Шпинель

Шпинель – минеральный вид, представляющий из себя сложный окисел магния и алюминия. Шпинель может быть окрашена в широкую гамму цветов – бесцветная, чёрная, красная, жёлто-оранжевая, зелёная, синяя, фиолетово-пурпурная.

Впервые название «шпинель» использовал в своей книге «De natura fossilium» («О природе минералов») в 1546 году немецкий учёный Георгий Агрикола (Georgius Agricola, Georg Bauer, 1494–1555). Он выделил этот минерал из общего ряда «карбункулов» на основании твёрдости и блеска. А как самостоятельный минерал шпинель была описана в 1797 году Мартин Клапротом (Martin Heinrich Klaproth, 1743-1817). О происхождении названия точной информации нет. Разные исследователи выводят название из разных языков, соответственно и с разными значениями.

В зависимости от состава выделяют следующие разновидности, носящие минералогические названия:

- Плеонаст – промежуточный член ряда «шпинель – герцинит». Чёрная окраска этой разновидности шпинели обусловлена наличием большого содержания изоморфной примеси ионов Fe2+ в позиции Mg2+.

- Аутомолит (ганошпинель) – промежуточный член ряда «шпинель – ганит». Окраска в синих и зелёных тонах этой разновидности обусловлена наличием большого содержания ионов Zn2+ в позиции Mg2+, а также небольшими количествами примесных ионов Fe2+, Fe3+, Cr3+, Mn2+, Mn3+, Ni2+, Co2+ и возможно других.

- Иногда выделяется как разновидность собственно шпинели – «хромшпинель» – хромовая разновидность, являющаяся промежуточным членом ряда «шпинель – пикрохромит» и имеющая преимущественно чёрный цвет.

Существует также множество иных разновидностей, не образующих изоморфных рядов полной смесимости.

Химический состав: MgAl2O4;

Сингония: Кубическая, гексоктаэдрический класс симметрии (точечная группа);

Цвет: Окраска шпинели обусловлена наличием изоморфных примесей элементов хромофоров в кристаллической решётке минерала и их соотношениями. Так, красная окраска «рубиновой шпинели» вызвана изоморфной примесью Cr3+, розовая окраска «балэ-шпинели» – Cr3+ и/или V3+, «альмандин-шпинель» – Fe2+ (в её окраске могут принимать участие Cr3+ и/или V3+). Другие цвета могут быть вызваны комплексным воздействием различных групп примесных ионов. Ионы Fe2+ и Fe3+ участвуют в формировании зелёной, синей и фиолетовой и пурпурной окраски, например, в зелёной и синей окраске аутомолита (ганошпинели) определяющую роль играют ионы Zn2+, в комплексе с ионами Fe2+ и/или Fe3+. Определять синий цвет также могут ионы Co2+ и комплекс (Ti4+, Fe2+, Сr3+).

Диагностические свойства

Физические свойства
Твёрдость по шкале Мооса: 7,5-8
Плотность:

3,54 – 3,65 г/см3;

3,63 – 3,90 г/см3 (для плеонаста);

4,00 – 4,06 г/см3 (для ганошпинели);

Спайность: несовершенная по (111)
Излом: неровный, раковистый
Оптические свойства
Оптический характер: изотропный, аномальная анизотропия
Коэффициент преломления:

1,712 – 1,762;

1,712 – 1,810 (для плеонаста и ганошпинели)
Двупреломление: отсутствует, аномальное – слабое
Дихроизм: отсутствует
Дисперсия света: 0,020(BG)
Блеск: стеклянный

Характерные включения и структурные неоднородности

Основные методы облагораживания

Метод облагораживанияЦель
Термическая обработка Изменение окраски или улучшение визуального восприятия цветовых характеристик
Диффузионная обработка Изменение окраски или улучшение визуального восприятия цветовых характеристик
Пропитка трещин различными наполнителями, в том числе окрашенными Улучшение визуального восприятия характеристик чистоты и/или цвета

Синтетические аналоги и имитации

Синтетическая шпинель производится как для технических целей, так и для изготовления ювелирных вставок. Среди методов выращивания ювелирной шпинели – газопламенный, метод вытягивания из расплава, методы температурного градиента – в основном флюсовые (выращивания из раствора в расплаве) и гораздо в меньшей степени гидротермальные (выращивания из водного раствора).

В качестве имитаций шпинели используются:

  • синтетические минералы со схожими оптическими и физическими свойствами (фианит, гранаты);
  • дублеты и триплеты, чаще всего; шпинель+стекло, гранат+стекло;
  • цветные стёкла;