Lame mince

La réalisation de lames minces est développée par plusieurs scientifiques de l'école anglaise dans la première moitié du XIX^e siècle. Perfectionnant une technique apprise d'un lapidaire d'Édimbourg, George Sanderson, le géologue écossais William Nicol confectionne dès 1815 des lames minces de bois fossile et de calcaire oolithique. Il ne les étudie pas lui-même, mais les donne à son ami et collègue Henry Witham (en) qui publie « en 1831 la première reproduction d'une lame mince étonnamment semblable à celles que l'on utilise encore aujourd'hui[5] ». L'application systématique de cette méthode sur les roches, pendant trente ans, par le géologue anglais Henry Clifton Sorby, aboutit en 1858 à la publication du mémoire On the Microscopical Structure of Crystals (Des structures microscopiques des cristaux) qui est considéré comme le point de départ de la pétrographie microscopique[5]. La technique étant compliquée, Sorby n'a pas de successeur en Angleterre et elle se développe avec l'école allemande dans la seconde moitié du XIX^e siècle, avec des pétrographes comme Franz Unger, Hermann Vogelsang (de), Carl Ferdinand Peters (de) et Harry Rosenbusch (en)[6].

Depuis les années 1950, l'observation au microscope est complétée par des techniques d'analyse issues de la physique (microscope électronique à balayage, micro-sonde électronique ou l'analyseur en micro-fluorescence X), de la géochimie (méthode de datation absolue des roches en géochronologie), de l'informatique (accroissement des capacités de calcul), ainsi que par les progrès de l'expérimentation (cellules à enclumes de diamant qui reproduisent artificiellement des hautes pressions et températures)[4].

En prospection sur le terrain, un géologue fractionne une roche avec un burin ou prélève une carotte avec une perceuse spéciale. Il transmet les échantillons de roches au lithopréparateur qui réalise des lames minces à partir de ces échantillons en suivant un protocole précis dont les principales étapes sont[7]^,[8] :

1. La confection d'un talon de roche (d'un gabarit généralement de 3 cm sur 4 cm pour quelques mm d'épaisseur, ou d'un « sucre » de taille moindre) à l'aide d'une scie à lame diamantée ;
2. Le surfaçage et la rectification d'une des faces du talon : polissage par une meule ou un lapidaire, puis rodage par une rodeuse à l'aide d'une poudre abrasive ;
3. Le collage de l'échantillon sur une lame porte-objet (plaque en verre de microscope, généralement de dimensions 30 mm sur 45 pour une épaisseur d'1,5 mm) au moyen d'une résine synthétique ou d'un baume du Canada ;
4. L'arasage du talon à l'aide d'une scie diamantée (l'échantillon atteint une épaisseur de 100 à 200 μm) puis rodages successifs à la poudre abrasive jusqu'à obtenir une épaisseur finale de 20 à 30 μm ;
5. Le nettoyage et le séchage de la lame mince et, en règle générale, collage au-dessus d'une lamelle de verre pour protéger la fine section.

« Il est possible de confectionner des lames minces artisanalement sans outillage spécial à partir d'éclats obtenus au marteau, ou par serrage dans un étau, et par amincissement et polissage à l'émeri sur une plaque de verre[8] ».

• 
  Photomicrographie d'une coquille calcaire de bivalve vue en lame mince.
• 
  Lorsqu'une roche est soumise à des contraintes tectoniques, le quartz présente un phénomène d'extinction roulante ou onduleuse (en).