Procédés applicables pour obtenir des coupes minces. Le

procédé le plus simple et aussi le plus primitif pour obtenir une coupe mince de roche, consiste à en détacher un éclat que l'on use et polit d'un côté, de façon à obtenir une face plane. Celle-ci est fixée sur une lamelle de verre au moyen de baume de Canada, puis le fragment est usé à nouveau sur la partie rugueuse, pour y développer une seconde face plane parallèle à la première; l'usure est poussée

1 E. y. Reusch, Monatsberichte d. Berlin. Akad. 1869, 530. Pogg. Ann. 138. 1869, 628.

442 Détermination des minéraux en coupes minces

jusqu'à ce que l'épaisseur convenable ait été obtenue et la préparation est ensuite montée au baume comme à l'ordinaire.

Cette méthode d'opération est longue, aussi préfère-t-on beaucoup scier directement dans la roche une lame aussi mince que possible, que l'on fixe par l'une de ses faces sur un porte-objet; on Tuse ensuite au moyen d'un dispositif approprié. Dans ce but, ou pourrait utiliser un fil de fer tendu sous un archet, dont on se sert en guise de scie, après l'avoir préalablement enduit d'égrisée ou d'émeri délayé dans un peu d'huile. Actuellement on fait usage de machines à scier et à polir, qui permettent de découper dans les roches les plus dures des lames assez minces, que l'on amène ensuite à l'épaisseur habituelle par usure progressive. Ces appareils, dont il existe des types variés, se composent d'un bâtis de fonte qui supporte, comme c'est le cas dans la machine construite par Fuess à Berlin (fig. 486), deux pièces distinctes. L'une est un disque vertical de cuivre ou de tôle galvanisée, auquel on peut imprimer un mouvement de rotation rapide au moyen d'une poulie servant de transmission; l'autre est un tour de lapidaire horizontal en fonte dégrossie, qui tourne au centre d'une vasque servant ù récolter les poudres que l'on dépose sur le plateau pour produire l'usure.

La roche à scier est fixée, soit au moyen de gomme laque, soit par une pince à vis, à une pièce métallique, qui peut se déplacer horizontalement devant la scie au moyen d'une vis munie d'un ressort antagoniste. Le fragment à scier, appuyé directement contre le disque de la scie avec une pression plus ou moins forte, que l'on communique à volonté en chargeant par des poids l'extrémité d'un levier calé sur la pince qui supporte la roche. Le déplacement de celle-ci devant le disque permet d'obtenir plusieurs coupes parallèles, dont on règle l'épaisseur d'après la friabilité plus ou moins grande du matérial à scier. Les disques métalliques sont de dimensions variables; comme ils doivent toujours rester parfaitement plans, il faut, pour éviter de les gauchir, ne pas communiquer une pression trop forte au fragment qui appuyé sur la scie. Si l'on veut se servir d'émeri, on mêle celui-ci avec un peu d'huile, et on applique graduellement la pâte ainsi obtenue contre le disque en mouvement au moyen d'une spatule; une petite cuvette placée au-dessous du disque, permet de récolter l'émeri qui n'aurait pas été fixé par la scie. On préfère beaucoup utiliser pour scier des plaques dans des fragments de roches dures, des disques de cuivre dans lesquels on a incrusté de la poudre de diamant. Dans ce but on effectue au moyen d'une échoppe une série de petites morsures dans le métal, et on frotte par-dessus au moyen de l'index, un peu de poudre de bort délayée dans une goutte d'huile; la pénétration et la

Machioe à polir et à scier 443

fixation de l'égrisée dans le métal se fait dès la première coupe, par suite du resserrement consécutif des bavures, qui produit en quelque sorte le sertissage des petits fragments de diamant emprisonnés dans les cavités. Avec les disques imprégnés de diamant, il faut soig-

Fig. 486. Machine à préparer les conpea minces, conahmctioa de la maison R. Fdess à Berlin.

neusement éviter une pression trop forte de la roche contre la scie, ainsi qu'une élévatiou de température due au frottement du métal contre le fragment à scier, ce que l'on empêche en laissant tomber un mince filet d'eau sur le disque en mouvement.

444 Détermination des minératiz en coupes minces

Les lames sciées par le procédé indiqué, sont toujours beaucoup trop épaisses pour se prêter à une étude, il faut les user ensuite après les avoir fixées sur un solide porte-objet. On dresse tout d'abord une face aussi bien que possible, en la frottant sur un plateau de verre sur lequel on met un peu de poudre d'émeri obtenue par lévigation, mêlée 6 un peu d'eau ou à de l'huile; on emploie d'autres substances pour ce polissage, telles que le poudre de rubis, le colcothar etc. etc.

