Шпінель

Шпінель
октаедричні кристали шпінелі
Загальні відомості
Статус IMA	чинний (успадкований, G)^[d][1]
Абревіатура	Spl[2]
Хімічна формула	(Fe,Mg,Cr)Al2O4
Клас мінералу	оксиди і гідроксиди
Nickel-Strunz 10	4.BB.05[3]
Dana 8	7.2.1.1
Генезис	пневматолітовий, гідротермальний
Ідентифікація
Колір	прозорий, рожевий, червоний, зелений, чорний
Форма кристалів	октаедричного габітусу
Сингонія	кубічна сингонія, гексоктаедричний вид
Просторова група	кристалографічна група 227^d[4]
Спайність	недосконала по (111)
Злам	раковистий до напівраковистого
Твердість	8, домішки знижують до 7
Блиск	скляний
Прозорість	прозорий до непрозорого
Колір риси	нема
Густина	3,1-4,1
Розчинність	погано розчиняється в концентрованій сірчаній кислоті
Оптичні властивості кристалів
Показник заломлення	1,718-1,75
Інші характеристики
Хімічні властивості	стійкий в гіпергенних умовах
Подібні мінерали	гранат, корунд
Названо на честь	Колючки (латина)[5]
Шпінель у Вікісховищі

Шпінель — мінерал класу оксидів і гідроксидів, складний оксид алюмінію і магнію. Група шпінелі.

Етимологія та історія

Походження назви до кінця не з'ясовано. Передбачається, що вона походить від давньогрецького σπίν(ν)ος [spín(n)os], що означає «іскра» або «блиск» і, таким чином, відноситься до його блиску. Друга версія походження назви — від лат. spinella — невеликий шип — за гострокутною формою кристалу (G.Agricola, 1546). Латинське spina, spinus або spinula означає «шип» або «конус», spinella означає «маленький шип».

Інші назви: балас-рубін, бале-рубін, магнезіошпінель.

Назва шпінель передавалася в різних варіантах написання в Європі принаймні з 16 століття, в тому числі як Spynell в Англії (1528), як Spinella від Георгія Агріколи (1546) і як Spinellus від фламандського мінералога Ансельмуса де Бодта (1609). Подібно до терміну карбункул або камінь карбункул, який був відомий з давнини, шпінель не відноситься конкретно до мінералу. Лише приблизно 1800 року люди зрозуміли, що червоний рубін і блакитний сапфір — це лише кольорові різновиди одного і того ж мінералу корунду, і що шпінель і мінерали групи гранатів, схожі за кольором і кристалографією, утворили власні типи мінералів і навчився їх розрізняти.

Загальна характеристика

Поширений мінерал контактово-метасоматичних утворень; оксид магнію та алюмінію координаційної будови. Хімічна формула: MgAl₂O₄. Містить: MgO — 28,2 %; Al₂O₃ — 71,8 %. Домішки FeO, Fe₂O₃, ZnO, MnO, Mn₂O₃, Cr₂O₃, TiO₂ та інш.

• 
  3-D модель структури шпінелі
• 
  Кристалічна структура шпінелі

Сингонія кубічна. Гексоктаедричний вид. Кристалічна структура координаційна, високосиметрична. Утворює октаедричні рідше додекаедричні та кубічні кристали. Характерні сплющені двійники по (111) — шпінелевий закон, рідше двійники проростання, шестерники внаслідок повторного двійникування. Густина 3,5-4,1. Твердість 7,5-8,0. Домішки хромофорів зумовлюють оранжеве, червонувато-буре, коричневе забарвлення. Безбарвна шпінель трапляється рідко. Блиск скляний. Порошок білий. Риси біла. Ізотропна.

• 
  Октаедричні кристали червоної шпінелі на друзі молочного кальциту, родовище Люк Єн, В'єтнам
• 
  Жеода червоної шпінелі, родовище Люк Єн, В'єтнам
• 
  Кристал темно-фіолетової шпінелі, Китай
• 
  Кристал темно-блакитної шпінелі на кальцитовій підложниці, Пакистан

Генезис і родовища

Шпінель — типовий мінерал контактово-метасоматичних утворень, який виникає в пневматолітових і гідротермальних умовах на контакті з вапняками. Рідше вона спостерігається в магматичних породах, як продукт безпосередньої кристалізації з магматичного розплаву, а інколи — в метаморфічних породах.

Мінерал, що утворюється при високих температурах як допоміжний у магматичних породах (головним чином базальти, кімберліти, перидотити та ксеноліти); в регіонально-метаморфізованих багатих алюмінієм сланцях; у вапняках регіонально та контактово метаморфізованих; уламковий мінерал.

Для шпінелі характерна асоціація з магнетитом, хондродитом, везувіаном, піроксенами, гранатами, форстеритом, хондродитом, скаполітом, флогопітом, корундом, силіманітом, андалузитом, хлоритами тощо. Накопичується у розсипах.

