Шпинель

Шпинель, скелетный кристалл 3.4 см. Вьетнам

Шпинели. Могок, Бирма

Чёрная шпинель (плеонаст) и диопсид в мраморе. Алдан, Якутия

Крупный кристалл черной шпинели (плеонаст) из месторождения Гон, Якутия. Фото К.Власов.

Шпинель - минерал, сложный оксид магния и алюминия MgAl₂O₄ из группы шпинелей. Встречается преимущественно в форме октаэдрических и додекаэдрических кристаллов (другие простые формы редки) обычно небольших размеров. Иногда кристаллы шпинели образуют небольшие друзы. Цвет очень разнообразный - от бесцветного до красного, розового, фиолетового и тд, очень редко бесцветна. Размер кристаллов обычно невелик, масса не превышает 10-12 карат. Однако встречаются и крупные кристаллы. Для шпинели характерен яркий стеклянный блеск. Ювелирными являются следующие разновидности: рубиновая шпинель - красная; балэ-рубин - розово-красная; альмандиновая шпинель - фиолетово-красная; рубицелл - оранжево-красная, желтая; сапфировая шпинель - синяя, голубая; хлорошпинель - ярко зеленая; плеонаст, цейлонит - темно-зеленая; ганошпинель - синяя. Наиболее известна и изучена шпинель розового и красного цвета.

В древности ярко-красные шпинели не отличали от рубина и от пиропа - карбункулом древних мог быть любой из этих трёх камней. Огранённые шпинели способны как бы светиться в сумерках. Красный лал (рубиновая шпинель), прозрачный и чистый, напоминает рубин, иногда превосходит его по красоте и блеску, но уступает ему по твёрдости: стирается в углах и рёбрах. Некоторые из знаменитых рубинов при проверке оказались красной шпинелью. Шпинель высокого качества является достаточно дорогим ювелирным камнем, обладающим сильным блеском при любом освещении. При искусственном или недостаточном освещении тёмные шпинели могут выглядеть мрачновато, а светлые как бы светятся изнутри. Шпинель во многом напоминает корунд. Как и корунд, по составу она представляет собой оксид, но не только алюминия, а алюминия и магния. Как бесцветен абсолютно чистый корунд, бесцветна, водяно-прозрачна беспримесная шпинель. Хотя она также, как бесцветный корунд, напоминает алмаз, отличается от него полным отсутствием игры камня после огранки. Как и рубин, окрашивает рубиновую шпинель примесь хрома. В месторождениях шпинель является частым спутником рубина. Идентификация шпинели имеет большое значение, особенно из-за большого сходства огранённых камней с рубином. Отличить от него шпинель, как и от других похожих камней, можно по форме кристаллов, более высокому блеску в огранке, характерным твёрдости, плотности и другим физическим свойствам.

Шпинель - один из драгоценных камней, известных с глубокой древности. В древности шпинель относили к карбункулам (красным камням). На Памире, на территории современного Таджикистана, на месторождении Кухилал (Кухи-Лал, Кугиляль), в середине IX в. добывали "бадахшанский лал" (древнее название шпинели). Об этих старинных "рубиновых копях" упоминал в XIII в. Марко Поло, который писал, что этот прекрасный камень "балаш" добывали в районе Бадахшана. По преданию, именно лал первоначально украшал шапку Мономаха. Крупнейший образец розовой шпинели массой в 5,1 кг. был найден в 1985 г. на Памире Советскими геологами.

Основной источник ювелирной шпинели - россыпи. Крупные месторождения шпинели находятся в Бирме, Шри-Ланке, Кампучии, Таиланде, меньшие по масштабам - в Афганистане, Индии, Австралии, Мадагаскаре. Обрабатывают шпинель с применением бриллиантовой или ступенчатой огранки. Астериксы (камни с оптическим эффектом астеризма) обрабатывают кабошоном. При обработке следует проявлять большую осторожность в связи с хрупкостью шпинели.

Синтезируется шпинель различного цвета, её получают подобно рубину и сапфиру методом Вернейля. Синтетическая шпинель применяется не только как аналог природной, но и как имитация многих ювелирных камней. Синтетическая шпинель имитирует в первую очередь другие драгоценные камни, а не себя. Искусственный александрит также обычно представляет собой шпинель. В отличие от природной синтетическая шпинель имеет спайность, аномальное двупреломление и обнаруживает яркую люминесценцию в рентгеновских лучах.

