Шпинель

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигацииПерейти к поиску
У этого термина существуют и другие значения, см.Шпинель.
Шпинель
ФормулаMgAl2O4
Молекулярная масса142,27
ПримесьTi,Fe,Zn,Mn,Ca
Статус IMAдействителен
Систематика поIMA(Mills et al., 2009)
Классокислы и гидроокислы
Подкласссложные окислы
Семействошпинели
Группаалюмошпинели
Физические свойства
Цветбесцветный, красный, розовый, голубой, зелёный, фиолетовый, жёлтый
Цвет чертысеровато-белый
Блескстеклянный
Прозрачностьпрозрачен до просвечивающего
Твёрдость7,5—8
Микротвёрдость1378—1505
Хрупкостьхрупкий
Спайностьнесовершенная
Изломраковистый
Плотность3,57—3,72 г/см³
Радиоактивность0
Температура плавления2135 °C
Кристаллографические свойства
Точечная группаm3m
Пространственная группаFd3m
Сингониякубическая
Параметры ячейки8,0898
Число формульных единиц (Z)8
Объем элементарной ячейки529,44
Оптические свойства
Оптический типизотропный
Показатель преломления1,71—1,76
Оптический рельефвысокий
Плеохроизмвидимый
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

Шпине́ль —минералкубической сингонии, смешанныйоксидмагния иалюминия MgAl2O4. Бывает окрашен минеральными примесями в различные цвета: бурый, чёрный, розовый, красный, синий.

Название минерала заимствовано изнемецкого языка; немецкоеSpinell, по-видимому, происходит отлатинского словаspinella — уменьшительное отspinaшип, колючка, что связано с характерной остроконечной формой кристаллов. Есть также версия, чтоSpinell происходит отгреческогоσπίν(ν)οςзяблик — из-за сходства цвета. В Средние века и позже шпинель носила название «лал», объединявшее сразу несколькодрагоценных камней красного цвета, но прежде всего — именно шпинель.[1]

Содержание

Свойства минерала

[править |править код]

Характерными признаками шпинели является октаэдрический облик кристаллов и высокаятвёрдость.

От других минералов своей группы шпинель отличается меньшимудельным весом и меньшей величиной параметра ячейки; откорунда —изотропностью и меньшей твёрдостью; от сходныхгранатов — более интенсивной окраской вшлифах, более низкими значениями показателя преломления, меньшим удельным весом.[2]

Структура и морфология кристаллов

[править |править код]

Кубическая сингония, пространственная группа — Fd3m. Гексоктаэдрический класс точечной группы — m3m. Кристаллы обычнооктаэдрического, режеромбо-додекаэдрического облика. Очень частыдвойники по шпинелевому закону: двойниковая плоскость, часто оба индивида уплощены совершенно по (111); иногда двойники полисинтетические. Существуют срастания шпинели имагнетита. Выделения шпинели в магнетите часто образуют скелетные формы иногда рёберные пучки. Известны так же срастания сгематитом ислюдой.[3]

Физические свойства и физико-химические константы

[править |править код]

Излом раковистый неровный до зернистого. Хрупкая. Твёрдость пошкале Мооса 7,5—8.Микротвёрдость 1378—1505кГ/мм2 при нагрузке 100 г.Удельный вес 3,59—4,12.Кристаллы бывают окрашены минеральными примесями в различные сочные цвета: бурый, чёрный, розовый, красный, синий. В частности, окраску красных камней (так называемых рубинов-балэ) определяет присутствиеионовхрома (точно так же, как и в случаерубинов настоящих). Слегка желтоватый оттенок рубицеллов связан с присутствием примесижелеза, амарганец приводит к появлению лилово-красного цвета.Блеск кристаллов шпинели яркийстеклянный. Некоторые разновидности считаютсядрагоценными камнями, носящими в продаже разнообразные названия, в зависимости от цвета, прозрачности и местности. Красный различных оттенков, зелёный, синий, чёрный, бесцветный. Некоторые синтетические шпинели с избытком, подобноалександриту, меняют свою окраску с зелёной на фиолетово-красную при искусственном освещении.Черта белая. Прозрачна. Приизоморфном замещенииMg наZn, Fe3+. Mn2+ становится менее прозрачной. Иногда наблюдаетсяастеризм, обусловленный наличием мельчайших включений, расположенных в направлениях осей второго порядка. Красная шпинель в ультрафиолетовых лучах люминесцирует ярко-красным цветом. Магнитность шпинелей зависит от примесейFe,Co,Cr иV.[4]

Микроскопическая характеристика

[править |править код]

Вшлифах в проходящем свете бесцветна, светло-розовая, голубая, зелёная, бурая.Изотропна. Иногда со слабым аномальнымдвулучепреломлением. Искусственные шпинели, содержащие избыток Al2O3, обладают аномальным двулучепреломлением.Люминесценция обычно отсутствует, иногда бывает жёлто-зелёная, красная, оранжевая.Дисперсия 0,020.[5]