Розповсюдження: Арґено (Вехр. Гарона, Франція), Екер (Швеція), Мустіо-Карьяа (Фінляндія), Ратнапура (Шрі-Ланка), Могок (Верхня М'янма), Кухілал (Памір, Таджикистан). У США у штатах Нью-Йорк, Нью-Джерсі, Каліфорнія. У Канаді провінції Онтаріо, Квебек. В районі Айфель і в Боденмайсі Баварія, Німеччина. На Монте-Сомма і Везувій, Кампанія, Італія. Ряд місць на Мадагаскарі.

На території України шпінель зустрічається як акцесорний мінерал у вивержених породах Українського кристалічного щита і Вигорлат-Гутинської вулканічної гряди в Закарпатті.

Використання

Куленепробивне скло

Інженерами дослідницької лабораторії ВМС США була розроблена технологія виготовлення куленепробивного скла зі шпінелі. На противагу традиційному куленепробивному склу, яке складається з декількох шарів різних матеріалів, дана технологія дозволяє виготовляти «скло» довільної форми. Серед інших переваг матеріалу — менша вага, здатність пропускати промені в інфрачервоному діапазоні. Новий матеріал може бути використаний для виготовлення тривких до подряпин екранів смартфонів, об'єктивів камер, захисного скла на військовій техніці^[6][7][8].

Створена технологія включає методи очищення та промислового виготовлення листів шпінелю, який видобувається в різних кольорах і відтінках. Він обробляється за допомогою технології спікання, коли для формування матеріалу застосовується гарячий прес. У попередні спроби застосування методу спікання для виготовлення шпінелю не вдавалось досягти необхідної прозорості готового скла^[9].

Синтетичний шпінель

Синтетичну шпінель можна виробляти подібними способами до синтетичного корунду, включаючи метод Вернейля та метод флюсу, вперше запропонований Едмондом Фремі. Він широко використовується як недорогий дорогоцінний камінь у ювелірних виробах з каменем народження на серпень місяць. Світло-блакитна синтетична шпінель є хорошою імітацією аквамаринового берилу, а зелена синтетична шпінель використовується як імітатор смарагду або турмаліну. До 2015 року прозору шпінель виготовляли в листах та інших формах шляхом спікання. Синтетична шпінель, яка виглядає як скло, але має значно вищу міцність проти тиску, також може мати застосування у військових і комерційних цілях.

Див. також

• Шпінелі
• Список мінералів

Примітки

1. Нікель Е. Г., Nichols M. C. IMA/CNMNC List of Mineral Names (March 2007) — 2007.
   d:Track:Q20645057d:Track:Q16917772d:Track:Q1356348
2. Warr L. N. IMA–CNMNC approved mineral symbols // Mineralogical Magazine — Cambridge University Press, 2021. — Vol. 85. — P. 291–320. — ISSN 0026-461X; 1471-8022 — doi:10.1180/MGM.2021.43
   d:Track:Q912887d:Track:Q3314880d:Track:Q59767631d:Track:Q110360213
3. Ralph J., Nikischer T., Hudson Institute of Mineralogy Mindat.org: The Mineral and Locality Database — [Keswick, VA], Coulsdon, Surrey: 2000.
   d:Track:Q15221937d:Track:Q6395268d:Track:Q2463831
4. mineralienatlas.de
   d:Track:Q1936589
5. Agricola G. De natura fossilium — 1546.
   d:Track:Q76579d:Track:Q5244649
6. ВМС США створили матеріал, який обіцяє революцію у виробництві дисплеїв. Військова панорама. 4 травня 2015. Архів оригіналу за 5 березня 2016. Процитовано 5 травня 2015.
7. Kyra Wiens (23 квітня 2015). Transparent Armor from NRL; Spinel Could Also Ruggedize Your Smart Phone. US Naval Research Laboratory. Архів оригіналу за 7 травня 2015. Процитовано 5 травня 2015.
8. Kelsey D. Atherton (24 квітня 2015). Navy Makes Armor Clear As Clay. Popular Science.
9. ВМС США створили новий прозорий захисний матеріал. Військова панорама. 5 серпня 2015. Архів оригіналу за 5 березня 2016. Процитовано 10 серпня 2015.

Література

• Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Східний видавничий дім, 2013. — Т. 3 : С — Я. — 644 с.
• Лазаренко Є. К., Винар О. М. Шпінель // Мінералогічний словник. — К. : Наукова думка, 1975. — 774 с.
• Шпінель // Мінералого-петрографічний словник / Укл. : Білецький В. С., Суярко В. Г., Іщенко Л. В. — Х. : НТУ «ХПІ», 2018. — Т. 1. Мінералогічний словник. — 444 с. — ISBN 978-617-7565-14-6.
• Курс мінералогії. У 2 ч. Ч. 2. Опис мінералів / за ред. Є. К. Лазаренка. — Львів : «Вид-во Львівського ун-ту», 1959.
• Palache, C., H. Berman, and C. Frondel (1944) Dana’s system of mineralogy, (7th edition), v. I, 689–697.
• Spinel. Handbook of Mineralogy. https://rruff.info/doclib/hom/spinel.pdf

Посилання

Портал «Геологія»   Портал «Мінералогія»