Сайт Проекта   

"Рисуя Минералы..."

 

 

 

За рамками проекта. Познавательно о разном

Шпинель

 

 """""""~-~-~-~"~&~"~-~-~-~"""""""     

     Минерал шпинель (англ. Spinel) - сложный оксид магния и алюминия MgAl2O4. Сингония кубическая, тексаоктаэдрический класс симметрии m3m (4/m 3 2/m). Пространственная группа F d3m. Раньше шпинель относили к ╚алюминатам╩, но выяснилось, что кристаллическая структура этого минерала соответствует структуре окислов. В этой структуре каждый ион магния окружен четырьмя ионами кислорода, а каждый ион алюминия - шестью ионами кислорода. В структуре отсутствуют сложные ионы, наличие которых могло бы оправдать старое определение этого соединения. Собственно шпинель является одним из конечных членов изоморфного ряда. Ион магния может замещаться ионом двухвалентного железа (цейлонит, плеонаст, герцинит), ионом цинка (ганошпинель, ганит) или ионом марганца. Алюминий может замещаться хромом (пикотит, хромит) или трёхвалентным железом (хлорошпинель).
     Кристаллическая решётка всех минеральных видов группы шпинели имеет довольно сложный вид. Кислородные ионы плотно упакованы в плоскостях, параллельных граням октаэдра. Двухвалентные катионы (Mg2+, 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 ион кислорода связан с одним двухвалентным и тремя трехвалентными катионами. Таким образом, структура характеризуется сочетанием изометрических "структурных 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, довольно высокая твёрдость и тд.
     Слово ╚шпинель╩ пришло к нам от французского spinelle, но происхождение последнего неясно. Этимологически наиболее вероятно происхождение от слова spinella - уменьшительной формы латинского слова spina (шип), от которого происходит английское слово spine. Однако это - не слишком подходящее название для кристаллов шпинели, и первоначально оно, возможно, прилагалось к минералу, кристаллы которого имеют характерную игольчатую форму, и лишь впоследствии было перенесено на собственно шпинель. Согласно другому предположению, слово ╚шпинель╩ происходит от греческого "искра" и его не вполне обычной формы, применявшейся для обозначения этого минерала в связи с красным цветом наиболее ценных его кристаллов. Это предположение правдоподобно, но не столь вероятно. Слово ╚балэ╩ пришло от латинского слова balascus, которое в свою очередь происходит от арабского слова ╚Бадахшан╩ (Badakshan) - названия района, где в средние века добывались наиболее красивые камни. Слово ╚рубицелл╩ заимствовано из французского языка и, повидимому, является уменьшительной формой от rubace - другой формы слова rub is (рубин). ╚Плеонаст╩ - французское слово (pleonaste), которое происходит от греческого "обильный" - намёк на дополнительные грани, осложняющие основной октаэдр. Пикотит назван в честь Пикодела-Пейруза, который описал хромовую шпинель.
     Чистая шпинель бесцветна, но в природе такие камни встречаются очень редко. Красивые красные камни, так называемые рубины-балэ, достаточно хорошо известны, причем их цвет связан с присутствием хрома, как и в случае настоящих рубинов. Слегка желтоватый оттенок рубицеллов связан с присутствием железа, а марганец, возможно, является причиной лилово-красной окраски. Цвета шпинели настолько разнообразны, что трудно перечислить все оттенки между синей и красной окрасками, которые этот минерал может принимать. Камни, богатые железом, совершенно непрозрачны, но иногда используются как декоративные. Зеленоватые и коричневатые разновидности редко применяются в ювелирном деле. При искусственном или недостаточном освещении тёмные шпинели могут выглядеть мрачновато, а светлые как бы светятся изнутри.

