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prcantos
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Publicado: 24 Feb 2013 20:52 Título del mensaje: Sobre maclas cíclicas (traducción de "About cyclic twinning") - (7) |
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Colección: Ciencias de la Tierra. Vol. 1. Nº 7
Hola a todos. Hace pocos meses surgió en el foro inglés el interesante y magnífico tema "About cyclic twinning", sobre las maclas cíclicas. El presente hilo, tal como anuncié aquí, ofrece una traducción para ponerlo al alcance de aquellos foreros que no pueden leerlo directamente en su idioma original. Espero que sea de vuestro interés.
Yo mismo hice la traducción hace unas semanas, contando con la aprobación de los administradores del foro. Antonio Alcaide se ha encargado de revisar todo el texto en español para corregir erratas, depurar el estilo y pulir los tecnicismos y expresiones propias de la cristalografía. Alfredo Petrov y Vinoterapia también me han ayudado a precisar alguna cuestión técnica. A todos ellos doy las gracias por su generosa e inestimable colaboración.
La publicación completa llevará bastante tiempo; intentaré no saturar demasiado el cuadro de últimos mensajes. Además, se irá actualizando según aparezcan nuevos mensajes en el hilo inglés. Como se trata de la traducción de otro hilo, este tema estará permanentemente cerrado para ser un fiel reflejo de lo publicado en el foro inglés.
Para que no haya dudas, adjunto esta pequeña lista que identifica los nombres propios de los usuarios con alias distinto a su nombre, porque en algún momento del hilo se usan indistintamente uno u otro.
gemlover = John Atwell Rasmussen
xenolithos = Duncan
RutileFox = Peter Farquhar
simonoff = Bob
La traducción comienza en el siguiente post. Saludos.
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prcantos
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Publicado: 24 Feb 2013 20:56 Título del mensaje: Re: Sobre maclas cíclicas (traducción de "About cyclic twinning") |
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Tracy - 2012/08/18
Hace poco vi una imagen de un rutilo descrito como "macla cíclica"; sin embargo el espécimen no era redondo, sino más bien parecía una serie de escalones o una "w" pero con codos extra (wv). ¿Se trata de una descripción apropiada? Sería de esperar que una macla cíclica sea "cíclica" (en el sentido de "forma de anillo"), pero me estaba preguntando cuáles son los criterios.
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prcantos
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Publicado: 24 Feb 2013 20:57 Título del mensaje: Re: Sobre maclas cíclicas (traducción de "About cyclic twinning") |
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gemlover - 2012/08/18
Para mí "cíclico" sería un diseño repetido según un eje cristalográfico circular, no necesariamente redondo, si los hexágonos son cíclicos entonces tendrían lados planos alrededor del exterior de la muestra. No estoy seguro de si es comprensible, pero creo que el anillo bencénico tiene lados "planos", y las moléculas orgánicas que son cíclicas tienen un diseño repetido alrededor de un eje.
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Publicado: 24 Feb 2013 21:47 Título del mensaje: Re: Sobre maclas cíclicas (traducción de "About cyclic twinning") |
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Tracy - 2012/08/18
También pensé en el término "cíclico" en sentido químico, por eso es por lo que me hice la pregunta. Desde luego se daban las maclas (aunque no puedo confirmar que fuesen continuas) pero no todas en la misma dirección... químicamente hablando, como una cadena alifática. Por supuesto no podría dar por hecho que la macla era toda del mismo cristal.
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Publicado: 24 Feb 2013 21:53 Título del mensaje: Re: Sobre maclas cíclicas (traducción de "About cyclic twinning") |
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Pete Richards - 2012/08/18
Una macla cíclica es aquella en la que la aplicación repetida de la ley de macla lleva a la formación de un bucle cerrado. El rutilo puede hacer esto de dos formas. En un caso se tiene una "rosquilla hexagonal" compuesta por seis individuos. En el otro caso se tiene un “gofre” octogonal compuesto por ocho individuos en zig-zag una y otra vez, como decía el post inicial.
