Категория:Семейство шпинелидов

Материал из GeoWiki - открытой энциклопедии по наукам о Земле.

Минералы семейства шпинелидов с типовым составом RО × R₂O₃, согласно данным рентгенометрии, должны рассматриваться как двойные окислы, а не как соли кислородных кислот, т. е. не как алюминаты, ферриты и др. В этой группе широко представлены изоморфные смеси. В качестве трехвалентных металлов, замещающих друг друга, принимают участие Fe³⁺, Al³⁺, Сr³⁺, V³⁺, Al³⁺ и Мn³⁺, а в качестве двухвалентных - главным образом Mg²⁺, Fе²⁺, иногда Мn²⁺ и изредка, обычно в небольших количествах, Сr²⁺, Ni²⁺ и Со²⁺. Kроме того, в составе шпинелидов может присутствовать Тi⁴⁺. Характерно, что двухвалентные иoны с большими ионными радиусами - РЬ, Sr, Са, Ва, а также одновалентные - Na и К - совершенно не участвуют в составе минералов этой группы. В зависимости от сочетаний перечисленных элементов различают большое количество минеральных видов, имеющих много общих свойств в форме кристаллов, физичеcких признаках и условиях образования (возникают преимущественно при высоких температурах и давлениях).
Подавляющая их масса криcталлизуется в кубической сингонии, образуя кристаллы преимущественно октаэдрического облика. Лишь некоторые принадлежат к тетрагональной сингонии, причем облик их кристаллов также октаэдрический. Особняком стоит соединение аналогичной химической формулы - хризоберилл. Ионный радиус Ве²⁺ настолько мал, что это соединение имеет существенно отличную структуру, кристаллизуясь в ромбической сингонии.

Кристаллическая структура минералов группы шпинели довольно сложная. Кислородные ноны плотно упакованы в четырёх плоскостях, параллельных граням октаэдра (кубическая плотнейшая упаковка). В структурном типе нормальной шпинели (n-шпинель) двухвалентные катионы (Мg²⁺, Fe²⁺ и др.) окружены четырьмя ионами кислорода в тетраэдрическом расположении, в то время как трехвалентные катионы (Al³⁺, Fe³⁺, Сr³⁺ и др.) находятся в окружении шести ионов кислорода по вершинам октаэдра. При этом каждый нон кислорода связан с одним двухвалентным и тремя трехвалентными катионами. Таким образом, структура характеризуется сочетанием изометрических "структурпых единиц" - тетраэдров и октаэдров, причём каждая вершина является общей для одного тетраэдра и трёх октаэдров. Эти особенности структуры хорошо объясняют такие свойства этих минералов, как оптическая изотропия, отсутствие спайности, химическая и термическая стойкость соединений, довольно высокая твёрдость и пр. Структурный тип шпинели допускает вариации параметров упаковки анионов кислорода и размеров катионных позиций без нарушения симметрии, что даёт возможность принимать в этих позициях катионы с различными размерными характеристиками, обеспечивая высокую изоморфную ёмкость минералов этого семейства.
Источник: Бетехтин А.Г.  "Курс минералогии", под научн. ред. Б.И. Пирогова и Б.Б. Шкурского. М, 2008