Шпинель (англ. SPINEL) - MgAl₂O₄

КЛАССИФИКАЦИЯ

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Перевод на другие языки

Ссылки

• www.mindat.org
• www.webmineral.com
• ATHENA Mineralogy
• www.mineralienatlas.de
• MinCryst
• Шпинель, минерал и драгоценный камень. Свойства, значение, находки

Список литературы

• Klaproth, M.H. (1797): Untersuchung des Spinells, Beiträge zur chemischen Kenntniss der Mineralkörper, Zweiter Band, Rottmann Berlin, 1-11
• Tilley (1923), Geol. Magazine: 40: 101.
• Weigel (1923), Jb. Min., Beil.-Bd.: 48: 274.
• Schlossmacher (1930), Zs. Kr.: 72: 468.
• Anderson and Payne (1937), Mineralogical Magazine: 24: 547.
• Palache, Charles, Harry Berman & Clifford Frondel (1944), The System of Mineralogy of James Dwight Dana and Edward Salisbury Dana Yale University 1837-1892, Seventh edition, Volume I: 689-697.
• совершеннаяenough, J.B. and Loeb, A.L. (1955) Theory of ionic ordering, crystal distortion, and magnetic exchange due to covalent forces in spinels. Physical Review: 98: 391-408.
• Smit, J. and Wijn, H.P.J. (1959) Ferrites. Physical properties of ferrimagnetic oxides in relation to their technical applications. Wley, New York.
• Sawatzky, G.A., Van Der Woude, F., and Morrish, A.H. (1969) Recoilness-fraction ratio for 57Fe in octahedral and tetrahedral sites of a spinel and a garnet. Physical Reviews: 183(2): 383-386.
• Liu, L-g. (1975), Disproportionation of MgAl2O4 spinel at high pressures and temperatures: Geophysical Research Letters: 2: 9-11.
• Schmocker, U. and Waaldner, F. (1976), The inversion parameter with respect to the space group of MgAl2O4 spinels. Journal of Physics C: Solid State Physics: 9: L235-237.
• Yamanaka, T. and Takéuchi, Y. (1983) Order-disorder transition in MgAl2O4 spinel at high temperatures up to 1700°C. Zeitschrift für Kristallographie: 165: 65-78.
• Osborne, M.D., Fleet, M.E., and Bancroft, G.M. (1984) Next-nearest neighbor effects in the Mössbauer spectra of (Cr,Al) spinels. Journal of Solid State Chemistry: 53: 174-183.
• Yamanaka T., et al. (1984), Acta Crystallographica (1984): B40: 96.
• Della Giusta, A., Princivalle, F., and Carbonin, S. (1986) Crystal chemistry of a suite of natural Cr-bearing spinels with 0.15≤Cr≤1.07. Neues Jahrbuch für Mineralogie Abhandlungen: 155: 319-330.
• Wood, B.J., Kirkpatrick, R.J., and Montez, B. (1986) Order-disorder phenomena in MgAl2O4 spinel. American Mineralogist: 71: 999-1006.
• Wood, B.J. and Virgo, D. (1989) Upper mantle oxidation state: Ferric iron contents of Iherzolite spinels by 57Fe Mössbauer spectroscopy and resultant oxygen fugacities. Geochimica et Cosmochimica Acta: 53: 1277-1291.
• Irifune, T., K. Fujino, & E. Ohtani (1991), A new high-pressure form of MgAl2O4: Nature: 349: 409-411.
• Peterson R.C., Lager, G.A., and Hitterman, R.L. (1991), A time-of-flight neutron powder diffraction study of MgAl2O4 at temperatures up to 1273 K. American Mineralogist: 76: 1455-1458.
• Cynn, H., Sharma, S.K., Cooney, T.F., and Nicol, M. (1992), High-temperature Raman investigaton of order-disorder behavior in the MgAl2O4 spinel. Physical Review B: 45: 500-502.
• Millard, R.L., Peterson, R.C., and Hunter, B.K. (1992), Temperature dependence of cation disorder in MgAl2O4 spinel using 27 Al and 17 O magic-angle spinning NMR. American Mineralogist: 77: 44-52.
• Askarpour, V., Manghnani, MH., Fassbender, S., and Yoneda, A. (1993), Elasticity of single-crystal MgAl2O4 spinel up to 1273 K by Brillouin spectroscopy. Physics and Chemistry of Minerals: 19: 511-519.
• Cynn, H., Anderson, O.L., and Nicol, M. (1993), Effects of cation disordering in a natural MgAl2O4 spinel observed by rectangular parallelepiped ultrasonic resonance and Raman measurements. Pure and Applied Geophysics: 141: 415-444.
• Della Giusta, A. and Ottonello, G. (1993), Energy and long-range disorder in simle spinels Physics and Chemistry of Minerals: 20: 228-241.
• Carpenter, M.A. and Salje, E.K.H. (1994a), Thermodynamics of nonconvergent cation ordering in minerals: II. Spinels and the orthopyroxene solid solution. American Mineralogist: 79: 1068-1083.