     Подобно алмазу, шпинель кристаллизуется в кубической сингонии и встречается в виде красивых октаэдров или плоских треугольных пластинок, раздвоенных по углам. Эти пластинки в действительности являются сдвойникованными октаэдрами. Двойники характерны по (111) - плоскостям плотнейшей упаковки ионов кислорода, откуда и название: двойники "по шпинелевому закону". Закон двойникования столь характерен для этого минерала, что сдвойникованные по тому же закону кристаллы других минералов называются шпинелевыми двойниками. Встречается шпинель преимущественно в форме октаэдрических и додекаэдрических кристаллов (другие простые формы редки). Октаэдры шпинели часто неправильно развиты, так что наибольшее развитие получает одна грань или пара противоположных граней. В этом случае кристаллы шпинели весьма напоминают кристаллы рубинов, поскольку разница в величине углов между гранями не очень велика и неразличима на глаз. Иногда кристаллы шпинели бывают соединены в друзы. Размер кристаллов обычно невелик и их масса не превышает 10-12 карат. Однако встречаются и единичные крупные кристаллы (до 25 см.).
     В связи с тем, что шпинель относится к кубической сингонии, она не обладает двупреломлением и лишена дихроизма. Ярко выраженный дихроизм рубина и отсутствие дихроизма у шпинели позволяют легко различать эти два самоцвета даже тогдау когда их кристаллы имеют сходный облик.
     Показатель преломления шпинели варьирует в широких пределах вследствие того, что один из элементов изоморфно замещается другим без каких-либо нарушений кристаллической решетки. Величина показателя преломления зависит от того, какой элемент присутствует в кристаллической решетке. Поскольку некоторые из этих элементов оказывают сильное влияние на окраску минерала, вариации показателя преломления могут быть сопоставлены с цветом камня. Так, для красных камней величина показателя преломления меняется от 1,715 до 1,735 в соответствии с содержанием хрома. Для синих камней эта величина колеблется от 1,715 до 1,754 в соответствии с содержанием цинка. Показатели преломления камней другой окраски колеблются от 1,712 до 1,717; нормальное значение - 1,717. Дисперсия низкая и для интервала В - G достигает лишь 0,020.
     Шпинели могут флюоресцировать и дают характерные спектры поглощения, хотя из-за изменчивых количеств изоморфных примесей эти явления непостоянны. Флюоресценция некоторых розовых шпинелей обусловливает появление в их спектре группы из пяти ярких линий, из которых наиболее интенсивные соответствуют длинам волн 6870 и 6750 А и образуют четко различимую пару. Чисто красные шпинели дают характерный спектр поглощения, в котором полностью выпадают зеленая и желтая части, лежащие между 4900 и 5950 А; кроме того, имеется слабая полоса 6560 А и более четкий дублет 6840 и 6855 А, расположенные в красной области, а также ряд других нечетких полос. Интенсивность спектра поглощения зависит от густоты присущего камню цвета; для розовых камней она заметно слабее. Некоторые нефлюоресцирующие красные шпинели не дают полос в спектре поглощения, в красной его области; причина этого явления заключается в том, что окраска в данном случае связана не с хромом, а с другими элементами.
     В спектре поглощения синей шпинели благодаря присутствию железа выделяется до десяти полос. Однако большинство из них нечеткие, но полоса 4590 А в синей области весьма выдержанна и различима в камнях, содержащих менее 2% окиси железа; с нею соперничает другая, более слабая линия 4800 А. Плотность прозрачных шпинелей колеблется от 3,58 до 3,63; у обогащенных цинком разновидностей плотность может достигать 4,06. Следует отметить, что плотность ганита варьирует от 4,0 до 4,6; этот минерал практически непрозрачен. У другой разновидности, цейлонита, плотность возрастает с увеличением содержания железа приблизительно до 4,0; это черная и непрозрачная разновидность шпинели.
     Шпинель мягче, чем сапфир и рубин. Твёрдость её по шкале Мооса 8. Блеск шпинели менее ярок, чем блеск разновидностей корунда. В шпинели иногда различима несовершенная спайность, параллельная граням октаэдра, которая, возможно, является отдельностью, вызванной двойникованием. Шпинели допускают различные формы обработки в зависимости от назначения изделий. Так, они могут быть огранены бриллиантовой, ступенчатой или комбинированной огранкой, а также в форме кабошона. Единственной разновидностью шпинели, пользующейся большим спросом у ювелиров, является густоокрашенная красная разновидность, неправильно называемая шпинель-рубином и весьма напоминающая этот минерал, но по стоимости значительно уступающая ему. Но шпинель розового цвета высокого качества также весьма хороша собой и является довольно дорогим ювелирным камнем, обладающим достаточно сильным блеском при любом освещении. Звёздчатые и иризирующие шпинели с оптическим эффектом астеризма кабошонируют. При обработке шпинели следует проявлять большую осторожность в связи с её хрупкостью. Самой дорогой является красная шпинель, далее идут розовые и фиолетовые разновидности, а самая низкая цена на шпинель серо-синего цвета.
    Диагностика. Как самостоятельный минерал шпинель стали классифицировать только с середины XIX века. До этого времени её ошибочно относили к другим красным камням, преимущественно к рубинам. Поэтому розово-красную шпинель называли ╚рубин-балэ╩. Фиолетовые разности ошибочно именовали ╚восточным аметистом╩, а синие - ╚сапфир-шпинелью╩. Шпинелью иногда называют и совершенно другие камни (например, прозрачные красные гранаты - аризонской или кандской шпинелью). Характерными диагностическими признаками шпинели являются октаэдрический облик кристаллов и высокая твердость. Исследование порошка минерала в поляризованном свете под микроскопом без труда дает возможность отличить изотропную шпинель от двупреломляющих, аналогичных по окраске и похожих по форме разновидностей корунда. От других минералов группы шпинели она отличается по наименьшему удельному весу. Шпинель во многом напоминает красный корунд. Как и корунд, по составу она представляет собой оксид, но не только алюминия, а алюминия и магния. Как и абсолютно чистый корунд, беспримесная шпинель бесцветна и водяно-прозрачна. И, хотя подобно бесцветному корунду она напоминает алмаз, но отличается от него преломлением и дисперсией света, т.е. отсутствием цветной игры камня после огранки. Как и рубин, красную шпинель окрашивает примесь хрома. В месторождениях шпинель является частым спутником рубина. Идентификация шпинели имеет большое значение, особенно из-за большого сходства ограненных 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. Однако некоторые пиропы весьма напоминают шпинель, и для уверенного определения необходимо тщательное изучение показателя преломления и плотности. Шпинель легко отличить от рубина, с которым она так часто ассоциируется и на который бывает похожа по внешнему облику, по отсутствию двупреломления и дихроизма, которые характерны для рубина.
     Главным методом отличия природной благородной шпинели от созданной в лаборатории служит изучение внутренних микровключений в шпинели. Включения в шпинели других минералов захваченных при совместном росте, является диагностическим признаком натуральной благородной шпинели, часто давая возможность определить даже происхождение (месторождение) конкретных образцов. В кристаллах шпинели часто встречаются включения магнетита, самой шпинели и циркона. Для шпинелей Бирмы характерны кальцит, доломит, апатит и оливин. Шпинели Цейлона содержат включения циркона, титанита и бадделеита. Наличие включений микроскопических минералов является диагностическим признаком природной шпинели, в отличие от искусственно выращенной. Включения хромовой шпинели в виде микроскопических октаэдров часто наблюдаются в хризолитах и алмазах.