La macla cíclica puede darse también en muchos otros minerales: es famosa la del aragonito, pero también la marcasita y otros muchos. En el caso de la marcasita, el agregado maclado tiene cinco individuos unidos por {101} (relativo a una celdilla unidad con a:b:c=.8194:1:.6245) dispuestos como un pentágono. Sin embargo, cuando el ciclo se completa, la última unión no es perfecta, pues los dos individuos contiguos se solapan.
Una dificultad de la macla cíclica es que no ocurre cíclicamente. Es decir, un cristal no se forma (N. del T.: entiéndase "no se forma del todo"), entonces se macla con otro, el cual después se macla con otro más, hasta que se completa el ciclo. En realidad la macla cíclica se desarrolla simultáneamente por una temprana auto-organización de un núcleo policristalino en el crecimiento del cristal. La masa policristalina elimina muchos individuos y los que quedan tienen una orientación de macla o casi. Esta es mi opinión personal; no estoy seguro de haberla leído alguna vez.
En el modelo secuencial (cíclico) de la macla, por ejemplo el rutilo, cada paso en la macla tiene cuatro direcciones posibles para seguir. Sólo una de ellas en cada paso de macla llevará al ciclo completo; el resto desembocan en "gusanos" caóticamente retorcidos. Esto indica que sólo uno entre 4^5=1024 cristales séxtuples de rutilo completará el ciclo del modelo de macla "de una vez", y sólo uno entre 4^7=16384 individuos óctuples formarán el ciclo en zig-zag. Por si esto fuera poco, las séxtuples son maclas que se forman exclusivamente en ciertas localidades, mientras que las óctuples se hallan en otras localidades sin las "más probables" séxtuples. Puede que simplemente ignoremos todo lo demás y miremos con todo cuidado estas excepciones, o puede que exista un principio organizador que hace que ocurran más fácilmente.
Un posible principio orientador adicional es el crecimiento epitáctico sobre otro mineral. Por ejemplo, un rutilo formado epitácticamente en paralelo sobre las caras de un cristal de hematites formaría un conjunto séxtuple. Habría que concebir una de estas relaciones especial para cada mineral.
La formación de maclas cíclicas está, creo, poco comprendida, y es un campo fascinante para seguir investigando. Sin embargo, puede haber trabajos en lengua no inglesa que desconozco. Me alegraría obtener citas útiles, ¡aunque sea en otras lenguas!
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Macla cíclica hipotética de la marcasita. Las líneas rojas indican el solapamiento que ocurriría si se forzara el contacto que no une bien. |
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Publicado: 24 Feb 2013 21:54 Título del mensaje: Re: Sobre maclas cíclicas (traducción de "About cyclic twinning") |
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Pete Richards - 2012/08/18
Me parece que las comparaciones con cosas como el benceno son bastante desacertadas. No soy químico orgánico, pero recordemos que los cristales constan de una estructura básica que se repite indefinidamente en el espacio tridimensional. La estructura básica puede contener "ladrillos" enlazados, como los tetraedros de los silicatos, pero hasta que la propia estructura no esté replicada en el espacio no será un cristal. Los anillos bencénicos son entidades simples. Para ser un cristal, se los debe apilar en tres dimensiones con algo que los mantenga unidos. Esto puede darse en ciertos ambientes (muy fríos), pero no es nuestra manera usual de entender los compuestos orgánicos.
En los cristales maclados, la estructura extendida básica relaciona cada pieza de la macla con otra (normalmente) mediante un plano (llamado plano de macla) que separa un individuo, con su estructura en una orientación, de otro con otra orientación. El plano de macla no es un elemento de simetría de la estructura básica (de lo contrario, no cambiaría la orientación de la estructura) pero típicamente tiene una orientación tal que pone a los dos individuos contiguos en una orientación energéticamente favorable.
Las maclas de penetración son asunto para otro día...
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Publicado: 24 Feb 2013 23:58 Título del mensaje: Re: Sobre maclas cíclicas (traducción de "About cyclic twinning") |
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John S. White - 2012/08/19
Estaba esperando que Pete Richards entrara en el debate y me encanta ver que lo ha hecho. Me inclino a estar de acuerdo con él, pero hasta donde yo sé él no ha podido encontrar mucha justificación para su definición en la literatura. De hecho, la única referencia que puedo encontrar en mi biblioteca es la Mineralogía de Sinkankas, en la que John (N. del T.: John Sinkankas) ha escrito: "Las maclas cíclicas se producen cuando los cristales se maclan por varias caras a la vez, curvándose hasta formar grupos en forma de disco o de donut, o incluso con mayores grados de complejidad". Sin embargo, en sus ilustraciones etiqueta las conocidas maclas pseudo-hexagonales del aragonito como maclas de penetración, no como maclas cíclicas. Creo que esto no concuerda, y enreda el asunto.
