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Geometría de los fantasmas
  
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prcantos
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MensajePublicado: 11 Nov 2014 00:15    Título del mensaje: Geometría de los fantasmas  

Durante la reciente visita a Antonio Alcaide pude ver una de sus muchas fluoritas. Era una pieza con cristales pequeñísimos, subcentimétricos, de color violeta. No recuerdo de dónde era, pero lo que sí recuerdo bien es que tenía unas zonaciones de color violeta intenso que me llamaron mucho la atención.

He estado buscando por el foro algo sobre estas zonaciones de color: creo que se conocen informalmente como "fantasmas". Las inclusiones pueden estar extendidas como manchas por el cristal o pueden estar concentradas según ciertos patrones geométricos. Éstas últimas son las que me interesan aquí.

La fluorita de Berbes que puse hace poco en el foro tiene estas inclusiones ordenadas siguiendo planos paralelos a las caras del cubo. Es algo muy frecuente en muchas fluoritas zonadas. Esto claramente apunta a lo siguiente: los fantasmas tienen mucho que ver con la cristalografía.

En http://www.foro-minerales.com/forum/viewtopic.php?p=68851#68851 César M. Salvan escribió:
Este tipo de zonados se pensaba antes que se debía a efectos cinéticos en el crecimiento del cristal, con diferentes velocidades de crecimiento que dan lugar a microinclusiones fluidas y cosas asi, pero ahora parece que en realidad es un mecanismo mas complejo en el que se dan procesos interfaciales dependientes de cada tipo de cara cristalina. No esta demasiado claro aun.


En http://www.foro-minerales.com/forum/viewtopic.php?p=18305#18305 Carles Curto escribió:
• Que la zonación suele ser perpendicular al eje principal del cristal pero también puede ser paralela al mismo.
• Que la zonación puede ser regular pero que también, muchas veces no sigue un patrón (gradación o degradación) determinado.


Repasando otras fluoritas para buscar fantasmas he dado con una humilde pieza de Namibia que compré hace varios años en esas cajitas blancas de 4x4. Y me ha sorprendido que en este ejemplar las zonaciones violetas en los cubos verdes no sólo son paralelas a las caras del cubo, sino también a las del octaedro, una forma que de hecho no aparece en las caras de este espécimen. Más concretamente, la zonación violeta de esta fluorita se puede describir así: los "puntos de color" se concentran sobre las ocho caras {111} de un cuboctaedro interior al cubo cristalino, de forma que las caras del octaedro (interior) están densamente pobladas por cromóforos morados, mientras que las caras del cubo (interior) son del mismo color verdoso del resto del cristal, pues carecen de puntos de color; además hay concentraciones paralelas a las caras del cubo mayor.

Si dais un paseo por Namibia, encontraréis muchos casos parecidos, algunos realmente espectaculares:

http://www.mindat.org/photo-522410.html
http://www.mindat.org/photo-540586.html
http://www.mindat.org/photo-258829.html
http://www.mindat.org/photo-168187.html
http://www.mindat.org/photo-54941.html

De alguna manera me inclino a pensar que, en la materia cristalina, existen unos "planos privilegiados" (los llamados "planos de índice bajo") en los cuales "pasa todo" lo que tiene que pasar: la acumulación de iones para la zonación cromática, el desarrollo de caras cristalinas actuales, la exfoliación que contribuye a la individuación de la red cristalina, e incluso el maclado (un ejemplo excepcional es el ya citado http://www.mindat.org/photo-522410.html , con zonación y exfoliación bien visibles). Y la tendencia siempre parece ser la misma: perfilar cada vez más la simetría intrínseca del medio cristalino continuo y, si es posible, aumentarla.



