Spinel

Spinel to minerał należący do grupy tlenków, występujący w różnych kolorach, co czyni go popularnym kamień szlachetny. Jego skład chemiczny to magnez aluminium tlenek (MgAl2O4). Kryształy spinelu mają oktaedryczną strukturę krystaliczną i często występują jako oktaedryczne, zaokrąglone ziarna lub jako pojedyncze kryształy.

Imię: Być może od łacińskiego słowa spinella, oznaczającego mały cierń, w nawiązaniu do oktaedrycznych kryształów w kształcie kręgosłupa.

Stowarzyszenie: forsteryt, chondrodyt, skapolit, flogopit, korund, sylimanit, andaluzyt.

Grupa Mineralna: Grupa Spinel.

Polimorfizm i serie: Tworzy trzy serie z magneziochromitem, gahnitem i hercynitem.

Jedną z charakterystycznych cech spinelu jest jego szeroka gama kolorów, w tym czerwony, różowy, pomarańczowy, niebieski, fioletowy, a nawet czarny. Ta zmiana koloru wynika z obecności pierwiastków śladowych w sieci krystalicznej. Najbardziej znanym kolorem spinelu jest czerwień, która często przypomina odcienie czerwieni rubin. W rzeczywistości historyczne pomieszanie czerwonego spinelu z rubinem doprowadziło do tego, że w przeszłości niektóre spinele były błędnie identyfikowane jako rubiny.

Znaczenie historyczne:

Spinel ma bogate znaczenie historyczne, ściśle związane z jego podobieństwem do innych kamieni szlachetnych, w szczególności rubinu. Oto kilka godnych uwagi punktów w jego historii:

1. Historyczne zamieszanie z Ruby: Niektóre z najsłynniejszych „rubinów” znajdujących się w kolekcjach królewskich, takie jak „Rubin Czarnego Księcia” w brytyjskiej koronie cesarskiej i „Rubin Timura” w brytyjskich klejnotach koronnych, to w rzeczywistości spinele. Spinel ze względu na swój wygląd podobny do rubinu jest często mylony z cenniejszym klejnotem.
2. Starożytny handel i wykorzystanie: Spinel od wieków był używany w jubilerstwie i sztuce zdobniczej. Był bardzo ceniony w starożytnych cywilizacjach, takich jak Cesarstwo Rzymskie, i był przedmiotem handlu wzdłuż Jedwabnego Szlaku.
3. Słynne kamienie szlachetne: „Rubin Czarnego Księcia”, który zdobi Cesarską Koronę Państwową Anglii, to duży czerwony spinel. Krążą pogłoski, że był w posiadaniu różnych postaci historycznych, w tym Edwarda, Czarnego Księcia.
4. Literatura i zapisy historyczne: Relacje historyczne, w tym pisma Pliniusza Starszego, wspominają o kamieniach szlachetnych, które prawdopodobnie były spinelami. Pisma te dają wgląd w postrzegane piękno i wartość spinelu w czasach starożytnych.
5. Znaczenie w kulturze Wschodu: Spinele miały również znaczenie w kulturach Wschodu. Na przykład niektóre spinele ze Sri Lanki uznano za jedne z najcenniejszych klejnotów starożytnej kultury syngaleskiej.
6. Wiedza i wierzenia dotyczące kamieni szlachetnych: Spinelom na przestrzeni wieków przypisywano różne właściwości mistyczne i lecznicze. Wierzono, że chronią noszącego przed krzywdą, dodają energii i przynoszą mądrość.

Chociaż spinel mógł kiedyś żyć w cieniu innych kamieni szlachetnych ze względu na błędną tożsamość, obecnie jest rozpoznawany i doceniany ze względu na swoje wyjątkowe piękno i znaczenie historyczne. W ostatnim czasie spinel zyskał nową uwagę i popularność jako sam w sobie pożądany kamień szlachetny, zwłaszcza ze względu na gamę kolorów i potencjalne zastosowanie w biżuterii.

Skład chemiczny

Skład chemiczny spinelu to tlenek magnezu i glinu (MgAl2O4). Składa się z równych proporcji tlenku magnezu (MgO) i tlenku glinu (Al2O3). Spinel może zawierać śladowe ilości innych pierwiastków, które przyczyniają się do jego zmian kolorystycznych.