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Publicado: 25 Feb 2013 00:01 Título del mensaje: Re: Sobre maclas cíclicas (traducción de "About cyclic twinning") |
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John S. White - 2012/08/19
Algunas ilustraciones del libro de Mineralogía de John Sinkankas.
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Publicado: 25 Feb 2013 22:58 Título del mensaje: Re: Sobre maclas cíclicas (traducción de "About cyclic twinning") |
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Tracy - 2012/08/19
Gracias, Pete, por la explicación. Me suena como si la característica definitoria de una macla cíclica es el cierre del bucle, frente al gusano retorcido. El espécimen que vi tenía seis caras distintas, aparentemente plano o casi, originario de Diamantina. ¿Puede esta información ayudar a determinar si se trata de macla cíclica o no?
...mis disculpas por utilizar la jerga de la química, pero imaginando un átomo de carbono enlazado en 3D es fácil visualizar las cuatro ramas a las que creo que os habéis referido.
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Publicado: 25 Feb 2013 23:00 Título del mensaje: Re: Sobre maclas cíclicas (traducción de "About cyclic twinning") |
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simonoff - 2012/08/19
Fuera de bromas, Tracy, pareces estar describiendo una pieza que hace poco puse yo en un sitio web para compartir imágenes, Instagram. Estoy tratando de compartir minerales y lo poco que sé con ellos. El 18 de Agosto puse varias maclas cíclicas del Smithsonian.
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Publicado: 25 Feb 2013 23:02 Título del mensaje: Re: Sobre maclas cíclicas (traducción de "About cyclic twinning") |
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Dean Allum - 2012/08/20
Pete, ¡tu teoría de la "competición" de los policristales para formar la macla cíclica es elegante!
¿No quedarían evidencias del lugar de la nucleación en el vértice central si se mirara con un TEM (microscopio electrónico de transmisión) en lámina delgada?
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Publicado: 25 Feb 2013 23:11 Título del mensaje: Re: Sobre maclas cíclicas (traducción de "About cyclic twinning") |
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Pete Richards - 2012/08/20
1) John White aporta un interesante asunto en el que yo no había pensado: las maclas cíclicas como maclas de penetración en lugar de como maclas de contacto. En el modelo de macla cíclica que ofrecí antes, un cristal da lugar a otro por macla, y éste último a otro más mediante la misma ley de macla, y así hasta que el ciclo llega a cerrarse. Antes aludí al problema conceptual que se da cuando este proceso lleva a un solapamiento (o a un hueco) al final del ciclo, y también a la discordancia entre este modelo y nuestra concepción del crecimiento típico de los cristales.
(Lo que se piensa normalmente sobre las maclas es que ocurren muy al principio del crecimiento cristalino. Aceptado esto, las maclas cíclicas se desarrollan de una vez en la nucleación cristalina, sea según el modelo de auto-organización que mencioné antes, sea por la nucleación de exactamente seis o cinco individuos en orientación de macla. Así, todos los individuos de una macla cíclica tienen la misma edad).
El modelo de macla cíclica, al menos como yo lo he presentado, es un modelo de macla de contacto. John, muy acertadamente, apunta que ciertas maclas cíclicas son interpretadas como maclas de penetración, en particular la habitual del aragonito.
El texto clásico de Mineralogía de Dana (autor W. E. Ford), y otras versiones de los textos mineralógicos de Dana que lo siguen, distingue entre maclas de contacto y de penetración en una sección. Después discuten las maclas múltiples en otra sección, distinguiendo entre maclas múltiples con planos de macla paralelos (maclas polisintéticas, como en las plagioclasas) y maclas múltiples con planos no paralelos (maclas cíclicas, cuando el proceso de crecimiento se completa). No se describe explícitamente la macla cíclica como un tipo de macla de penetración, aunque se presentan ejemplos de maclas cíclicas por penetración (aragonito), así como de las maclas cíclicas de la marcasita, para las que el modelo de penetración es inapropiado. Términos como “repetido” o “sucesivo” se usan con frecuencia, lo que apunta hacia el modelo de "una macla después de otra", aunque no se afirma explícitamente una sucesión temporal.