• Gillot, B. (1994) Infrared spectrometric investigation of submicron metastable cation-deficient spinels in relation to order-disorder phenomena and phase transition. Vibrational Spectroscopy: 6: 127-148.
• Carbonin, S., Russo, U., and Della Giusta, A. (1996) Cation distribution in some natural spinels from X-ray diffraction and Mossbauer spectroscopy. Mineralogical Magazine: 60: 355-368.
• Maekawa, H., Kato, S., Kawamura, K. and Yokokawa, T. (1997), Cation mixing in natural MgAl2O4 spinel: a high-temperature 27 Al NMR study. American Mineralogist: 82: 1125-1132.
• Menegazzo, G., Carbonin, S., and Della Giusta, A. (1997) Cation vacancy distribution in an artifically oxidized natural spinel. Mineralogical Magazine: 61: 411-421.
• Funamori, N., R. Jeanloz, J.H. Nguyen, A. Kavner, W.A. Caldell, K. Fujino, N. Miyajima,, T. Shinmei, & N. Tomioka (1998), High-pressure transformation in MgAl2O4: Journal of Geophysical Research: 103: 20813-20818.
• Redfern, S.A.T., Harrison, R.J., O'Neill, H.St.C., and Wood, D.R.R. (1999), Thermodynamics and kinetics of cation ordering in MgAl2O4 spinel up to 1600° C from in situ neutron diffraction. American Mineralogist: 84: 299-310.
• Andreozzi, G.B., Princivalle, F., Skogby, H., and Della Giusta, A. (2000). Cation ordering and structural variations with temperature in MgAlO4 spinel: an X-ray single-crystal study. American Mineralogist: 85: 1164-1171.
• Suzuki, I., Ohno, I., and Anderson, O.L. (2000) Harmonic and anharmonic properties of spinel MgAl2O4. American Mineralogist: 85: 304-311.
• Warren, M.C., Dove, M.T., and Redfern, S.A.T. (2000a) Disordering of MgAl2O4 spinel from first principles. Mineralogical Magazine: 64: 311-317.
• Warren, M.C., Dove, M.T., and Redfern, S.A.T. (2000b) Ab initio simulations of cation ordering in oxides: application to spinel. Journal of Physics: Condensed Matter: 12: L43-L48.
• Andreozzi, G.B., Halenius, U., and Skogby, H. (2001) Spectroscopic active IVFe 3+-VIFe 3+ clusters in spinel-magnesioferrite solid solution crystals: a potential monitor for ordering in oxide spinels. Physics and Chemistry of Minerals: 28: 435-444.
• Andreozzi, G.B. and Lucchesi, S. (2002) Intersite distribution of Fe 2+ and Mg in the spinel (sensu-stricto)-hercynite series by single-crystal X-ray diffraction. American Mineralogist: 87: 1113-1120.
• Carbonin, S., Martignago, F., Menegazzo, G., and Dal Negro, A. (2002), X-ray single-crystal study of spinels: in situ heating. Physics and Chemistry of Minerals: 29: 503-514.
• Pattrick, R.A.D., van der Laan, G., Henderson, C.M.B., Kuiper, P., Dudzik, E., and Vaughan, D.J. (2002) Cation site occupancy in spinel ferrites studied by X-ray magnetic circular dichroism: developing a method for mineralogists. European Journal of Mineralogy: 14: 1095-1102.
• Da Rocha, S. and Thibaudeau, P. (2003), Ab initio high-pressure thermodynamics of cationic disordered MgAl2O4 spinel. Journal of Physics Condensed Matter: 15: 7103-7115.
• Martignago, F., Dal Negro, A., and Carbonin, S. (2003) How Cr 3+ and Fe 3+ affect Mg-Al order disorder transformation at high temperature in natural spinels. Physics and Chemistry of Minerals 30: 401-408.
• Méducin, F., Redfern, S.A.T., Le Godec, Y., Stone, H.J., Tucker, M.G., Dove, M.T., and Marshall, W.G. (2004), Study of cation order-disorder in MgAl2O4 spinel by in situ neutron diffraction up to 1600 K and 3.2 GPa. American Mineralogist: 89: 981-986.
• Van Minh, N. and Yang, I.-S. (2004) A Raman study of cation-disorder transition temperature of natural MgAl2O4 spinel. Vibrational Spectroscopy: 35: 93-96.
• Papike, J.J., Karner, J.M., and Shearer, C.K. (2005) Comparative planetary mineralogy: Valence-state partitioning of Cr, Fe, Ti and V among crystallographic sites in olivine, pyroxene, and spinel from planetary basalts. American Mineralogist: 90: 277-290.
• Martignago, F., Andreozzi, G.B., and Dal Negro, A. (2006) Thermodynamics and kinetics of cation ordering in natural and synthetic Mg(Al,Fe 3+)2O4 spinels from in situ high-temperature X-ray diffraction. American Mineralogist: 91: 306-312.
• Princivalle, F., F. Martignago, and A. Dal Negro (2006) Kinetics of cation ordering in natural Mg(Al,CR 3+)2O4 spinels. American Mineralogist: 91: 313-318.