Химический состав

[править |править код]

Теоретический состав: MgO — 28,34;Al2O3 — 71,66.Mgизоморфно замещается Fe2+,Zn, Mn2+, иногда в небольших количествахCo иNi;Al замещается Fe3+и Cr3+. В некоторых шпинелях обнаружены в небольших количествах щёлочи иCaO. Содержание R2O иногда достигает 2,7 %. Главнейшими элементами-примесями шпинели являются кобальт, цинк, никель имарганец, для розовых и красных шпинелей характерныCr иV, в незначительных количествах обнаруживаетсяAs,Pb,Ca,Ti, в ничтожных количествах, но постоянно содержатсяGa иCu.[5]

Поведение при нагревании

[править |править код]

Температура плавления шпинели 2135 °C. Нагревание шпинели до 900 °C приводит к неупорядоченному распределению атомовMg иAl.[6]

Разновидности

[править |править код]

Среди очень разнообразных разновидностей шпинели различают:

  • Благородную шпинель — прозрачные кристаллы шпинели, окрашенные в красивые цвета (если густой красный — то называютрубиновая шпинель, если оранжево-красный —рубицелл, если розовый —рубин-балэ, если фиолетовый —восточный аметист), также благородной шпинелью можно назвать синюю шпинель (илисапфир-шпинель), шпинель с александритовым эффектом (при дневном свете она синяя, при свете лампы накаливания пурпурно-фиолетовая), а также голубую и зелёную шпинель. Главные месторождения благородной шпинели — островаЦейлон,Борнео,Индия. Благородная розовая шпинель добывается на высокогорном месторождении Кугеляль (Кух-и-лал) (Памир,Таджикистан).
  • Обыкновенную шпинель,плеонаст илицейлонит — шпинель промежуточного состава между собственно шпинелью игерцинитом — (Mg,Fe)Al2O4.Удельный вес 3,7—4,4.Микротвёрдость 1,666—1,765 при нагрузке 100 г. Цвет темно зелёный до чёрного, реже сине-чёрный и тёмно-бурый. Температура плавления 1275—1360 °C. Разлагается от действияHF иH2SO4. Встречается часто, иногда в очень больших кристаллах. ВРоссии много плеонаста наУрале, в Шишимских и Назямских горах.
  • ХромшпинелиХромовую шпинель —пикотит, чёрного цвета, часть алюминия замещена хромом.
  • Ганит — цинковая шпинель, гдемагний замещён железом и цинком.
  • Хлоршпинель — Mg(Al,Fe)2O4, промежуточная между шпинелью имагнезиоферритом; окраска ярко-зелёная.
  • Аутомолит — промежуточная между шпинелью иганитом[7].
  • Суровик — шпинель фиолетового или синевато-серого цвета[8].

Форма нахождения и месторождения

[править |править код]

Самые известныеместорождения красной шпинели — россыпи долины Могок вМьянме, причём этот камень добывается там вместе срубином, так как различить шпинель и рубин на глаз невозможно. Встречается вШри-Ланке,Таиланде,Афганистане,Бразилии,Индии,Таджикистане.

Является главным образом высокотемпературным минералом. Шпинель типична для магнезиальныхскарнов и другихконтактово-метасоматических пород.
Отмечена какакцессорная в различных горных породах, встречается вроговиках,гнейсах, средиосадочных пород и вроссыпях.

Обнаружена вхондрах метеорита Каба (Венгрия).
Наблюдается в качестве акцессорного минерала восновных, реже вкислых породах.
В породах габбро-диоритого состава встречена в ассоциации смагнетитом,флогопитом,тремолитом.[6]

В магнезиальных скарнах образуется в магматическую стадию совместно сфорстеритом,диопсидом,периклазом. В постмагматическую стадию замещается флогопитом; сопровождается минераламигруппы гумита,паргаситом,бруситом, нередко наблюдается с магнетитом игипогенными боратами. К образованиям этого типа относят скарныЮжной Якутии,Прибайкалья иДальнего Востока и отчасти скарны железорудных месторожденийГорной Шории. Характерно нахождение шпинели в месторожденияхЮжного Урала, генетически связанных с основными породами, шпинель встречается в ассоциации сандрадитом,магнетитом, хондродитом, хлоритом, реже соскаполитом,эпидотом,цоизитом,клиноцоизитом,актинолитом,тремолитом,роговой обманкой,везувианом,кальцитом. В контактовых роговиках шпинель менее распространена и встречается в различных ассоциациях сдиопсидом,форстеритом,бруситом,антофиллитом,кордиеритом,корундом,периклазом. К образованиям этого типа относятся роговикиСредней Азии иЯпонии. Благородная и голубая шпинели найдены в Мьянме, на Шри-Ланке, в Бразилии. В пустотах вулканических выбросов скарнированного известняка Монте-Соммы (Италия)  наблюдалась вместе сослюдой ивезувианом.[9]