 Происхождение и месторождения
     Шпинели наиболее часто встречаются в контактово-метасоматических образованиях среди доломитов и магнезиальных известняков, где образуются в результате воздействия пневматолитовых агентов магмы при высоких температурах. В парагенезисе с ними наблюдаются различные минералы того же происхождения: гранаты, пироксены, полевые шпаты, клиногумит, хлорсодержащие силикаты и др. Изредка шпинель встречается в пегматитах и магматических горных породах. Известны находки её также в глубинных сильно метаморфизованных породах, - гнейсах и кристаллических сланцах.
Благородная шпинель встречается в кристаллических известняках и кристаллических сланцах, а также в аллювиальных отложениях, образовавшихся за счёт размыва этих пород. Другие минералы группы шпинели являются составной частью некоторых изверженных пород, а также пород, возникших при их изменении. В поверхностных условиях шпинель устойчива к выветриванию и потому часто встречается в россыпях.
     Красная шпинель и рубины встречаются вместе в галечниках Могока в Верхней Бирме. Удивительно, что рубины обычно окатаны, в то время как шпинель находят в виде правильных октаэдров, обладающих весьма совершенным цветом. На Цейлоне, помимо красных разновидностей, добывают красивые фиолетовые и синие камни, и, как указывает название, данное черной разновидности, здесь обычен плеонаст, или цейлонит. Во время рабочих геологических поездок по Бирме и Цейлону еще в советское, до начала позорных российских реформ, время, меня не раз поражало удивительное разнообразие роскошных совершенством формы кристаллов шпинели. И при том самых, подчас, неожиданных оттенков. Но самые красивые и интересные в минералогическом отношении образцы кристаллов розовой шпинели с клиногумитом были привезены в те же годы с Памира, и они до сих пор являются украшением моей коллекции. Шпинель вместе с сапфирами и рубинами присутствует в аллювиальных отложениях Чантабуна в Таиланде. Она встречалась в копях Бадахшана (Памир). И действительно, слово ╚балэ╩, как полагают, произошло от древней формы названия Бадахшана - Баласция.
     В России отдельные экземпляры шпинели изумрудно-зелёного цвета были обнаружены в россыпях по реке Каменке в Кочкарском районе (Южный Урал), где она вместе с другими самоцветами переотлагалась при разрушении распространенных в районе пегматитов. Шпинели синей и фиолетовой окраски, а также очень редкие в природе кристаллы бесцветной шпинели были найдены на Малобыстринском м-нии у р. Слюдянка в окрестностях оз. Байкал. В России красная шпинель ювелирного качества была найдена только на проявлении Перевал близ Слюдянки. Здесь, в доломитах проявления Белая Выемка были сделаны находки благородной шпинели красного и синего цвета. В Саха (Якутии) на Алдане, в кальцифирах м-ния Эмельджак, кристаллы чёрной шпинели - герцинита достигали 8-12 см, а на Гоновском м-нии кристаллы плеонаста до 15-30 см. На территории бывшего СНГ, в Таджикистане на Памире, есть гора Лал. Здесь 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. Крупнейший образец розовой шпинели массой в 5,1 кг. был найден в 1985 г. на Памире советскими геологами. Но основной источник ювелирной шпинели - россыпи. В СНГ месторождение шпинели, известное еще с XIII в., - Кухилал на юго-западе Памира. Крупные месторождения шпинели находятся в Бирме, Шри-Ланке, Кампучии, Таиланде, меньшие по масштабам - в Афганистане, Индии, Австралии, на о. Мадагаскар.

