DVM6M用于地質(zhì)科學

見微知著，洞見未來

 

地球科學應用領(lǐng)域

 

如何運用一臺數(shù)碼顯微鏡分析經(jīng)過或未經(jīng)過制備的地質(zhì)樣品

 

Leica DVM6 M 案例研究

 

作者：

 

Michael Doppler

瑞士徠卡顯微系統(tǒng)·應用顯微鏡·EEMEA·銷售經(jīng)理

介紹

 

一百年前，偏振光顯微鏡就已經(jīng)應用于傳統(tǒng)的地球科學研究之中了。從那時起，隨著技術(shù)的不斷進步，這類顯微鏡在用戶友好性、人體工程學以及光學性能方面逐漸改善。時至今日，仍有一方面在原地踏步：傳統(tǒng)的偏振光（復式）顯微鏡僅適用于經(jīng)過制備的樣品，因為這類顯微鏡提供的工作距離不足以滿足整個樣品的檢測。

 

 

這就意味著必須切割和拋光較厚、較大的地質(zhì)樣品，以適應復式顯微鏡的有限工作距離。這些樣品制備對精確度的要求極高，而在拋光片的厚度、平整度和拋光效果方面，對精確度的要求則更甚。運用帶透射、偏振光 [1,2] 的復式顯微鏡進行檢測時，標準厚度應為 30 微米。

 

 

換言之，科學家檢測未經(jīng)制備的樣品時，需要切換成工作距離較大的體視顯微鏡。

 

 

 

一臺適用于經(jīng)過或未經(jīng)過制備樣品檢測的顯微鏡

 

 

本文闡述了地質(zhì)科學家如何運用一臺偏振光顯微鏡對經(jīng)過或未經(jīng)過制備的樣品進行分析的：這就是Leica DVM6 M 數(shù)碼顯微鏡。選用適當?shù)呐浼�，該顯微鏡即可化身為半定量型偏振顯微鏡。

 

 

 

地質(zhì)樣品的多樣性需要一系列合格的顯微鏡解決方案：

 

 

薄切片     拋光片

 

 

微體化石        礦物顆粒

 

 

巖樣                 巖心           顯微載片         化石

適用于復式顯微鏡的樣品范圍

 

 

 

 

適用于體視顯微鏡的樣品范圍

 

適用于Leica DVM6 M 數(shù)碼顯微鏡檢測的樣品范圍

適用于所有地質(zhì)檢測項目

 

 

運用適配器將Leica DVM 6 M 安裝在手動或電動調(diào)焦柱上，即可獲得額外工作距離，確保地質(zhì)學家能夠?qū)�拋光或未拋光的樣品進行檢測觀察。具備高數(shù)值孔徑的透射光座，提供了適用于多樣化偏振光應用領(lǐng)域的數(shù)碼解決方案。

 

 

為透射光座配備一個偏振載物臺，上面帶一個旋入/旋出偏光鏡。按照上述方法設(shè)置Leica DVM6 M，確保顯微鏡適用于任何地質(zhì)科學應用領(lǐng)域，并保證用戶能夠分別觀察平行和交叉偏振光下的透明樣品。樣品是否配有蓋玻片或樣品是否系未切削的透明礦物質(zhì)（例如，鉆石或指示礦物），這些并不重要。

 

 

 

 

Leica DVM6 M 能夠提高地質(zhì)科學家的工作效率，歸因于以下優(yōu)勢：

 

 

• 運用一臺儀器即可對經(jīng)過或未經(jīng)過制備的樣品進行靈活處理；
• 全面集成環(huán)形光，外加同軸和其他照明類型，確保研究和分析樣品的選項超過復式顯微鏡；
• 高效、快速實現(xiàn)整個范圍內(nèi)的放大倍率切換；
• 軟件界面直觀，適用于顯微鏡操作和分析；
• 擁有對重要參數(shù)進行自動追蹤和存儲（編碼）的功能。

 

 

有關(guān)Leica DVM6 數(shù)碼顯微鏡的更多詳情，請參見Leica DVM6 產(chǎn)品頁面 [3]。

 

分析經(jīng)過制備的樣品

 

 

下面選取玄武巖薄片為例。采用不同方向的偏振光照明，可以展示玄武巖的結(jié)構(gòu)和組成。

 

 

圖 1：運用平行偏振光獲取的玄武巖薄片圖像。                                圖 2：運用交叉偏振光獲取的相同樣品圖像。

 

 