Сколько-нибудь значительные месторождения благородной шпинели вРоссии пока не установлены. Отдельные экземпляры её изумрудно-зелёной окраски были обнаружены в россыпях по реке Каменке вКочкарском районе (Южный Урал); очевидно, она вместе с другими самоцветами образуется при разрушении распространённых в районепегматитов. Затем были найдены шпинели розовой, синей и фиолетовой окраски в Прибайкалье в окрестностях Слюдянки. Изобильная вкрапленность крупных кристаллов чёрной шпинели (плеонаст) наблюдается сфорстеритом ифлогопитом в кальцифирах месторождений Гоновское, Канку и Каталах (Алдан, Якутия). Шпинель обнаружена в виде чёрных каёмок вокруг синегокорунда ссодалитом,плагиоклазом ибиотитом в районе Лопарского перевала в Хибинах (Кольский полуостров). Крупное месторождение благородной розовой шпинелиКухиЛал находится на Юго-ЗападномПамире (Таджикистан, близ границы сАфганистаном). Крупнейшие месторождения благородной красной шпинели известны на островахШри-Ланка иБорнео (в золотоносных россыпях), а также вМьянме, Таиланде, Афганистане и в других местах.[10]

Искусственное получение

[править |править код]

Шпинель легко получается путём сплавления и спекания смесей соответствующих чистыхокислов при 1400—1920 °C. Присутствие минерализаторов значительно снижает температуру её образования. Ювелирная разновидность шпинели синтезируется пометоду Вернейля: чистые порошки Al2O3 иMgO после обработки пламенемгремучего газа при температуре 2500 °C расплавляются, расплав в виде капель падает на дно печи, где помещена тугоплавкая свечка с затравкой шпинели; постепенно вырастаетмонокристалл в виде бульки. Известно образование шпинели вшлаках, в магнезитовом кирпиче электроплавильной печи.

Шпинель образуется при нагреваниимусковита,глауконита,монтмориллонита,бентонита, ихлорита выше 1000 °C, при сплавленииглины,боксита, иликорунда сMgO соответственно при 1700, 1850, 2000 °C.[11]

Практическое значение

[править |править код]

Окрашенные прозрачные разновидности шпинели используются какдрагоценные камни.

Искусственная шпинель применяется в качествеогнеупорного материала, устойчивая при действии расплавов материалов основного состава.

Находит некоторое применение вкерамике, а также в производстве устойчивых керамических красок.[2]

Примечания

[править |править код]
  1. М. И. Пыляев. «Драгоценные камни, их свойства, местонахождения и употребления». — третье, значительно дополненное. —СПб.:А.С.Суворина, 1896. — 406 с.
  2. 12Чухров, Бонштедт-Куплетская, 1967, с. 30.
  3. Чухров, Бонштедт-Куплетская, 1967, с. 24,26.
  4. Чухров, Бонштедт-Куплетская, 1967, с. 26.
  5. 12Чухров, Бонштедт-Куплетская, 1967, с. 27.
  6. 12Чухров, Бонштедт-Куплетская, 1967, с. 28.
  7. Чухров, Бонштедт-Куплетская, 1967, с. 31.
  8. Куликов Б. Ф., Буканов В. В. Словарь камней-самоцветов (рус.). — 2-е изд., перерераб. и доп. —Л.:Недра, 1989. — С. 85. — 168 с. —ISBN 5-247-00076-5.
  9. Чухров, Бонштедт-Куплетская, 1967, с. 29.
  10. Бетехтин, 2007, с. 317.
  11. Чухров, Бонштедт-Куплетская, 1967, с. 29—30.

Литература

[править |править код]

Ссылки

[править |править код]
Шпинель:

Перейти к шаблону «External links»
Ссылки на внешние ресурсы
Перейти к шаблону «Внешние ссылки» Перейти к элементу Викиданных
  Словари и энциклопедии
В библиографических каталогах
Перейти к шаблону «Окислы (минералы)»
Классминералов:Окислы(классификация поIMA,Mills et al., 2009)
Подкласс простые окислы
Группа куприта
Группа периклаза
Группа рутила
Группа уранинита
Семейство корунда-ильменита
Семейство кварца
Подкласс сложные окислы
Группа гаусманита
Группа перовскита
Группа тааффеита
Танталониобаты
Подкласс гидроокислы
Группа диаспора
Перейти к шаблону «Самоцветы»
Самоцветы
Классификация поЕ. Я. Киевленко, 1980, с уточнениями автора
Ювелирные
(драгоценные)
камни
I порядок
II порядок
III порядок
IV порядок
Ювелирно-
поделочные
камни
I порядок
II порядок
Поделочные
камни
Источник —https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Шпинель&oldid=149819224
Категории:
Скрытые категории: