórfido diorítico; B) esquisto con por-firoblastos de granate. La dimensión vertical de las fotos es de 2,5 cm.
Fig. 4.- Whole thin sections seen at low magnification (1.8x). A)dioritic porphyry; B) schist with gar-net porphyroblasts. The vertical dimension of the pictures is 2.5 cm.