From Eye to Insight KÖNNEN PRÄPARIERTE UND NICHT PRÄPARIERTE PROBEN ALLEIN MIT EINEM DIGITALMIKROSKOP ANALYSIERT WEREN?

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1 From Eye to Insight Erdwissenschaftliche Anwendungen KÖNNEN PRÄPARIERTE UND NICHT PRÄPARIERTE PROBEN ALLEIN MIT EINEM DIGITALMIKROSKOP ANALYSIERT WEREN? Fallstudie mit dem Digitalmikroskop DVM6 von Leica Microsystems Autor Michael Doppler Sales Manager, EEMEA, Applied Microscopy, Leica Microsystems, Schweiz

2 2 KÖNNEN PRÄPARIERTE UND NICHT PRÄPARIERTE PROBEN ALLEIN Einleitung Lichtmikroskope mit Polarisationseinrichtung werden seit mehr als 100 Jahren in den Erdwissenschaften verwendet. Seitdem hat sich die Technologie weiterentwickelt, um die Benutzerfreundlichkeit, Ergonomie und optische Leistungsstärke der Mikroskope zu verbessern. Eines hat sich trotz aller Fortschritte nicht geändert: klassische Materialmikroskope mit Polarisation können nur für präparierte, geschliffene Proben verwendet werden, da sowohl der Arbeitsabstand als auch die Tiefenschärfe der Mikroskope für ganze, unpräparierte Proben nicht ausreicht. Große und voluminöse geologische Proben müssen nach wie vor geschnitten und geschliffen werden, um unter einem Lichtmikroskop analysiert zu werden. Diese Probenvorbereitungen erfordern Zeit, hohe Präzision bei der Dicke, Ebenmäßigkeit und Schliffqualität der geologischen Schliffe. Eine Standartdicke von 30 Mikrometer wird benötigt für lichtmikroskopische Beobachtungen mit Durchlicht und Polarisation. Für die nicht präparierten Proben verwenden Forscher meistens Stereomikroskope, da diese größeren Arbeitsabstand und höhere Tiefenschärfe haben. Ein Mikroskop für präperierte und nicht präpariert Proben zugleich Dieser Bericht zeigt wie Geowissenschaftler präperierte und nicht präparierte Proben unter polarisiertem Licht mit einem Leica Digitalmikroskop, dem DVM6 M, analysieren können. Kombiniert mit dem richtigen Zubehör funktioniert es wie ein Polarisationsmikroskop. Die Vielfalt geologischer Proben verlangt nach geeigneten Mikroskoplösungen: Dünnschliffe Auflichtproben Mikrofossilien Minerale Ganze Gesteinproben Bohrkerne Mineralstufen Fossilien Probenspektrum für Lichtmikroskope Probenspektrum für Stereomikroskope Probenspektrum für das Digitalmikroskop DVM6 M von Leica

3 KÖNNEN PRÄPARIERTE UND NICHT PRÄPARIERTE PROBEN ALLEIN 3 Ausgestattet für alle geologischen Inspektionen Das Digitalmikroskop DVM6 M von Leica wird an einer manuellen oder motorisierten Fokussäule mit Hilfe eines Adapters angebracht. Der Arbeitsabstand und die Tiefenschärfe ermöglichen Erdwissenschaftlern, sowohl mit präparierten, als auch mit unbearbeiteten Proben zu arbeiten. Eine Durchlichtbasis mit hoher numerischer Apertur bietet zudem eine digitalmikroskopische Lösung für verschiedenste Applikationen mit polarisiertem Licht. Für die Durchlichtbasis gibt es einen Polarisationstisch mit einschwenkbarem Polarisator und Lambdaplatte. Diese Konfiguration des DVM6 M ist maßgeschneidert für erdwissenschaftliche Applikationen und ermöglicht Dünnschliffe unter einfacher oder gekreuzter Polarisation zu betrachten. Dabei ist es egal, ob die Probe ein Deckglas hat, oder ob es sich um ein ungeschliffenes, durchsichtiges Mineral (z.b. Diamant oder Leitmineral) handelt. Das Digitalmikroskop DVM6 M von Leica erlaubt Geowissenschaftlern effizienter zu arbeiten dank: Flexibler Beobachtung von präparierten und nicht präparierten Proben in einem Gerät Integriertem Ringlicht, Koaxialbeleuchtung und anderen Beleuchtungsmethoden für mehr Analyseoptionen im Vergleich zu einem Lichtmikroskop Einfacher und schneller Vergrösserungswechsel über den gesamten 16:1-Zoombereich Intuitiver Software für die Mikroskopbedienung und Analyse Automatischer Nachverfolgung und Speicherung (Kodierung) wichtiger Parameter Mehr Informationen zum Digitalmikroskop DVM 6 finden Sie auf [3].