Ford comenta que en los cristales reales la distinción entre macla de contacto y de penetración es a menudo confusa aunque no muy importante. Esto puede ser especialmente cierto para maclas cíclicas.
Si consideramos un candidato ideal para la formación de una macla cíclica plana, digamos por ejemplo una macla con desarrollo hexagonal, se tratará probablemente de un mineral ortorrómbico o tetragonal con una celdilla unidad con una dirección cristalográfica prominente como {110} donde dos planos, el (110) y el (1-10), definen un ángulo de 60º. Un mineral así, si se macla por contacto con un total de seis individuos, produciría una macla cíclica hexagonal perfecta sin solapamientos ni huecos. De modo similar, un modelo de macla de penetración con tres individuos relacionados por este conjunto de planos {110} daría una macla cíclica perfecta con la misma morfología global.
Pero a menos que sepamos cómo se formó, o podamos tener evidencia detallada de que sólo se ven involucrados tres cristales, que se hayan entrecruzado por el centro como los hilos de un tejido, no sabríamos si es macla de penetración o de contacto. (Y no seríamos capaces de discernir si se trata de maclas triples o séxtuples).
2) Cuando, como en el caso de la mayoría de minerales, el conjunto relevante de planos de macla no forma un ángulo de 60º, sino uno de, digamos, 58º ó 65º, los dos modelos conducen a resultados diferentes. Volviendo por un momento a la marcasita, la cual tiende a formar maclas quíntuples con ángulos entre los planos de macla de aproximadamente 72º, el modelo de contacto produce resultados muy diferentes a los del modelo de penetración porque, a través de cualquiera de los cinco dominios cristalinos, se trata de una región con orientación muy diferente, y un modelo de penetración en sentido estricto llevaría a un cristal ¡en diez segmentos!
Para minerales que se aproximan mejor al modelo de macla en 60º, cuidadosos estudios de cristales "opuestos" podrían revelar con qué frecuencia son exactamente opuestos, como el modelo de penetración sugiere que tendría que ser; o con qué frecuencia no son opuestos en alguna medida, lo cual podría sugerir que el modelo de penetración es inadecuado. En el modelo de contacto secuencial (modelo irreal), el desajuste se salva en el último paso. En un modelo de penetración de esta clase, el desajuste se acomoda entre individuos adyacentes, pero los individuos opuestos tendrían que estar alineados. En un modelo de contacto que incluya la nucleación simultánea de todos los individuos, el desajuste podría darse en cualquier sitio, incluso entre individuos opuestos.
Así que el estudio detallado de los ángulos entre individuos adyacentes puede ayudar a determinar en qué medida las alternativas de los modelos de contacto y de penetración son correctas. En el caso de la marcasita, quizá se trate de una macla doble geométricamente perfecta según (101) y (10-1), combinada con una macla simple según {110} que se aproxima a una macla quíntuple con dos aristas de acomodación. En el caso del aragonito, se puede notar que el modelo de penetración es siempre apropiado.
3) Los manuales a menudo ofrecen ilustraciones de maclas cíclicas incompletas, especialmente en el rutilo, compuestas por tres o cuatro individuos. Aceptando que la macla se genera por nucleación, éstas son un rompecabezas, porque estas formas son inconsistentes con un único punto de origen para el crecimiento. Si se completan, se forma un donut hexagonal con un agujero en el centro. Las imágenes de maclas cíclicas hexagonales muestran, generalmente, una depresión en el centro (ver, por ejemplo, la de Sinkankas en el post de John White), pero no llega a ser un agujero.
Es una cuestión interesante, a ver si alguien la puede aclarar, ver si tales maclas múltiples pero incompletas ocurren en realidad, o son sólo invenciones de los cristalógrafos. Si ocurriesen de hecho, parecerían contradecir la idea de que el maclado ocurre siempre al comienzo del crecimiento cristalino, ¡y la cuestión de cómo se desarrollan hasta su forma final sería también muy interesante!