La (fig. 487} montre un appareil à polir dont l'usage est assez commode; il se compose d'un plateau e soulevé par les vis d, stur lequel on peut tendre fortement des étoffes ou une peau, sur lesquels on répand les substances serrast à effectuer le polissage.

Le degré de poli Voulu ayant été obtenu, on lave la surface tout d'abord avec un pinceau rude et de l'alcool, puis avec de l'eau pure; on la laisse ensuite sécher en l'essuyant avec un linge de flanelle, puis

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on la nettoie encore une fois avec un pinceau et de l'alcool pour enlever les parcelles de laine qui pourraient y rester adhérentes. Pour user la seconde face et amener la lamelle k l'épaisseur voulue, ou la transporte sur un autre support. On choisit alors ime forte lamelle de verre parfaitement plane, ou mieux encore un bloc parallélépîpédique de verre de quelques centimètres d'épaisseur, et l'on dépose à leur surface un peu de baume de Canada dissous, ou à l'étal solide. On peut également employer un autre moyen de fixation, pour cela on fond ensemble dans une capsule de porcelaine 200 gr de gomme laque avec 40 gr de baume de Canada, en chauffant sur le bain-marie, et en remuant la masse jusqu'à dissolution complète de la gomme laque. On laisse en contact une heure ou deux, on coule le mélange et on en fabrique des petits cylindres de 1 ce. de diamètre environ. La plaque ou le bloc préalablement enduits du corps qui doit servir à fixer la lame, sont placés sur un plateau de fonte chauffé par-dessous au moyen d'une lampe & alcool (fig. 488), puis la face polie de la préparation ayant été préalablement chauffée à la flamme pour en éloigner toute trace d'humi-

Fabrication des coupes microscopiques 445

dite, on l'applique avec une légère pression contre le porte-objet et on laisse refroidir. Si l'opération a bien réussi, il ne doit y avoir aucune bulle d'air entre la surface du porte-objet et celle de la lame ainsi fixée, car cela entraînerait inévitablement l'émiettement de la préparation pendant l'usure subséquente qui doit en être faite. Si tel n'est pas le cas, il faut chauffer à nouveau pour obtenir le résultat voulu. Lorsque la plaque est bien adhérente, on commence à l'user progressivement jusqu'à ce qu'elle soit à peu près transparente, on utilise pour cela le tour de lapidaire, sur le plateau duquel on répand de l'émeri; on peut également se servir avec avantage d'une meule horizontale de carborundum. La face que l'on use doit être parfaitement plane, c'est la raison pour laquelle il faut avoir soin de planer le porte-objet avant chaque opération, et de le choisir assez épais pour éviter toute flexion. L'usure finale est obtenue à la main, en frottant la plaque sur un verre dépoli sur lequel on met de l'émeri très fin mouillé d'un peu d'eau. Il est bien évident que ce verre dépoli doit être parfaitement plan, et qu'il faut également le planer dé temps en temps pour assurer ce résultat. Quant à l'épaisseur à obtenir, elle varie entre 0,02 et 0,04 m.m. ; celle qui est la plus favorable pour les études pétrographiques, notamment pour l'utilisation du caractère de la biréfringence, est de 0,03. D est bon pour être renseigné sur l'épaisseur obtenue, d'examiner de temps en temps la préparation sous le microscope polarisant, en se basant alors sur les teintes de polarisation que présentent, entre les niçois croisés, telle ou telle section d'un minéral connu, comme le quartz ou les feldspaths par exemple; ces minéraux, dans des bonnes préparations, ne doivent généralement pas polariser au-dessus du blanc jaunâtre de premier ordre. Lorsque les roches sont grenues et friables, il est parfois difficile d'obtenir l'épaisseur de 0,03 sans émietter la préparation; avec certaines roches porphyriques au contraire, on peut aisément arriver à 0,02, il faut en tout cas éviter d'aller au-dessous de cette valeur, les coupes trop minces étant aussi peu utilisables que celles qui sont trop épaisses. Lorsque l'épaisseur voulue a été obtenue, il faut alors transporter la plaque mince sur une lamelle microscopique ordinaire. Certains auteurs recommandent de polir préalablement la face qui vient d'être usée; cette opération n'est nécessaire que si l'on veut mesurer les indices de réfraction de certains minéraux par la réflexion totale, le polissage doit être fait alors avec le plus grand soin. Pour les déterminations pétrographiques ordinaires, ce polissage est plutôt nuisible, car il diminue l'aspect chagriné de certains minéraux. Pour le transport, après avoir fait sauter avec la pointe d'un canif les parcelles de baume qui débordent le contour de la plaque, on lave la face libre

