Шпинель (ювелирный камень)

Минерал шпинель Группа шпинели

В эту группу входят двойные окислы типа R²⁺O x R³⁺O₃, где R²⁺ — Mg¹⁴, Fe²⁺, иногда Zn²⁺, Mn²⁺ и Be²⁺ и очень редко Ni²⁺ и Со^а+, a R³⁺, — Fe³⁺, Al³⁺, Сr³⁺, Mn³⁺.

Минералы группы шпинели имеют некоторые общие свойства. Большинство из них кристаллизуется в гексоктаэдрическом классе кубической сингоний — Oh — m3m(3L₄4L₃6L₂9PC) и только некоторая часть — в тетрагональной сингоний. Несколько в стороне находится хризоберилл. Все эти минералы имеют ярко выраженную кристаллографическую индивидуальность и образуют хорошие кристаллы, чаще всего октаэдрического и октаэдровидного габитуса с преобладающим развитием октаэдра {111} ( рис . Кристалл и двойник. шпинели по (111).

Они характеризуются также широким развитием двойникования по шпине-левому закону, когда двойниковой плоскостью является грань октаэдра {111}, а двойниковая ось перпендикулярна ей. Минералы группы построены по типу структуры шпинели ( рис. Кристаллическая структура шпинели ) .В этой структуре ионы кислорода плотно упакованы в плоскостях, параллельных граням октаэдра. Половина октаэдрических и 1/8 тетраэдрических пустот плот-нейшей упаковки атомов кислорода занята атомами двух и трехвалентных элементов.

По характеру их распределения в тетраэдрических и октаэдрических пустотах все шпинели делятся на три типа: нормальные, обращенные и смешанные. К нормальным относятся такие, у которых двухвалентные катионы выполняют тетраэдрические пустоты, а трехвалентные — октаэд-рические, а к обращенным — у которых двухвалентные катионы выполняют октаэдрические пустоты, а трехвалентные — и тетраэд-рические и октаэдрические.

У смешанных шпинелей как тетраэдрические, так и октаэдрические пустоты выполняются и двухвалентными и трехвалентными катионами при таких соотношениях: (R2⁺¹_-х R³⁺_x) в тетраэдрических пустотах и (R²⁺_1-x R³⁺_x) в октаэдрических пустотах. Большинство природных шпинелей относится к нормальному типу.

Особенности структуры минералов группы шпинели хорошо объясняют их свойства , в частности отсутствие спайности, раковистый излом, оптическую анизотропность, химическую и термическую устойчивость, высокую твердость.

Из минералов, относящихся к группе шпинели, мы рассмотрим нормальные шпинели (шпинель, франклинит и хромит) и обращенные. Кроме того, в этой группе рассмотрим также гаусманит и хризоберилл.

Шпинель это что

(Mg, Fe)Al₂O₄. Представляет собой минеральный вид переменного состава от крайнего магнезиального члена собственно шпинели — MgAl₂O₄ до крайнего железистого члена — герцинита — FeAl₂O₄. Происхождение названия шпинели неизвестно. Герцинит назван по латинскому названию чешского массива (Silva Hercynia), где впервые был найден.

Прозрачные, хорошо окрашенные в разные цвета разности называются благородной шпинелью. К благородным шпинелям относятся красная шпинель (окрашена примесями Сr₂O₃), цейлонит, или плеонаст (черная железо-магнезиальная разность), хлорошпинель (травянисто-зеленая разность), а также пикотит (зеленовато-бурая разность).

Химический состав шпинель

Собственно шпинели — MgO — 28,2%; Аl₂O₃ — 71,8%; герцинита — FeO — 41,34%; Аl₂O₃ — 58,66%. Обычные примеси: Сr, Zn, Fe³⁺, Mn²⁺.

Структурная ячейка содержит (Mg, Fe)₈Al₁₆O₃₂. Пространственная группа — О⁷_h — Fd3m.

Агрегаты и габитус. Образует отдельные кристаллы октаэдрического габитуса или небольшие сростки (шпинель) и плотные тонкозернистые агрегаты (герцинит).

Физические свойства шпинель

Цвет от кроваво-красного с фиолетовым или оранжевым оттенком, а также желтого, синего и бутылочно-зеленого (шпинель) до черного (герцинит).

Диагностические признаки — октаэдрический габитус кристаллов и высокая твердость. Главные линии на рентгенограммах : 2,441; 1,427; 1,053. Растворяется в концентрированной H2SO4 (трудно).

П. п. т. не плавится.

Отличие от сходных минералов. Благородные разнося шпинели похожи на гранаты и соответствующие разности корунда. От гранатов они отличаются габитусом кристаллов и более высокой твердостью, а от корунда — оптическими свойствами (корунд анизотропен).

Искусственное получение. Шпинель получена из силикатных расплавов, содержащих Аl₂O₃, MgO и FeO, а также Аl₂O₃ и MgO или FeO в присутствии В₂O₃.

Образование и месторождения

Шпинель — типичное контактово-метасоматическое образование, возникающее в пневмолитовых и гидротермальных условиях на контакте с известняками. Реже она наблюдается в магматических породах как продукт непосредственной кристаллизации магмы, а иногда — в метаморфических породах. Шпинель находится в ассоциации с магнетитом, хондродитом, везувианом пироксенами, гранатами, хлоритами и др.

В Шишимских и Назямских горах, по р. Каменка (Северный Урал), в Слюдянке (Забайкалье), на Памире и в других местах. Благородные разности шпинели известны в россыпях Цейлона (цейлонит и красная шпинель), в известняках и серпентинитах США (цейлонит и красная шпинель), в вулканических бомбах Везувия, в Бирме, Таиланде, Афганистане. Наибольшее количество шпинели добывают в рубиновых шахтах Могон в Северной Бирме.

Герцинит встречается с корундом, гранатом и роговой обманкой в контактовых месторождениях (Чехословакии), Кортленд Весччестер (Нью-Йорк, США) и др.

При выветривании устойчива и обычно попадает в россыпи, где иногда содержится в значительных концентрациях.

Практическое значение. Благородные шпинели используются как драгоценные камни.