如果單幅圖像顯示樣品的感興趣區(qū)域比顯微鏡的視場大，則研究人員可以運用顯微鏡軟件中的 Live Image Builder（實時圖像生成器）功能。在載物臺掃描階段，該項功能可以通過照相機記錄的合成圖像來創(chuàng)建單幅圖像，保證用戶能夠更大范圍地查看樣品。

 

 

圖 3：上圖系玄武巖薄片的概覽大圖。

 

針對反光，可以采用內(nèi)置同軸照明方式觀察拋光樣品，無需附加部件。在反射光模式下，調(diào)節(jié)內(nèi)置 ¼ λ片（波板），即可完成偏振光交叉。

 

 

 

圖 4：運用平行偏振反射光觀察礦石礦物。                                  圖 5：運用交叉偏振反射光觀察同一樣品。

 

 

Leica DVM6 M 同軸照明模式配備傾斜照明滑塊，提供晶界、硬度差和劃痕的三維圖像。只需簡單地四處移動照明滑塊，即可從該角度觀察樣品。無需其他操作。

 

 

右圖顯示僅配備集成環(huán)形光的Leica DVM6 M 才適用于該領(lǐng)域。雖然傳統(tǒng)偏振光顯微鏡不帶暗場，但配備環(huán)形光的Leica DVM6 M 卻為拋光樣品提供了額外的暗場角度。

 

 圖 6：運用平行偏振傾斜反射光照明獲取的同一樣品細節(jié)圖像，用于查看硬度差和劃痕。

 

圖 7：運用環(huán)形光照明獲取的同一樣品細節(jié)圖像。

 

 

分析未經(jīng)過制備的樣品

 

 

除這些觀察地球科學樣品的“經(jīng)典”方法之外，用戶還可以運用Leica DVM6 M 觀察未經(jīng)過制備樣品的三維圖像，例如，顯微載片、巖心部分、散礦物質(zhì)、微體化石等。由于體視顯微鏡的內(nèi)置部分環(huán)形光設(shè)置或鵝頸管聚光燈，因此，可以運用與體視顯微鏡相似的方式，觀察未經(jīng)過制備的樣品。

 

對于厚度超過顯微鏡景深的樣品，可以采用多聚焦功能輕松對其進行觀察。隨后，可以重建樣品的三維形貌圖。另外，如果僅需二維圖像，則可以啟用 Live Image Builder 功能。

 

顯微載片樣品通常需要擴展景深，令所有細節(jié)更加明晰。Leica DVM6 M 軟件具備 Live Image Builder Z（配備手動調(diào)焦柱）和蒙太奇選項（自定義、EDOF、啟動），為其獲取多焦點圖像提供了一種非常簡單的方式 [3]。

 

 

圖 8：運用環(huán)形光照明獲取的顯微載片樣品細節(jié)圖像。                   圖 9：運用環(huán)形光照明獲取的顯微載片樣品多焦點圖像。

 

 

圖 10：運用透射偏振光照明獲取的尚未打磨鉆石的多焦點圖像。

 

松面樣品、巖石樣品和巖心通常比顯微鏡提供的視場要大，而配備 Live Image Builder XY，則可以克服該限制，并將多幅圖像合成視場較大的單幅圖像。

 

 

leica DVM6 M 三個可用物鏡擁有廣泛的放大倍率（1x ~ 2,350x）和分辨率，保證用戶能夠快速實現(xiàn)較大樣品從宏觀到微觀圖像之間的切換。

 

 

由于所有圖像都是自動校準的，這些圖像都可以用于測量。在三維形貌重建中，可以測量表面特性和體積。

 

 

圖 11：通過長度和表面測量，獲取黃金和重礦物的多焦點圖像。

 

 

 

結(jié)論

 

 

本文展示了在地質(zhì)科學研究領(lǐng)域，使用一臺顯微鏡分析經(jīng)過或未經(jīng)過制備樣品的可能性。leica DVM6 M 數(shù)碼顯微鏡將宏觀與微觀合二為一，保證用戶既可分析二維也可分析三維樣品。由于視場和景深可以同時增加，因而可以輕松操作不同高度的樣品。Leica DVM6 M 通用照明方式為研究和分析樣品，提供了比復式顯微鏡更多的選項。

 

 

 

 

 

 

補充閱讀材料

 

 

1. Interference, Glossary, Rock Library, Imperial College London

3.

C. Gladstone, P. Browning, The Polarising Microscope, Minerals under the Microscope, Earth Sciences, University of Bristol

 

1. Leica DVM6 產(chǎn)品頁面，技術(shù)規(guī)范，徠卡顯微系統(tǒng)網(wǎng)頁

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