Struktura krystaliczna:

Spinel ma sześcienną strukturę kryształu, w szczególności oktaedryczny układ kryształów. Każdy róg sześciennej komórki elementarnej zawiera atom tlenu, a atomy glinu i magnezu występują naprzemiennie w oktaedrycznych pozycjach komórki elementarnej. Takie ułożenie nadaje spinelowi charakterystyczny pokrój kryształów oktaedrycznych i często prowadzi do dobrze uformowanych kryształów oktaedrycznych.

Właściwości fizyczne

• Twardość Spinel jest stosunkowo twardy i ma twardość od 7.5 do 8 w skali Mohsa. Dzięki temu jest wystarczająco trwały, aby można go było stosować w biżuterii.
• Gęstość: Gęstość spinelu waha się od 3.5 do 4.1 g/cmXNUMX, w zależności od jego składu i zanieczyszczeń.
• Kolor: Spinel wykazuje szeroką gamę kolorów, w tym czerwony, różowy, pomarańczowy, niebieski, fioletowy i czarny. Te kolory wynikają z obecności różnych jonów metali przejściowych jako zanieczyszczeń w sieci krystalicznej.
• Połysk: Spinel ma połysk od szklistego do subadamantynowego, co oznacza, że ​​po polerowaniu ma szklisty lub lekko tłusty połysk.
• Przejrzystość: Spinel jest przezroczysty lub półprzezroczysty, dzięki czemu światło przechodzi przez kamień szlachetny w różnym stopniu.

Właściwości optyczne

• Współczynnik załamania światła: Współczynnik załamania światła spinelu zmienia się w zależności od jego składu i koloru. Ogólnie rzecz biorąc, mieści się w zakresie od 1.712 do 1.736 dla spineli czerwonych do pomarańczowych i nieco wyżej dla spineli niebieskich.
• Dyspersja: Spinel charakteryzuje się stosunkowo niską dyspersją, co odnosi się do rozdziału światła białego na jego barwy widmowe. Ta właściwość jest odpowiedzialna za „ogień” widoczny w niektórych kamieniach szlachetnych.
• Dwójłomność: Spinel jest materiałem izotropowym, co oznacza, że ​​nie wykazuje dwójłomności. Ta cecha odróżnia go od anizotropowego minerały które potrafią rozszczepić światło na dwa promienie.
• Pleochroizm: Ponieważ spinel jest izotropowy, nie wykazuje pleochroizmu, czyli zdolności minerału do wyświetlania różnych kolorów, gdy patrzy się na niego pod różnymi kątami.
• Fluorescencja: W niektórych przypadkach spinel może wykazywać fluorescencję w świetle ultrafioletowym (UV). Kolor i intensywność fluorescencji mogą się różnić.

Ogólnie rzecz biorąc, spinel właściwości optyczne przyczyniają się do jego atrakcyjności jako kamienia szlachetnego, dzięki szerokiej gamie kolorów i połysku, co czyni go poszukiwanym wyborem do celów jubilerskich i zdobniczych.

Rodzaje i kolory Spinelu

Spinel znany jest ze swojej różnorodnej gamy barw, z których każda jest powiązana z określonymi pierwiastkami śladowymi obecnymi w strukturze krystalicznej. Oto niektóre z najbardziej znanych typów i kolorów spinelu:

1. Czerwony Spinel: Czerwony spinel jest prawdopodobnie najbardziej znanym i znaczącym kolorem w historii. Często mylony jest z rubinem ze względu na jego żywy czerwony odcień. Czerwony kolor jest spowodowany śladami chrom w sieci krystalicznej. Niektóre słynne czerwone spinele zostały błędnie zidentyfikowane jako rubiny, co przyczyniło się do ich historycznego znaczenia.
2. Różowy Spinel: Różowy spinel ma odcienie od bladych do intensywnie różowych. Jest to również spowodowane obecnością chromu, ale w niższych stężeniach w porównaniu do czerwonego spinelu. Różowe spinele cenione są za delikatną i romantyczną barwę.
3. Spinel pomarańczowy: Pomarańczowy kolor spinelu pochodzi z połączenia żelazo i chrom. Pomarańczowe spinele mogą różnić się od subtelnych odcieni moreli po głębsze, bardziej żywe pomarańcze.
4. Niebieski Spinel: Spinel niebieski to rzadka i ceniona odmiana. Swój niebieski kolor uzyskuje dzięki śladom kobalt w strukturze krystalicznej. Odcienie błękitu mogą wahać się od jasnych do intensywnych i często przypominają błękit szafirowy.
5. Fioletowy Spinel: Fioletowy spinel powstaje w wyniku połączenia żelaza i pierwiastków śladowych, takich jak chrom i cynk. Może wyświetlać całą gamę fioletowych odcieni, od delikatnej lawendy po bogaty fiolet.
6. Czarny Spinel: Spinel czarny to wyjątkowa odmiana znana z głębokiej czarnej barwy. Pomimo swojej ciemności często ma dobry połysk i może być stosowany jako alternatywa dla innych czarnych kamieni szlachetnych, takich jak onyks.
7. Bezbarwny Spinel: Bezbarwny spinel jest wysoce przezroczysty i pozbawiony znaczącego zabarwienia. Jest stosunkowo rzadki i może być używany jako diament substytut w biżuterii.
8. Inne kolory: Spinel może również występować w innych, mniej powszechnych kolorach, w tym w kolorze żółtym, zielonym i brązowym, chociaż kolory te są rzadziej spotykane w porównaniu z wymienionymi powyżej.

Należy zauważyć, że określone kolory spinelu mogą czasami nakładać się na siebie lub wykazywać różnice w zależności od stężenia pierwiastków śladowych i ogólnego składu chemicznego. Piękno i atrakcyjność spinelu wywodzi się z tego spektrum kolorów, co czyni go wszechstronnym kamieniem szlachetnym do różnych projektów biżuterii i preferencji.

Formacja i występowanie

Spinel powstaje w wyniku różnych procesów geologicznych, przede wszystkim w wyniku metamorfizmu i działalności magmowej. Można go znaleźć w różnych typach formacji skalnych, np marmur, Skały metamorficzne, skały magmowe. Na powstawanie spinelu ma wpływ dostępność jego pierwiastków składowych, głównie magnezu i aluminium, a także pierwiastków śladowych, które powodują jego różnorodne kolory.

Źródła geograficzne:

Spinel występuje w różnych miejscach na całym świecie. Niektóre z godnych uwagi źródeł obejmują:

1. Mjanma (Birma): Birma jest historycznie znaczącym źródłem wysokiej jakości spinelu, w tym słynnym regionem „Mogok”. Region ten znany jest z produkcji wyjątkowych czerwonych i różowych spineli.
2. Sri Lanka: Sri Lanka jest źródłem różnych kamieni szlachetnych, w tym spinelu. Dało to całą gamę kolorów, od różu i czerwieni po błękit i fiolet.
3. Tadżykistan: Góry Pamir w Tadżykistanie słyną z produkcji niebieskich spineli, często nazywanych spinelami „Badrak”. Te niebieskie spinele mogą konkurować z bogactwem błękitu szafiru.
4. Wietnam: Wietnam stał się znaczącym źródłem spinelu, szczególnie w przypadku odmian czerwonych i różowych. Niektóre z spineli są poszukiwane ze względu na intensywne kolory.
5. Madagaskar: Madagaskar słynie z produkcji spineli w różnych kolorach, w tym czerwonym, różowym i niebieskim. Szczególnie region Mahenge zwrócił uwagę na jaskraworóżowe spinele.
6. Tanzania: Region Mahenge w Tanzanii zasłynął także z jaskraworóżowych do czerwonawo-pomarańczowych spineli.
7. Afganistan: Afganistan słynie z produkcji różnych kamieni szlachetnych, w tym spinelu w kolorach od czerwonego i różowego po fioletowy i niebieski.