446 Détermination des minéraux en coupes minces

au pinceau et à l'alcool, puis à l'eau comme précédemment. On place ensuite sur une bonne lamelle de verre une goutte de baume que Ton maintient liquide par une douce chaleur, puis on chauffe également le porte-objet sur lequel se trouve la coupe, en utilisant pour cela le bloc de fonte précédemment décrit. Lorsque le baume est devenu liquide, on approche la lamelle microscopique et au moyen d'une aiguille on pousse la coupe mince, qui passe ainsi du porteobjet sur la lamelle. 11 faut opérer délicatement, car souvent la préparation se brise pendant Topération. Lorsque la coupe mince se trouve sur la lamelle, on continue à chauffer légèrement, on y met encore une goutte de baume, et on recouvre la préparation avec un couvre-objet de dimension convenable, sur lequel ou appuyé au moyen d'une pince à ressort. Cette opération a pour but d'éliminer toute bulle d'air qui pourrait rester entre la coupe et les lamelles; si tel n'est pas le cas, il faut la recommencer en chauffant à nouveau la préparation. Il n'est pas toujours avantageux de recouvrir les préparations microscopiques; si par exemple on veut mesurer les indices de réfraction des minéraux constitutifs en appliquant les différentes méthodes par immersion ou autres, la préparation doit absolument rester décoiffée. M. Michel -Lévy a proposé de ne recouvrir que partiellement la surface de la section mince avec une lamelle de verre, de façon à laisser à nu une certaine portion du contour. On peut de la sorte conserver la préparation sans danger, et lui appliquer sur les bords seulement, toutes les méthodes qui exigent qu'elle soit décoiffée. M. Michel-Lévy a également préconisé d'user en même temps que la roche un petit cristal de quartz, assis sur une face prismatique, dans le but de mesurer exactement l'épaisseur de la préparation, comme nous l'avons vu (a. 186, p. 200); nous avons antérieurement déjà montré que le procédé n'est point exempt de critiques.

Il existe actuellement plusieurs maisons qui exécutent fort bien les coupes minces de roches ou de minéraux; en France M. Ivan Verlein, l'opticien émérite à qui l'on doit tant de préparations remarquables, ainsi que la maison Marchand, livrent d'excellentes préparations; en Allemagne également la maison Voigt & Hochgesang à Gôttingen est connue du monde entier pour les coupes de roches. Il est donc aise de faire exécuter à peu de frais, et dans des conditions excellentes, les sections minces des roches les plus dures, toutefois il est bon de savoir faire soi-même une coupe et dans certains cas particuliers cela est indispensable. Le polissage notamment est une opération à laquelle on ne peut échapper dès que Ton veut mesurer un indice par la réflexion totale; il est rare en effet que

Taille des sections orientées 447

les coupes que l'on se procure dans le commerce, soient assez bien polies pour se prêter à cette opération.

Souvent le matériel dont on veut obtenir une coupe mince est trop friable pour supporter les différentes opérations successives que nous venons d'énumérer. On peut alors, si la roche est poreuse, la plonger dans un corps fondu, qui pénètre dans ses pores et durcit après refroidissement, en augmentant considérablement sa compacité. S'il s'agit également d'un matériel inconsistant tel que la poudre d'un minéral par exemple, ou encore un sable volcanique, on peut utiliser le procédé préconisé par M. Thoulet. * La poudre est mélangée avec dix fois son volume d'oxyde de zinc, puis additionnée d'une solution concentrée de silicate de potasse, de façon à obtenir une pâte épaisse dont on fait des cylindres. Après deux à trois jours, la masse est desséchée, et assez dure pour pouvoir en obtenir des coupes minces. On peut également, comme l'indique P. Mann*, employer l'acide phosphorique en lieu et place du silicate de potasse.

362. Taille des sections orientées. Pour certaines déterminations optiques, il faut se procurer, comme nous l'avons vu, des sections rigoureusement parallèles aux axes d'élasticité. Lorsque les minéraux sont engagés dans une roche, on peut, pour obtenir ces sections, faire une ou plusieurs coupes microscopiques de la roche à l'épaisseur convenable; par l'examen en lumière convergente, on cherche parmi les différentes sections d'un même minéral celles qui présentent l'orientation exigée, on les repère ensuite, et le cas échéant on les dégage des minéraux avoisinants à l'aide d'une pointe d'acier. S'il s'agit au contraire de minéraux isolés, possédant des faces cristallines ou des clivages, on pourra tailler dans ces cristaux des sections d'orientation déterminée, dont la position sera fixée par rapport aux faces existantes. Plusieurs appareils ont été construits dans ce but; l'un des plus pratiques est celui de M. Tutton*, construit principalement en vue de scier des cristaux tendres. Il se compose en principe d'un tour à scier et à polir, auquel est adjoint un certain appareil d'orientation permettant de placer le cristal dans la position voulue par rapport au plan de la scie.

