Pour déterminer les minéraux constituants une roche, une lame mince de celle ci est faite (épaisseur de 30 microns) et elle est examinée en lumière polarisée analysée. Les grossissements sont souvent de l’ordre de 15 fois.
Les minéraux ne sont pas uniquement définis par une couleur, il s’agit plutôt d’une gamme de couleurs. Ceci s’explique par des variations de couleur avec l’épaisseur de la lame mince (normes différentes selon que l’on est européen ou anglo-saxon). La couleur peut aussi changer avec l’orientation des cristaux par rapport au rayon lumineux.
Le premier examen se fait en lumière polarisée simple pour une première approche. En lumière bipolarisée, l’angle de rotation entre la luminosité maximale et l’extinction de la lumière d’un cristal est caractéristique du cristal.
Lames minces examinées :
- quartzite,
- gabbro : les cristaux avec de multiples macles sont les plagioclases (aspect de code barres). Le pyroxène présente des clivages à 90°
- feldspath orthose : macle de Carlsbad
- clivage à 120° des amphiboles
- olivine dans péridotite : dunite
- inclusion de zircon dans le granite avec une auréole sombre due à la radioactivité des atomes d’uranium inclus
- micaschistes ; quartz + mica. Si mica (minéral allongé avec clivage) blanc la biotite est de couleur orangée, noir la muscovite est bleutée.
- Mica + feldspath : gneiss
- Calcaire à gros cristaux type calcaire du Fontanil
- Fond non cristallisé donne un fond noir. Quand le fond est coloré c’est que le matériau est cristallisé. Cas d’un fond blanc un peu crémeux avec des losanges noirs de dolomite : calcaire partiellement dolomisé.
- Verre volcanique noir
- Les cristaux à système cubique sont toujours noirs comme les grenats qui, ont une forme de carré éventuellement coupé en travers.
- Serpentinite : fractures nombreuses le long desquels la serpentine résultant de l’hydratation de l’épidote est répartie.
Les lames minces ont une épaisseur de 30microns pour être transparentes. Cette épaisseur est normalisée en France mais la normalisation change d’un pays à l’autre.
Chaque cristal apparaît, en lumière analysée polarisée, avec une gamme de couleur qui lui est propre. Cette couleur dépend de la nature du cristal, de l ‘épaisseur de la lame, de l’orientation du cristal par rapport à la lumière… Les cristaux très riches en silice comme le quartz sont souvent neutres en couleur et apparaissent en nuances de gris. Les ferro magnésiens sont par contre riches en couleur.
Le quartz cristallise souvent en dernier, il prend donc la place qui lui reste : il est xénomorphe et ne présente alors pas de géométrie caractéristique de son réseau de cristallisation.
Le feldspath orthose présente souvent la macle de Carlsbad dans des nuances de gris. Les plagioclases sont riches en Si et apparaissent en donnant un semblant de code barre.
Les clivages apparaissent comme des traits sans changement de couleur. Lorsqu’un ferro magnésien présente des clivages à 90°, on est en présence de pyroxène. Si l’angle est de 120 ou 60°, on est en présence d’amphibole (avec des aiguilles souvent plus allongées que les pyroxènes).
Cristaux verts, bleus, roses dans les mêmes luminosité : olivine.
Paillettes déchiquetées allongées : mica. Des inclusions de zircon (silicate de zirconium) sont visibles, elles présentent une auréole : celle ci est due à l’effet de la radioactivité de l’U que le zircon contient fréquemment.
Biotite : orange, muscovite : bleu clair.
Il y a extension complète quelle que soit l’orientation du faisceau de lumière polarisée analysée d’un réseau cubique : les grenats apparaissent donc toujours noirs souvent sous forme de carrés noirs.
Le calcaire apparaît avec une multitude de cristaux dans la même gamme de jaune légèrement orangé. La présence de micro fossiles est caractéristique.
Pour les roches magmatiques volcaniques, des cristaux invisibles à l’œil nu apparaissent (structure microlithique).