4 4 KÖNNEN PRÄPARIERTE UND NICHT PRÄPARIERTE PROBEN ALLEIN Analyse präparierter Proben Das unten angeführte Beispiel zeigt einen Dünnschliff eines Basalts. Struktur und Mineralbestand des Basalts werden sichtbar, wenn dieser mit unterschiedlich ausgerichtetem Polarisationslicht beleuchtet wird. Nr. 1: Bild eines Basalt-Dünnschliffs aufgenommen mit polarisiertem Licht. Nr. 2: Bild der gleichen Probe aufgenommen mit gekreuzten Polarisatoren. Falls der Untersuchungsbereich der Probe größer ist als das Sehfeld des Mikroskops, können Forscher den Live Image Builder der Mikroskopsoftware verwenden. Diese Funktion kreiert ein einziges Bild aus mehreren Bildern, welche die Kamera im Verlauf aufzeichnet. Der Benutzer kann so mehr von der Probe in einem Bild erfassen. Nr. 3: Großes Übersichtsbild des Basalt-Dünnschliffs wie oben gezeigt.

5 KÖNNEN PRÄPARIERTE UND NICHT PRÄPARIERTE PROBEN ALLEIN 5 Für Auflichtbeobachtungen von polierten Anschliffen steht die eingebaute Koaxialbeleuchtung zur Verfügung. Die Kreuzung der Polarisationsrichtung im Auflicht wird durch Justierung der integrierten ¼-Lambdaplatte erreicht. Nr. 4: Erzmineralien mit einfachem polarisiertem, reflektiertem Licht. Nr. 5: Gleiche Probe aufgenommen mit gekreuzt polarisiertem, reflektiertem Licht. Mit dem Schieberegler für Schräglicht - Teil der Koaxialbeleuchtung des Digtialmikroskops DVM6 M - kann ein Bild mit verbesserter Darstellung der Korngrenzen, Härtedifferenzen und Kratzern erzeugt werden. Diese Effekte lassen sich durch die Betätigung des Schiebereglers verstärken und variieren. Weitere Justierungen sind nicht nötig. Das rechte Bild zeigt eine Applikation, die nur mit dem Digitalmikroskop DVM6 M und dessen integriertem Ringlicht möglich ist. Klassische Pol-Mikroskope haben keine Dunkelfeldbeleuchtung mit Auflicht, wohingegen das DVM6 M mit seinem eingebauten Ringlicht einen zusätzlichen Dunkelfeldaspekt bei polierten Schliffen bietet. Nr. 6: Detailbild der Probe aufgenommen mit einfachem polarisiertem Schräglicht um Unterschiede in der Härte des Materials und Kratzer sichtbar zu machen. Nr. 7: Detailbild der gleichen Probe aufgenommen mit integriertem Ringlicht.

