Категория:Подгруппа шпинели

В подгруппу шпинели входят кубические и тетрагональные сложные оксиды с общей формулой A²⁺D³⁺₂O₄, где

• A = Fe²⁺, Mn²⁺, Mg²⁺, Co²⁺, Zn²⁺, Ni²⁺;
• D = Fe³⁺, Cr³⁺, Al³⁺, V³⁺;
• X = O^2-.

Подгруппа шпинелей является наиболее разнообразной по набору минеральных видов во всём семействе шпинелей. В зависимости от доминирующего D-катиона в подгруппе шпинели выделяются хромшпинели (D = Cr³⁺), феррошпинели (D = Fe³⁺ или Mn³⁺) и алюмошпинели (D = Al³⁺). Для этих минералов характерно образование твёрдых растворов, в том числе непрерывных, например: хромит – магнетит (500°С), хромит – герцинит (700°С), магнезиохромит – шпинель (1150°С).

Хромшпинели

Хромшпинели или хромшпинелиды, к которым относятся различные вариации хромита (FeCr₂O₃), характерны для пород ультраосновного, реже основного состава. В магматических породах данные минералы образуются при твердофазных превращениях богатых хромом оливинов, ортопироксенов и клинопироксенов. Хромшпинелиды часто встречаются как рябчиковая руда, массивная хромитовая руда, редко как кристаллы. Хромшпинелиды – типичные высокотемпературные минералы, образующиеся при температурах 700-1300℃ и связанные с ультраосновными и основными породами.

Хромшпинелиды типичны для метеоритов, также являются акцессорными минералами базальтов Луны. Эти минералы образуют промышленные скопления в расслоенных комплексах, офиолитах. В качестве акцессорной фазы хромшпинелиды встречаются в кимберлитах, зональных дунит-клинопироксенит-габбровых и щелочно-ультраосновных комплексах, а также в породах трапповой формации. Хромшпинелиды устойчивы в гипергенных условиях, промышленный интерес могут представлять коры выветривания, аллювиальные и прибрежно-морские россыпи.

Хромшпинелиды используются в металлургии и для изготовления огнеупоров (низкохромистые разности). Из высокохромистых и среднехромистых разностей минералов извлекается самородный хром.

Хромшпинелиды имеют переменный химический состав, который можно использовать как типоморфный признак при поисковых или иных работах. Часто по хромшпинелидам устанавливают формационную принадлежность основных и ультраосновных пород, определяют первичную природу метасоматических пород, сохранивших реликты хромшпинелидов. Также состав хромшпинелида можно использовать для прогнозирования типа оруднения хрома и ЭПГ, а также для оценки перспективности месторождений, как пример алмазоносность кимберлитов.

Алюмошпинели

К алюмошпинелям относятся собственно шпинель (MgAl₂O₄); плеонаст (Mg,Fe)Al₂O₄; герцинит (FeAl₂O₄); ганит Zn(Al₂O₄) и др. В алюмошпинелях широко проявляется изоморфное замещение среди двухвалентных элементов. Замещение среди трёхвалентных элементов сближает алюмошпинели с феррошпинелями и хромшпинелями. Выделение различных алюмошпинелей носит условный характер, так как в природе чистые члены почти не встречаются; наблюдаются члены изоморфных рядов, состав которых характеризует переходы между разновидностями и группами. Поэтому названия и границы отдельных видов и разновидностей трактуются неодинаково, особенно для алюмошпинелей промежуточного состава. Физические свойства, значения показателей преломления и параметры элементарной ячейки связаны линейной зависимостью с химическим составом алюмошпинелей.

Феррошпинели

Феррошпинели, ярким представителем которых является магнетит Fe²⁺Fe³⁺₂O₄, обладают плотноупакованной, гранецентрированной, кубической решеткой, которая включает в себя анионы кислорода, а в сводных пространствах располагаются 24 катиона металлов. Элементарная ячейка содержит 8 молекул MeFe₂O4, где 32 иона кислорода образуют 96 положений, из которых 64 тетраэдрические, из них 8 заняты катионами, а 32 положения - октаэдрические, в 16 располагаются катионы.

Для феррошпинелей характерны ярко выраженные магнитные свойства. Феррошпинели - это минералы, преимущественно характерные для трапповой формации.

Ссылки

• www.mindat.org
• teach-in.ru стр. 76-79.

Список литературы

• Термомагнитометрический метод контроля гомогенности и фазового состава неметаллических твердых магнитных материалов: учебное пособие / Е.Н. Лысенко, А.П. Суржиков. Томск : Аграф-Пресс; Вайар, 2021. – 104 с.
• Biagioni, C., Pasero, M. (2014) The systematics of the spinel-type minerals: an overview // American Mineralogist, 99 (7) 1254-1264.
• Bosi, F., Biagioni, C., Pasero, M. (2019) Nomenclature and classification of the spinel supergroup // European Journal of Mineralogy, 31 (1) 183-192.
• Ferracutti, G.R., Asiain, L.M., Antonini, A.S., Tanzola, J.E., Ganuza, M.L. (2024): OxyEMG: an application for determination of the oxyspinel group end-members based on electron microprobe analyses // European Journal of Mineralogy, 36, 87–98.