Шпинель как минерал и драгоценный камень¶
Шпинель — минерал класса оксидов, смешанный оксид магния и алюминия с идеальной формулой MgAl₂O₄. Относится к группе шпинели — изоморфного ряда минералов со структурой типа шпинели, в которую, помимо собственно шпинели, входят магнетит, хромит, галенит-шпинель (герцинит) и другие. Твёрдость по шкале Мооса — 7,5–8, плотность — около 3,6–4,1 г/см³, сингония кубическая. Прозрачные разновидности издавна используются как драгоценные камни, непрозрачные — как руда на магний и алюминий, а также в качестве огнеупорного материала.
¶История
Название минерала, по одной из версий, происходит от латинского spinella — «маленький шип», из-за характерной остроконечной формы кристаллов. Долгое время шпинель не отличали от рубина и сапфира: красные и синие прозрачные кристаллы принимали за разновидности корунда. Именно поэтому многие исторические «рубины» в коронах и сокровищницах оказались шпинелями. Классический пример — камень «Рубин Тимура» (Красный рубин) массой 361 карат, хранящийся в сокровищнице Британской короны, и «Чёрный принц» массой около 170 карат в короне Британской империи. Лишь в XIX веке, после развития методов минералогического анализа и измерения оптических свойств, шпинель была выделена в самостоятельный минеральный вид.
¶Классификация и разновидности
Разновидности шпинели различают прежде всего по цвету, который определяется примесями:
- Красная шпинель (рубиновая шпинель) — окрашена ионами хрома; наиболее ценная ювелирная разновидность.
- Синяя шпинель — цвет обусловлен примесями железа и, реже, кобальта; встречается реже красной.
- Розовая и фиолетовая шпинель — переходные по окраске разности.
- Зелёная и голубая шпинель — связана с примесями железа и цинка.
- Чёрная шпинель (цейлонит) — непрозрачная, содержит значительное количество железа.
- Плеонаст — железистая чёрная или тёмно-зелёная разновидность.
- Ганит — цинковая разновидность (ZnAl₂O₄), иногда выделяемая в отдельный минерал.
- Магнезиошпинель — магнезиальная разность.
Синтетическая шпинель, получаемая методом Вернейля и другими способами, широко применяется в ювелирной промышленности как имитация драгоценных камней и в оптике.
¶Условия образования и месторождения
Шпинель образуется в контактово-метаморфических породах — мраморах и скарнах, в метаморфизованных известняках и доломитах, а также в некоторых магматических породах. Часто встречается вместе с корундом, форстеритом, флогопитом, кальцитом.
Крупнейшие месторождения исторически располагались в Юго-Восточной Азии — Мьянме (Бирме), Шри-Ланке, Таиланде, Вьетнаме, а также в Афганистане и Таджикистане (Памир). В России шпинель встречается на Урале (в том числе в знаменитых месторождениях самоцветов), в Забайкалье и на Кольском полуострове. Ювелирные камни добывают преимущественно в россыпях и вторичных отложениях, куда они попадают при разрушении коренных пород.
¶Свойства
Шпинель отличается высокой твёрдостью и химической стойкостью, что делает её устойчивой к истиранию и воздействию кислот. Показатель преломления составляет 1,71–1,73, что ниже, чем у рубина и сапфира, — это один из диагностических признаков при различении камней. Плеохроизм у шпинели слабый или отсутствует, что также отличает её от корунда. Люминесценция у красных разностей может быть заметной при ультрафиолетовом облучении.
Синтетическая шпинель часто используется как оптический материал благодаря высокому показателю преломления и прозрачности в видимом и инфракрасном диапазонах.
¶Применение
Основные направления использования шпинели:
- Ювелирное дело — огранка прозрачных камней, преимущественно красных, синих и розовых оттенков. Наиболее ценятся камни насыщенного красного цвета, близкие по виду к рубину.
- Промышленность — как огнеупорный материал в металлургии, в производстве цемента и стекла.
- Оптика и электроника — синтетическая шпинель применяется в качестве подложек, оптических элементов, лазерных материалов (в частности, легированная ионами кобальта или хрома).
- Коллекционирование — образцы правильной октаэдрической формы ценятся среди минералогических коллекционеров.
¶Отличия от похожих камней
Шпинель визуально близка к рубину, сапфиру, турмалину и гранату. Ключевые отличия — отсутствие плеохроизма, иной показатель преломления и характер включений. В ювелирной практике для точной диагностики применяют рефрактометрию, спектроскопию и микроскопическое исследование включений.
¶Значение и интересные факты
Многие исторические регалии, считавшиеся рубиновыми, оказались именно шпинелью. Это наглядно демонстрирует, насколько долго минерал оставался «неузнанным» среди драгоценных камней. Сегодня шпинель занимает устойчивое место в ювелирной иерархии: она уступает по стоимости рубину и сапфиру, но ценится выше большинства синтетических имитаций. Синтетические разновидности, напротив, стали доступным и технологически важным материалом, применяемым далеко за пределами ювелирного дела.
Источники: минералогические справочники и определители минералов, материалы по геммологии и драгоценным камням, данные о месторождениях Урала и Забайкалья, публикации по синтетическим монокристаллам.