6 6 KÖNNEN PRÄPARIERTE UND NICHT PRÄPARIERTE PROBEN ALLEIN Analyse nicht präparierter Proben Zusätzlich zu den klassischen Methoden zur Analyse geschliffener und polierter geologischer Proben bietet das Digitalmikroskop DVM6 M den Benutzern die Möglichkeit, auch drei-dimensionale, nicht präparierte Proben wie z.b. Mineralstufen, Bohrkerne, lose Mineralien, Mikrofossilien etc. zu observieren. Die Inspektion dieser Proben folgt dem selben Ablauf wie bei einem Stereomikroskop, dank dem integrierten und segmentierbaren Ringlicht und optionaler Spotlichtbeleuchtung mit Schwanenhals. Proben, die höher sind als die vom Mikroskop vorgegebene Tiefenschärfe können mit Hilfe der Multifokusfunktion einfach realisiert werden. Damit kann auch die Topographie einer Probe in 3D rekonstruiert werden. Alternativ kann ein 2D-Multifokusbild durch Nutzung des Live Image Builders gemacht werden. Für die Analyse von Mineralstufen wird oft erweiterte Tiefenschärfe benötigt, um alle Details klar und scharf darstellen zu können. Der Live Image Builder Z in der Mikroskopsoftware des DVM 6 vereinfacht diese Art von Aufnahmen erheblich [3]. Nr. 8: Detail auf einer Probe einer Mineralstufe aufgenommen mit Ringlicht. Nr. 9: Multifokusbild einer Mineralstufe aufgenommen mit Ringlicht.. Nr. 10: Multifokusbild eines Rohdiamanten aufgenommen mit polarisiertem Durchlicht.

7 KÖNNEN PRÄPARIERTE UND NICHT PRÄPARIERTE PROBEN ALLEIN 7 Lose Körnerproben, Gesteinsproben und Bohrkerne sind bei bestimmten Vergrößerungen oft größer als das Sehfeld des Mikroskops. Diese Limitierung kann mit dem Live Image Builder XY gelöst werden, indem durch die Zusammensetzung mehrerer Bilder in ein einziges Bild, ein größeres Sehfeld mit höherer Auflösung kreiert wird. Die drei Objektive des DVM 6 decken einen Vergrößerungsbereich von 1x bis 2.350x ab. Sie können schnell und nahtlos gewechselt werden, selbst im laufendem Betrieb. Benutzer können daher schnell von der Makro- in die Mikroansicht wechseln, was bei vielen Proben von Vorteil sein kann. Da alle Bilder automatisch kalibriert sind, können diese sofort für Messungen verwendet werden. Basierend auf der 3D-Rekonstruktion der Topographie können zudem Oberflächeneigenschaften und Volumina gemessen werden. Nr. 11: Multifokusbild von Gold und anderen Schwermineralien mit Längen- und Oberflächenmessungen Schlussfolgerung Dieser Bericht zeigt wie es möglich ist alle Arten von geologischen Proben, präparierte und nicht präparierte, mit einem einzigen Mikroskop zu analysieren. Das Digitalmikroskop DVM6 M von Leica Microsystems vereint Makro- mit Mikroansicht und ermöglicht Benutzern 2D- als auch 3D-Proben zu verwenden. Da Sehfeld und Tiefenschärfe vergrößert werden können, ist es einfach mit Proben unterschiedlicher Höhe und Größe zu arbeiten. Die vielseitigen Beleuchtungsund Kontrastmethoden des Digitalmikroskops DVM6 M bieten im Verhältnis zu einem klassischen Lichtmikroskop mehr Optionen für die Erforschung und Analyse der Proben.

8 Weiterführende Literatur (z.t. in englischer Sprache) Copyright 07/2016 Leica Microsystems (Schweiz) AG. All rights reserved. Subject to modifications. LEICA and the Leica Logo are registered trademarks of Leica Microsystems IR GmbH. 1. Interference, Glossary, Rock Library, Imperial College London 2. C. Gladstone, P. Browning, The Polarising Microscope, Minerals under the Microscope, Earth Sciences, University 3. of Bristol 3. DVM6 Produktseite online, Technical Specifications, Leica Microsystems Webseite Leica Microsystems (Schweiz) AG Max-Schmidheiny-Strasse Heerbrugg, Schweiz T F CONNECT WITH US!