 Из истории камня
     Шпинель - один из драгоценных камней, известных с глубокой древности. В древности шпинель относили к карбункулам (красным камням), т.к. ярко-красные шпинели не отличали от рубина и от граната-пиропа - карбункулом древних мог быть любой из этих трех 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. Шпинели приписывается множество удивительных магических и целебных свойств, о чём подробнее можно узнать здесь. Некоторые из знаменитых рубинов на поверку оказались красной шпинелью. Две знаменитые шпинели вставлены в британскую корону: "Рубин Черного принца" - отполированный камень длиной 5 см. - и "Рубин Тимура" - массой 361 карат, с вырезанными на камне именами его владельцев, одним из первых этим камнем владел завоеватель Тамерлан (Тимур), отсюда и его название. ╚Рубин Черного Принца╩ и ╚Рубина Тимура╩ принадлежат к наиболее ценным регалиям Британской короны; оба этих камня в действительности являются шпинелью. Первое упоминание о ╚Рубине Черного принца╩ относится к 1367 г., когда он находился в сокровищнице короля Гранады, частью которой хитростью завладел дон Педро, король Кастилии. В битве при Нагере близ Витории, в северной Испании, дон Педро получил ценную военную помощь от Черного Принца, сына Эдуарда III, и в награду за это подарил ему этот камень. Шлем, увенчанный этим драгоценным камнем, был на Генрихе V в день его победы при Азенкуре и спас ему жизнь. Великолепный красный камень, ныне находящийся в Алмазном фонде России в Москве и украшавший корону, изготовленную для императрицы Екатерины II в 1762 г., также является шпинелью. Он обладает густой красной окраской, чист и прозрачен и имеет неправильную форму, так как сохраняет первоначальную восточную огранку. В настоящее время он прикреплён вместе с бриллиантом к булавке, и вес его оценивается в 400-404 карата. В Лувре в Париже хранится красивая огранённая шпинель весом 105 метрических каратов, в прошлом украшавшая вместе с другими камнями Французскую корону. Говорят, что Тавернье купил в Индии в 1665 г. три крупных камня красной шпинели весом около 200 каратов каждый. Два крупных камня шпинели весом 81 и 72,5 карата в огранённом виде были показаны на Лондонской выставке в 1862 г. В коллекции минералов. Британского музея естественной истории имеется крупный отполированный октаэдр весом 355 метрических каратов и отполированная галька шпинели весом 520 метрических каратов; оба этих камня происходят из Бирмы. Галька была захвачена в числе других сокровищ при взятии Летнего дворца китайского императора во время войны 1860-1861 гг.