f-1.jpg
 Mineral: Fluorita
 Localidad:
Namibia
 Dimensiones: 2'5 x 2'5 cm.
 Descripción:
La pequeña pieza de Namibia (puede que de la Mina Okorusu).
 Visto:  5018 veces

f-1.jpg



f-2.jpg
 Mineral: Fluorita
 Localidad:
Namibia
 Dimensiones: 5 mm. la arista del cubo
 Descripción:
Detalle de uno de los cuvos verdosos. Se aprecia una cara triangular violeta del octaedro interno.
 Visto:  5012 veces

f-2.jpg



f-3.jpg
 Mineral: Fluorita
 Localidad:
Namibia
 Dimensiones: 2 cm. ancho de campo
 Descripción:
En estos cubos, en las caras frontales, se aprecia el cuboctaedro interior con las caras del octaedro de color violeta y las del cubo interno del mismo color verdoso que el resto del cristal. En el cubo de la derecha puede apreciarse mejor la sensación de volumen del conjunto de puntos de color.
 Visto:  5006 veces

f-3.jpg



Sin título-1.jpg
 Descripción:
Esquema del cuboctaedro interior formado por la concentración de puntos de color violeta sobre las caras {111}.
 Visto:  5024 veces

Sin título-1.jpg



60x_N0002.jpg
 Mineral: Fluorita
 Localidad:
Namibia
 Dimensiones: 60X
 Descripción:
Detalle de uno de los cubos. Se aprecia que la forma interna donde se concentra los cromóforos, a su vez, está compuesta por pequeños saltos escalonados, como ocurre a veces con las caras cristalinas reales. Es decir: a los cristales facetados y a las zonaciones les ocurre exactamente lo mismo, pues todo proviene de la red cristalina, y se vuelve a cumplir la antigua máxima: la forma geométrica externa es expresión del orden interno. Además aparecen una cara real del octaedro que trunca un vértice del cubo (abajo) y un plano de exfoliación también según el octaedro (arriba).
 Visto:  5010 veces

60x_N0002.jpg



60x_N0003.jpg
 Mineral: Fluorita
 Localidad:
Namibia
 Dimensiones: 60X
 Descripción:
Otro cubo visto al microscopio, donde aparecen coloreadas las caras del octaedro interno y las caras de un cubo tambien interno. Estadísticamente diríamos que la distribución de "puntos de color violeta" es bimodal: el color se concentra en {111} y en {100}
 Visto:  4999 veces

60x_N0003.jpg



60x_N0005.jpg
 Mineral: Fluorita
 Localidad:
Namibia
 Dimensiones: 60X
 Descripción:
En este otro cubo, debido a la perspectiva, se aprecia bien la diferencia de pendiente entre dos de las aristas del octaedro interno.
 Visto:  5017 veces

60x_N0005.jpg



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Pablo Rodríguez Cantos (Granada)
λίθον˛ον απεδοκίμασαν˛οι οικοδομουντες
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prcantos
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MensajePublicado: 11 Nov 2014 13:46    Título del mensaje: Re: Geometría de los fantasmas  

prcantos escribió:
...Si dais un paseo por Namibia, encontraréis muchos casos parecidos, algunos realmente espectaculares...


También en la Galería FMF hay ejemplares muy interesantes:

http://www.topminerals.info/index.php?searchterms=fluorite%20Namibia&searchauthor=-&level=search (galería del foro inglés)

http://www.mineralogia.es/index.php?searchterms=fluorita%20namibia&searchauthor=-&level=search (galería del foro español)

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Pablo Rodríguez Cantos (Granada)
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Josele




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MensajePublicado: 11 Nov 2014 20:50    Título del mensaje: Re: Geometría de los fantasmas  

Otro ejemplo de zonación octaédrica, también en un ejemplar de Namibia:


P1010746.JPG
 Mineral: Fluorita
 Localidad:
Mina Okorusu, Distrito Otjiwarongo, Región Otjozondjupa, Namibia
 Dimensiones: 11 x 7 x 6 cm
 Descripción:
El color morado se encuentra en los vértices de los cristales cúbicos. Parece ser que el color morado se debe a centros de color tipo "F" formados por electrones ocupando la posición del flúor.
 Visto:  4810 veces

P1010746.JPG



P1010754.JPG
 Mineral: Fluorita
 Localidad:
Mina Okorusu, Distrito Otjiwarongo, Región Otjozondjupa, Namibia
 Dimensiones: 11 x 7 x 6 cm
 Descripción:
Bajo UVA la zonación queda mas patente pues las esquinas moradas son menos fluorescentes.
 Visto:  4813 veces