M. E. A. WuLFiNG » a également imaginé un autre appareil, basé sur un principe tout différent. Il se compose (fig. 489) d'une plaque triangulaire de laiton ou d'aluminium, reposant sur 3 points; deux d'entre eux sont formés par les vis T et R h 1\ centimètres Tune

1 Thoulet, Bull. soc. miner, d. Fr. 2. 1879, 188. 189.

2 P. Mann, N. Jahrb. f. Min. II. 1884, 187.

3 TOTTON, Zeitsch. f. Kryst. 24. 1896, 433.

4 E. A. WiJLFiNG, N. Jahrb. f. Min. 1901, II. 1—22.

Détermination des minéraux en conp«s n

de l'autre, le troisième par le cristal Itii-même, collé sur un support K, fixé sur la plaque par un écrou M. II existe avec chaque appareil, quatre de ces supports £,, K^ et E„ sur lesquels les faces terminales font des angles de 10°, 20°, 30° etc. avec la verticale. Sur ce trépied, ou peut en placer un second, reposant sur des vis calantes et muni d'un niveau k bulle d'air l. Une poignée B permet de le saisir aisément. Les vis B et 2* (fig. 489) sont disposées de façon que, pour une rotation d'un tour complet imprimée à chacune d'elles dam le même sens, l'appareil s'incline de 1" autour d'un axe paratlëte à la droite joignant les points de contact des vis iî et T avec le plan horizontal. Une même rotation imprimée à ces deux vis mais en sens contraire l'une de l'autre, produit une inclinaison de 1° autour d'un axe perpendiculaire au précédent.

Pour se servir de cet instrument, on fixe tout d'abord le cristal sur l'un des supports appropriés au moyen de gomme laque, et on use une face dont l'orientation est à. peu près celle que l'on désire. Puis au moyen du support B, on saisit tout l'appareil qu'on porte sur un goniomètre, et on mesure l'angle que fait cette face avec celles naturelles qui servent à fixer l'orientation, ce qui détermine ainsi la correction à apporter. L'appareil avec son niveau est alors placé sur la plaque g parfaitement horizontale, sur laquelle se fait le polissage. On amène la bulle d'air au centre du niveau, et l'on agit alors sur les vis r et i de façon ù incliner le trépied porte-niveau d'un angle égal à celui de la correction à appoi^ ter, mais en sens contraire. Il suffira alors d'agir sur les vis R et T it fin de ramener la bulle d'air du niveau dans sa position initiale, pour donner au cristal à user l'orientation convenable; pendant toute la durée de l'usure, l'appareil doit rester horizontal, ce qu'on vérifie par le niveau.

Fig. 489. Appareil de M. E. Â. WflLFiNG pour la préparation de sections orientées. Maison R. Fdese h Berlin.

Taille des lames et dea prismes

On peut aussi obtenir des lames à faces parallèles avec cet appareil, pour cela on choisit comme support celui qui est terminé par une face normale, et sans encore y adapter le cristal, on pose le trépied sur une glace et régie les vie if 7* jusqu'à ce que leur extrémité se trouve dans le plan de la face terminant le suppoit. On porte alors le trépied sur la table à user, on règle te niveau au moyen des vis R et T, puis on colle le cristal, et l'on agit sur les vis RT comme précédemment, de façon à ramener la bulle d'air du niveau entre les points de repère; on procède ensuite à l'usure.

La figure 490 montre un autre appareil de ta maison Fuess servant également à tailler des plaques parallèles. Les extrémités inférieures des vis S, , S, et S, doivent pour cela se trouver dans un plan parallèle à l'extrémité inférieure du cylindre C sur laquelle on colle le cristal p. Ce cylindre glisse dans ime douille h. Pour

iiMi]HiiiiiJtf,vMjiffnrjo

Fig. 490. Appareil pour la préparation et

le polissage de lamea à faces parallèles.

R. Fuess à BerliD.

Fig. 491. Appareil de M. F. SlQber

poar la taille des prismes.

B. FuEBS à Berlin.

réaliser le parallélisme, on agit sur les vis S„ •% et S,, et pour le vérifier on glisse entre la base du cylindre et le plan sur lequel repose l'appareil, une jauge graduée en forme de coin k, qui doit s'enfoncer de la même quantité, quelle que soit sa position.

363. Tai))e des prismes. On peut, pour tailler les prismes, utiliser l'appareil de M. WClfing, ou encore celui de M. StÔber' qui est représenté [fig. 491). Le prisme se colle avec du baume de Canada contre la lame de verre F"' dont on règle l'angle avec le plan horizontal par le déplacement de la plaque F,, obtenu par les boutons t qui commandent une crémaillère. Les vis k et f^ servent & fixer cette plaque dans une position déterminée.

1 F. StObrr, Bull, de l'acad. royal, de Belgique. 3> série A. 33. 1697, 843—868.

Dnpin à Pmtc* 1. 29

450 Détermination des minéraux en coupes minces