 

 

Большая императорская корона.
1762 год. Ювелир И. Позье. Шпинель (398,72 карата), бриллианты, серебро, жемчуг. Высота с крестом 27,5 см. Эта великолепная, знаменитая своим редкостным  размером тёмно-красная шпинель когда-то считалась рубином. Она служила украшением короны Екатерины II в 1762 г. Этот камень чист и прозрачен, имеет  неправильную форму, сохранившуюся от первоначальной восточной огранки. Теперь этот камень прикреплен вместе с бриллиантом к булавке. Считается одним из исторических камней Алмазного фонда России.

 

 

 

 

Литература:
 Банк Г. -В мире самоцветов. М: ╚Мир╩, 1979
 Барсанов Г.П.,Бляссе Ж., Кристаллохимия феррошпинелей, пер. с англ., М., 1968
 Буданова К.Т., Буданов В.И. Новая находка благородной шпинели на ЮЗ Памире. - ДАН ТаджССР, 1978, 21, ╧6, с. 43-45
 Буканов В.В. и др. Окраска ювелирных шпинелей из месторождения Кухилал. - Зап. ВМО, 1977, ч.106, вып.5, с.565-571
 Калачев В.Н, Дорохова Г.И. Кристаллы и двойники шпинели из месторождения Кухилал (Юго-Западный Памир). - В сб. Новые данные о минералах. Вып. 37. М .: Наука. 1991, с. 153-158.
 Калинин П.В. Шпинели Южного Прибайкалья. - Труды МГРИ, 1955, том 28, с. 39.
 Колесникова Т. А. Благородная шпинель, клиногумит и манассеит месторождения Кухилал (Памир). - В сб.: Драгоценные и цветные камни. М.: Наука, 1980, с. 181-199.
 Левицкий В.И., Петрова З.И. Некоторые закономерности формирования проявлений благородной шпинели в Прибайкалье. // В сб. Минералогия и генезис цветных камней Восточной Сибири. Новосибирск. Наука. 1983. С. 5-13.
 Литвиненко А.К. Новые проявления благородного корунда и шпинели в карбонатных породах Юго-Западного Памира. // Изв. АН СССР. Сер. геол. 1990. С. 125-129.
 Литвиненко А.К. Генетическая позиция благородной шпинели в магнезиальных скарнах Юго-Западного Памира. - Зап.РМО, 2003, ╧4. 123, с. 76-81
 Лицарев М.А. и др. Фиолетовая шпинель ЮЗ Памира. - В кн.:  Драгоценные и цветные камни.  М.: Наука, 1980, с.199-210. (Горондаринское проявление)
 Смит Г.  Драгоценные камни. М: ╚Мир╩, 1980
 Ферсман А.Е. Очерки по истории камня, т.1(1954) и т.2 (1961) //М, изд. АН СССР