P1010754.JPG



CaF2 unit_cell.jpg
 Descripción:
Celda unidad de la estructura cristalina de la fluorita.
El fluor está en coordinación tetraédrica con el calcio y cada catión Ca está enlazado con ocho aniones F.
Los 8 calcios de las esquinas forman un cubo mientras que los 6 calcios del centro de las caras de ese cubo forman un octaedro.

imagen © Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported license NIMSoffice
 Visto:  5047 veces

CaF2 unit_cell.jpg



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Josele
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Antonio Alcaide




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MensajePublicado: 30 Mar 2016 08:41    Título del mensaje: Re: Geometría de los fantasmas  

A pesar de que me entusiasma este enfoque de Pablo y la hipótesis tan sugerente que enuncia, también podría ocurrir que haya casos en los que el color de las distintas fases de cristalización (formando diferentes caras) sea el mismo y por tanto sea un fenómeno más común que nos pase desapercibido. ¿Se pueden distinguir dos fases de cristalización diferentes aparte de por el color? ¿Qué otras propiedades o señales de su existencia puede haber?
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La vida es el cristal más breve
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prcantos
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MensajePublicado: 04 Abr 2016 14:09    Título del mensaje: Re: Geometría de los fantasmas  

Antonio Alcaide escribió:
¿Se pueden distinguir dos fases de cristalización diferentes aparte de por el color? ¿Qué otras propiedades o señales de su existencia puede haber?


Se me ocurre lo siguiente: en el caso de un mineral no opaco y que presente la propiedad óptica del pleocroísmo se podría utilizar la luz polarizada y analizada para distinguir las distintas fases de cristalización en lámina delgada.

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Pablo Rodríguez Cantos (Granada)
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Iván Blanco (PDM)




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MensajePublicado: 04 Abr 2016 19:42    Título del mensaje: Re: Geometría de los fantasmas  

Antonio Alcaide escribió:
A pesar de que me entusiasma este enfoque de Pablo y la hipótesis tan sugerente que enuncia, también podría ocurrir que haya casos en los que el color de las distintas fases de cristalización (formando diferentes caras) sea el mismo y por tanto sea un fenómeno más común que nos pase desapercibido. ¿Se pueden distinguir dos fases de cristalización diferentes aparte de por el color? ¿Qué otras propiedades o señales de su existencia puede haber?


Catodoluminiscencia es, por ejemplo, una de esas técnicas. Se usa mucho con carbonatos en geología del petroleo, para estimar secuencias de precipitación con el fin de determinar estructuras de porosidad abierta que puedan almacenar petroleo.

Un par de trabajos sobre zonados de elementos en fluoritas, dependiendo de las caras de los cristales:

https://www.google.nl/url?sa=t&source=web&rct=j&url=http://www.cathodoluminescence.com/papers/systematic-ree-partitioning-in-cubo-dodecahedral.pdf&ved=0ahUKEwi8y_PXzPXLAhXHmw4KHeVoCsgQFggaMAA&usg=AFQjCNHhcnTblWMfJ-CDw_RQFjENsCtcNA&sig2=jb57jQpfrLuBNCrmtVHPgw

https://www.google.nl/url?sa=t&source=web&rct=j&url=https://etd.ohiolink.edu/rws_etd/document/get/miami981052842/inline&ved=0ahUKEwiEv6rxz_XLAhXHCw8KHd7SCwEQFggrMAY&usg=AFQjCNGs0WAuf1yrL-d6Jww-A-khqtaqBQ&sig2=gcUP0wkobxxa1tmOnrXasA
(enlaces normalizados por FMF)

_________________
Saludos,

Iván

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Antonio Alcaide




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MensajePublicado: 04 Abr 2016 21:56    Título del mensaje: Re: Geometría de los fantasmas  

Gracias a ambos por las sugerencias y por los artículos y monografías.

Ya veo que hay métodos para ver zonaciones donde el color no las hace evidentes. Precisamente en la fluorita y relacionadas con las REE (Tierras Raras).

Saludos

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