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Macla triple de penetración del aragonito. Los cristales en rojo y en verde están maclados ambos con el cristal azul según {110}. Sin embargo, el rojo y el verde no están maclados entre sí. Nótese que las aristas verticales de la macla triple son diferentes de las otras, manifestando el desajuste entre estas dos uniones. |
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Una macla quíntuple de marcasita compuesta por una macla de tres individuos, y otra con dos. Las líneas de unión entre ambas maclas no son verdaderos planos de macla porque en ellas el desajuste se ha compensado. |
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Macla doble del rutilo, tomada del manual de Dana. ¿Cómo se formó? |
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Publicado: 25 Feb 2013 23:58 Título del mensaje: Re: Sobre maclas cíclicas (traducción de "About cyclic twinning") |
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Pete Richards - 2012/08/20
John S. White escribió: | Algunas ilustraciones del libro de Mineralogía de John Sinkankas. |
La ilustración del rutilo se ve mucho aunque con pequeñas variantes (con las aristas traseras o sin ellas, etc.). Es interesante el hecho de que la macla ilustrada parece tener una forma global perfectamente hexagonal. Pero el ángulo a través del plano de macla en el rutilo es 65º, no 60º, así que si el cristal es realmente un hexágono perfecto, entonces tiene que haber un desajuste de 5º en cada borde de macla.
¿Cómo puede la Naturaleza hacer esto? ¿O se trata de una idealización nuestra de lo que realmente ocurre?
Aquí pongo una macla cíclica del rutilo con todos los individuos correctamente orientados respecto de cada uno.
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Macla séxtuple del rutilo ajustada teóricamente mostrando desviación respecto de la forma hexagonal ideal. |
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Publicado: 26 Feb 2013 00:00 Título del mensaje: Re: Sobre maclas cíclicas (traducción de "About cyclic twinning") |
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Pete Richards - 2012/08/20
Esta es probablemente una versión mejorada de la figura, a menos que no soportéis el color violeta. La orientación es más apropiada, y el sombreado ayuda a poner de relieve la forma tridimensional.
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Publicado: 26 Feb 2013 14:42 Título del mensaje: Re: Sobre maclas cíclicas (traducción de "About cyclic twinning") |
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Pete Richards - 2012/08/20
Dean Allum escribió: | Pete, ¡tu teoría de la "competición" de los policristales para formar la macla cíclica es elegante! ¿No quedarían evidencias del lugar de la nucleación en el vértice central si se mirara con un TEM (microscopio electrónico de transmisión) en lámina delgada? |
¡Gracias! Podría haber cierta evidencia del polo de nucleación, aunque el núcleo podría ser tan pequeño que sólo se pudiera ver con un TEM (microscopio electrónico de transmisión) o algo parecido. Si el cristal no es altamente transparente, encontrar el polo de nucleación sería todo un desafío (¡no está garantizado que esté en el centro físico de la macla!).
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Publicado: 26 Feb 2013 14:44 Título del mensaje: Re: Sobre maclas cíclicas (traducción de "About cyclic twinning") |
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mihailovici79 - 2012/08/20
¿Es esto un ejemplo de macla cíclica?
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Rutilo Montes Semenic, Rumanía |
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Rutilo Montes Semenic, Rumanía |
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Publicado: 26 Feb 2013 14:46 Título del mensaje: Re: Sobre maclas cíclicas (traducción de "About cyclic twinning") |
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Pete Richards - 2012/08/20
mihailovici79 escribió: | ¿Es esto un ejemplo de macla cíclica? |
Bueno, ciertamente es un ejemplo de macla múltiple con tres individuos. Probablemente yo no tendría problemas para considerarla una macla cíclica, aunque otros quizá sí porque no forma un ciclo completo (en este caso, hexagonal).
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Publicado: 26 Feb 2013 14:48 Título del mensaje: Re: Sobre maclas cíclicas (traducción de "About cyclic twinning") |
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alfredo - 2012/08/20
¡Muchas gracias a Peter por dedicar tiempo a explicar estas cosas! Mucho lo apreciamos quienes, como yo, estamos verdes en cristalografía y tenemos mucho que repasar.