См. также:
  Драгоценные камни в культуре и искусстве
  О магических, целебных, лечебных свойствах драгоценных камней


- Галерея -

Шпинель, одиночные и уплощенно-двойниковые кристаллы на полевом шпате с клиногумитом, из растворенного мраморного прожилка.
Образец 3 см. Кухилал, Памир. Акварельный рисунок ╘ В.Слётов & В.Макаренко, 2002


Шпинель розовая. Кухилал, Памир

Шпинель розовая. Удлиненное зерно {111} с кальцитом, форстеритом, флогопитом, клиногумитом.
Кухилал, ЮЗ Памир, Таджикистан. ~10 см. Образец: ФМ (╧73296, Гуревич Я.А., 1970). Фото: ╘ А.А. Евсеев


Шпинель в клиногумите. Кухилал, ЮЗ Памир. Ребро кристалла шпинели - 2,7 см. Образец и фото: ╘ В.А. Слётов


Штуф с крупными (до5-6см.) метакристаллами черной шпинели (плеонаст) с диопсидом в кальците.
М-ние Эмельджак (Алдан, Якутия). Фото: ╘ В. Слётов, 2009


Шпинель, двойниковый кристалл ~ 5 мм. в пирротине. Кухилал, Нагорный Бадахшан, Таджикистан. Фото: В.Левицкий


Шпинель. Мьянма (бывш. Бирма). Минералогический музей им. А.Е. Ферсмана РАН. Фото: Н.Пекова


 голубая шпинель 1.

шпинель фиолетовая 2.

3.

1. Кристаллы (октаэдры до 0.6 см.) очень редкой голубой шпинели в белом кварце. Кения. // 2. Шпинель с клиногумитом в мраморе, голубовато-фиолетовый октаэдр 8 мм. Ladjuar Medam, Долина Кокча, пров. Бадахшан, Афганистан. // 3. Шпинель красная, кристаллы 0.9, 0.9 и 0.7 см. Могок, Бирма
Фото: Robert Lavinsky, источник: GeoWiki


Блочно-мозаичный кристалл шпинели 11 мм., сдвойникованный по шпинелевому закону. Могок, Бирма \ Мьянма


октаэдрический кристалл синей шпинели

Большой (5x3,5х3,2см.) октаэдрический кристалл тёмно-синей шпинели на мраморе.
Могок, Мандалай, Бирма (Mogok, Sagaing District, Mandalay Division, Burma). Фото: ╘ О. Лопаткин


Шпинель, октаэдрический кристалл в мраморе. Бирма \ Мьянма. Фото: ╘ О. Лопаткин


кристалл красной шпинели. Могок, Бирма

Октаэдрический кристалл красной шпинели 15х15 х11 мм. Могок, Бирма \ Мьянма. Фото: ╘ О. Лопаткин


Шпинель, ювелирное сырьё

Шпинель, ювелирное сырьё для огранки



  Проект "Рисуя Минералы", 2006-2015. При цитировании обязательна гиперссылка на сайт http://mindraw.web.ru

На Главную Rambler's Top100

Перевозки негабаритных и тяжеловесных грузов