Warunki geologiczne:

Spinel tworzy się w określonych warunkach geologicznych, często w połączeniu ze środowiskami o wysokim ciśnieniu i wysokiej temperaturze. Może wystąpić w metamorfiku skały jak marmur i łupek, gdzie intensywne ciepło i ciśnienie powodują rekrystalizację minerałów i tworzenie nowych związków. Spinel można również znaleźć w niektórych rodzajach skał magmowych, takich jak bazalt i kimberlit rury, które powstają w wyniku aktywności wulkanicznej i mogą przenosić materiały bogate w klejnoty z głębi płaszcza Ziemi.

Skojarzenia z innymi minerałami:

Spinel można znaleźć obok różnych innych minerałów ze względu na jego występowanie w różnych typach skał. Niektóre minerały, które można wiązać ze spinelem, obejmują:

• Granat: Spinel i granat można czasami znaleźć razem w skałach metamorficznych. Oba minerały mają podobną twardość i stabilność pod wpływem ciepła i ciśnienia.
• Korund (Rubin i Szafir): W niektórych regionach spinel i korund mogą występować razem. W rzeczywistości historyczne pomieszanie czerwonego spinelu z rubinem doprowadziło do tego, że niektóre spinele były mylone z rubinami.
• Cyrkon: Cyrkon i spinel mogą współistnieć w niektórych typach skał magmowych, szczególnie w aluwiach depozyty gdzie minerały te ulegają erozji i są transportowane przez wodę.
• kwarc: Spinel można czasami spotkać w połączeniu z kwarcem, zwłaszcza w pegmatyt żyły i inne formacje geologiczne.

Występowanie spinelu obok tych minerałów zależy od specyficznych procesów geologicznych i warunków panujących w każdym regionie.

Zastosowanie Spinelu

Spinel ma szereg zastosowań ze względu na swoją estetykę, trwałość i unikalne właściwości. Jego zastosowania rozciągają się od biżuterii i ozdób po zastosowania przemysłowe i technologiczne.

Biżuteria i ozdoby:

1. Biżuteria z kamieni szlachetnych: Spinel jest kamieniem szlachetnym cenionym ze względu na żywe kolory i trwałość. Jest często stosowany w różnego rodzaju biżuterii, w tym w pierścionkach, naszyjnikach, kolczykach i bransoletkach. Najbardziej poszukiwane kolory to czerwony, różowy, niebieski i fioletowy.
2. Pierścionki zaręczynowe i elegancka biżuteria: Twardość Spinela i różnorodność kolorów sprawiają, że nadaje się on na pierścionki zaręczynowe i inną elegancką biżuterię. Stanowi alternatywę dla tradycyjnych kamieni szlachetnych, takich jak diament, rubin i szafir.
3. Kolekcjonerskie kamienie szlachetne: Rzadkie i wysokiej jakości spinele, szczególnie te o wyjątkowej barwie i przejrzystości, są poszukiwane przez kolekcjonerów i entuzjastów klejnotów.

Aplikacje przemysłowe:

1. Materiał ścierny: Twardość Spinela sprawia, że ​​nadaje się on do stosowania jako materiał ścierny w narzędziach skrawających i szlifierskich. Można go stosować w procesach produkcyjnych wymagających precyzyjnego kształtowania materiałów.
2. Ceramika: Spinel stosowany jest w produkcji zaawansowanej ceramiki ze względu na jego stabilność termiczną i chemiczną. Można go znaleźć w komponentach ceramicznych dla takich gałęzi przemysłu jak elektronika i przemysł lotniczy.
3. Materiały ogniotrwałe: Odporność Spinelu na wysokie temperatury i korozję chemiczną sprawia, że ​​jest on cenny w zastosowaniach ogniotrwałych. Materiały ogniotrwałe to materiały stosowane do wyłożenia pieców, pieców i innych środowisk o wysokiej temperaturze.
4. Powłoki i pigmenty: Spinel może być stosowany jako materiał powłokowy do różnych powierzchni, zapewniający ochronę przed zużyciem, wysoką temperaturą i korozją. Dodatkowo pigmenty spinelowe można stosować do produkcji kolorowych farb i powłok.

