Завершая цикл материалов о шпинели, попробуем разобраться, какое место она занимает в классификации минералов. Вообще, с этой статьи логично было бы его начинать. Но не всегда получается так, как было бы логично.
Посмотрите на схему ниже. Я составила её для наглядности и после будут короткие и, надеюсь, понятные пояснения. Та самая благородная шпинель, о которой мы говорили в предыдущих двух статьях, находится в самом нижнем блоке слева.
Пояснения к схеме. Итак, в классификации минералов выделяют надгруппу шпинелей — это обширная группа минералов с общей формулой AD2X4,
где A — Mg, Zn, Mn, Si, Ge, Fe, Co, Cu, Sb, Ti, Ni;
D — Fe, Al, Mn, Fe, V, Cr, Co, In, Ir, Rh, Pt, Ni;
X — O2-, S2-, Se2-
В свою очередь, минералы этой обширной группы делятся еще на три группы на основе доминирующего аниона X, представленного кислородом, серой или селеном соответственно.
O2-: группа оксишпинелей (шпинель, ульвошпинель и др);
S2-: группа тиошпинелей (карролит, линнеит и др);
Se2-: группа селеношпинелей (тиллерит, борнхардит и др).
Группа оксишпинелей разделяется на подгруппы ульвошпинели и шпинели.
Справедливости ради замечу, что тиошпинели и селеношпинели тоже имеют деление на подгруппы, но в схеме я их не стала отдельно выделять, просто в связанных блоках указала примеры минералов из этих подгрупп.
В подгруппу ульвошпинели входят минералы класса силикатов, германатов и оксидов, имеющих общую формулу A4+D2+2O4, где
A = Si4+, Ge4+, Ti4+, Sb4+;
D = Fe2+, Mg2+, Mn2+;
X = O2-.
К ним относятся тегенгренит, рингвудит, кандилит, бруногайерит и сама ульвошпинель (или, как её ещё называют, титановая шпинель) с формулой Fe2TiO4. Красивых фото кристаллов или иных минеральных агрегатов не будет, так как минерал встречается в виде микроскопических выделений и виден только под микроскопом.
И вот мы добрались до подгруппы шпинели, чьи минералы имеют общую формулу A2+B3+2O4.
где
A = Fe2+, Mn2+, Mg2+, Co2+, Zn2+, Ni2+;
В = Fe3+, Cr3+, Al3+, V3+;
Для минералов подгруппы шпинели характерны широкие изоморфные замещения. Одновременное замещение в позиции А и В образует сложные изоморфные системы.
Привожу таблицу, которую подсмотрела и сохранила себе из курса по минералогии МГУ.
Надеюсь, не сильно утомила формулами и символами химических элементов, но разобраться в этой структуре нужно было. Зато теперь, когда будем любоваться, например, магнетитом, будем знать, что он входит в подгруппу шпинели.😉
Синтетическая шпинель. Для ювелирных и технических целей шпинель синтезируют в промышленных масштабах. Для её производства используется газопламенный метод Вернейля, а также тигельный метод Чохральского с применением в качестве шихты искусственной шпинели, полученной по Вернейлю. Метод Чохральского заключается в том, что затравочный кристалл касается поверхности нагретого расплава. Его вращают с определенной скоростью и затем поднимают вверх из расплава. Такие кристаллы имеют однородную структуру и высоко ценятся ювелирами. Этими же методами выращиваются синтетические сапфиры и рубины. Возможна кристаллизация шпинели флюсовым методом Ферми из раствора в расплаве. Это более дорогостоящая и затратная по времени технология; скорость роста кристаллов в 10 раз ниже, чем по методу Вернейля. Но зато флюсовая шпинель более близка к природной. Диагностика шпинели, выращенной этим методом, вызывает затруднения.
Синтетическая цветная шпинель в ювелирной отрасли имитирует рубин, аквамарин, зеленый турмалин, александрит и другие драгоценные камни. Для этого в шихту добавляются такие хромофоры как хром, кобальт, марганец, желези и медь. Выращивают и бесцветную, свободную от примесей, алюмо-магнезиальную шпинель, очень редко встречающуюся в природе. Бесцветную синтетическую шпинель пробовали продавать как имитацию алмаза, но диоксид циркония – фианит- значительно превзошёл её в этом качестве.
От природной шпинели синтетическую отличает наличие спайности, узоров аномального двупреломления, яркие цвета люминесценции.
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. В кристаллах шпинели встречаются включения магнетита, самой шпинели и циркона. Изучив включения, опытный специалист часто может определить даже месторождение конкретных образцов. Для шпинелей Бирмы, например, характерны кальцит, доломит, апатит и оливин. Шпинели Шри-Ланки содержат включения циркона, титанита и бадделеита. Наличие включений микроскопических минералов является диагностическим признаком природной шпинели, в отличие от искусственно выращенной.
На фото выше синтетическая шпинель. Размер камня 13 на 11 мм. Вес 15.62 карат.