A mí me dijeron que estos cristales de amesita representan maclas segmentadas de seis ramas radiales. ¿Es esto un tipo de "macla cíclica"? (Gracias al fotógrafo, Salu Krotki).
Por otra parte, creo que muchas maclas japonesas del cuarzo complejas y múltiples desmienten la idea de que las maclas tienen que comenzar al principio del crecimiento. Viendo maclas japonesas con individuos de tamaño muy diferente, con el pequeño medio sobresaliendo del prisma mayor, o incluso múltiples "bebés" en diferentes lugares del individuo mayor, es difícil pensar que puedan haberse formado todas en los inicios del crecimiento.
Descripción: |
Amesita-2H Cerro Sapo, Cochabamba, Bolivia Terminaciones cristalinas menores que 0'2 mm. |
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Publicado: 26 Feb 2013 14:52 Título del mensaje: Re: Sobre maclas cíclicas (traducción de "About cyclic twinning") |
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Jordi Fabre - 2012/08/20
Pete Richards escribió: | ...aunque otros quizá sí porque no forma un ciclo completo (en este caso, hexagonal) |
He aquí un ejemplo de ciclo completo.
Por cierto, ¡fantástico hilo!
Descripción: |
Rutilo (macla cíclica) Magnet Cove, Condado Hot Springs, Arkansas, Estados Unidos Tamaño: 2'6 x 2'4 x 2'9 cm. Antes en los duplicados de la colección Folch, ahora en la colección de John S. White. |
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Publicado: 26 Feb 2013 21:25 Título del mensaje: Re: Sobre maclas cíclicas (traducción de "About cyclic twinning") |
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RutileFox - 2012/08/20
Con mi primer post en FMF, me gustaría unirme a este debate sobre los cristales de rutilo y las maclas cíclicas.
"Macla cíclica" se define típicamente como "aquella macla múltiple de tres individuos o más según una misma ley de macla y con los ejes de macla no paralelos" (ver, por ejemplo, el glosario de Mindat y otras fuentes). Por el contrario, tales maclas múltiples se llaman "polisintéticas" si los ejes de macla son paralelos.
Puede parecer sorprendente, pero el cierre del bucle no se menciona como una característica de las maclas cíclicas en esta definición. Cuando Ford remarca en el manual de Dana que "esta reiteración de la macla tiende a producir formas circulares" bajo ciertas condiciones, también admite las maclas en forma de zig-zag procedentes de un repetido doblarse en forma de codo.
Por tanto, la categoría de "maclas cíclicas" para el rutilo incluye tanto las formas completas (bucle cerrado) como los bucles incompletos senarios, octales y de otro número de caras, así como los agregados zigzagueantes en forma de codo (sin forma de bucle).
Primer desafío: la macla cíclica es común en el rutilo, pero la macla polisintética es muy infrecuente en él. He aquí un ejemplo de ambos tipos en un mismo espécimen. El espécimen brasileño ilustra a la vez las dos maclas, la cíclica (parte de una forma séxtuple) y la polisintética (un doblete). Según las consideraciones previas en este hilo, ¿cómo se formó este cristal?
Segundo desafío: Magnet Cove (en Arkansas) ha producido algunos rutilos óctuples maravillosos. Más abajo hay un ejemplo de octal que forma parte de una forma octal mayor. ¿Cómo llamaríamos a esta macla cíclica del rutilo? ¿Cómo se formó este cristal?
Decidme, por favor, si os gustaría ver más retos.
Descripción: |
Rutilo Pirenopolis, Goias, Brasil 4'3 x 4'5 x 4'0 cm. Rutilo con ambas maclas: cíclica y polisintética (PF-3349). |
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Descripción: |
Rutilo Magnet Cove, Condado Hot Spring, Arkansas, Estados Unidos 3'0 x 2'3 x 1'3 cm. Rutilo óctuple dentro de otro óctuple (PF-3208). |
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Visto: |
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_________________ Pablo Rodríguez Cantos (Granada)
λίθον˛ον απεδοκίμασαν˛οι οικοδομουντες |
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