Zastosowania naukowe i technologiczne:

1. Kryształy laserowe: Spinel może być stosowany jako materiał macierzysty dla niektórych typów laserów. Zyskał uwagę w technologii laserowej ze względu na zdolność do emitowania światła laserowego o różnych długościach fal.
2. Elektronika: W ostatnich latach badano spinel pod kątem jego potencjalnego zastosowania w elektronice, zwłaszcza jako materiału na przezroczyste powłoki przewodzące, które mają zastosowanie w wyświetlaczach i ogniwach słonecznych.
3. Badania i eksperymenty: Unikalne właściwości Spinela, takie jak szeroka gama kolorów i odporność na wysokie temperatury, sprawiają, że jest on cenny do badań naukowych, eksperymentów i testów w różnych dziedzinach nauki.
4. Optyka i soczewki: Niektóre spinele, zwłaszcza te o dużej przejrzystości i przezroczystości, mogą być stosowane w zastosowaniach optycznych, w tym w soczewkach, oknach i instrumentach optycznych.

Ogólnie rzecz biorąc, wszechstronność spinelu pod względem koloru, twardości i właściwości sprawia, że ​​jest on cenny w szeregu zastosowań, od tradycyjnej biżuterii z kamieni szlachetnych po najnowocześniejsze osiągnięcia technologiczne.

Podsumowanie kluczowych punktów

• Definicja i przegląd: Spinel to tlenek magnezu i glinu (MgAl2O4) o sześciennej strukturze kryształu. Jego różne kolory wynikają z pierwiastków śladowych w jego składzie, a jego połysk jest szklisty do subadamantyny.
• Znaczenie historyczne: Spinel był historycznie mylony z rubinem, co prowadziło do zamieszania gemologicznego. Godne uwagi przykłady obejmują „Rubin Czarnego Księcia” i „Rubin Timura”. Był ceniony w starożytnych cywilizacjach, a pisma Pliniusza Starszego wspominały o pięknie spinelu.
• Rodzaje i kolory: Spinel występuje w szerokiej gamie kolorów dzięki pierwiastkom śladowym:
  • Spinel czerwony, przypominający rubin, zawiera chrom.
  • Różowy spinel uzyskuje swój odcień dzięki mniejszej zawartości chromu niż czerwony spinel.
  • Spinel pomarańczowy powstaje w wyniku połączenia żelaza i chromu.
  • Zawartość kobaltu w niebieskim spinelu nadaje jego kolor.
  • Żelazo i pierwiastki śladowe fioletowego spinelu tworzą różne odcienie fioletu.
  • Spinel czarny to ciemna, błyszcząca odmiana.
  • Inne typy obejmują bezbarwne, żółte, zielone i brązowe spinele.
• Formacja i występowanie: Spinel powstaje w wyniku procesów metamorficznych i magmowych. Występuje w różnych skałach, takich jak marmur i formacje magmowe. Źródła geograficzne obejmują Birmę, Sri Lankę, Tadżykistan, Wietnam, Madagaskar, Tanzanię i Afganistan.
• Warunki geologiczne: Spinel tworzy się pod wpływem wysokiego ciśnienia i temperatury w skałach metamorficznych i formacjach magmowych.
• Skojarzenia z innymi minerałami: Spinel może występować obok granatu, korundu, cyrkonu i kwarcu w wyniku procesów geologicznych.
• Zastosowania:
  • Biżuteria i ozdoby: Spinel jest używany w biżuterii z kamieniami szlachetnymi, pierścionkach zaręczynowych i przedmiotach kolekcjonerskich ze względu na jego trwałość i żywe kolory.
  • Aplikacje przemysłowe: Jego twardość nadaje się do materiałów ściernych, ceramiki, materiałów ogniotrwałych, powłok i pigmentów.
  • Zastosowania naukowe i technologiczne: Spinel znajduje zastosowanie w kryształach laserowych, elektronice, badaniach, eksperymentach, optyce i soczewkach.

Piękno, znaczenie historyczne i wszechstronne właściwości Spinela doprowadziły do ​​jego popularności w różnych dziedzinach, od świata kamieni szlachetnych i biżuterii po najnowocześniejsze zastosowania naukowe i przemysłowe.