Шпинели

(нем. Spinell) шпинелиды, группа минералов класса сложных окислов с общей формулой AB2O4 или А (А, В) О4, где A—Mg, Zn, Mn, Fe2+, Co, Ni. B—Al, Fe3+, Cr, Mn, Ti4+, V3+. Ш. Представляют собой системы твёрдых растворов (См. Твёрдые растворы) с широко развитым изоморфизмом катионов А и В. В зависимости от преобладания катиона В различают. Алюмошпинели [шпинель MgAl2O4, герцинит FeAl2O4, галаксит (Mn, Fe) Al2O4, ганит ZnFe2O4], ферришпинели (магнезиоферрит MgAl2O4, Магнетит, якобсит MnFe2O4, франклинит ZnFe2O4, Треворит), Хромшпинелиды, титаношпинели (Ульвешпинель, магнезиальный аналог ульвешпинели MgTiO4 и др.) и ванадиошпинели (кульсонит FeV2O4). В пределах каждого изоморфного ряда смесимость минералов полная, а между членами различных рядов — ограниченная.

Кристаллизуются в кубической системе, образуя в основном октаэдрические кристаллы. В элементарной ячейке структуры Ш. 32 аниона кислорода образуют плотнейшую кубическую упаковку (см. Упаковки плотнейшие) с 64 тетраэдрическими пустотами (катионами занято 8) и 32 октаэдрическими (катионами занято 16). По характеру распределения катионов в занятых тетраэдрических и октаэдрических позициях структуры выделяют. Нормальные (8 тетраэдров занято катионами A2+, 16 октаэдров — катионами B3+), обращенные (8 тетраэдров занято B3+, 16 октаэдров— 8 B3+ и 8 A2+, причём катионы B3+ и A2+ в октаэдрических пустотах могут распределяться как статистически, так и упорядоченно) и промежуточные Ш. Нормальная структура свойственна MgAl2O4, ZnFe2O4, FeAl2O4, (Mn, Fe) A12O4 и др.

Обращенная структура характерна для FeFe2O4, MgFe2O4, Fe2TiO4 и др. Известно большое число минералов с промежуточным типом структуры. К структурному типу Ш. Относятся структуры некоторых сульфидов состава RX2S4, где R2+— Со, Ni, Fe, Cu, а X3+ —Со, Ni, Cr. Искажённую структуру Ш. Имеет маггемит (γ-Fe2O3). Для всех минералов характерны высокая твердость (5—8 по минералогической шкале), химическая и термическая устойчивость. Ш. — основные носители магнитных свойств горных пород. Плотность, отражательная способность, твёрдость, параметр элементарной ячейки, магнитные и электрические свойства существенно зависят от состава и характера распределения катионов и заметно колеблются в пределах каждой группы. Для Ш. Характерны высокотемпературные условия образования.

К выветриванию устойчивы, сохраняются в россыпях. Многие Ш. —важные руды хрома, железа, марганца, титана, цинка. Применяются при производстве керамики, огнеупоров, термоустойчивых красок. Известно большое число искусственных Ш., которые, кроме катионов, характерных для природных Ш., могут содержать ионы Li, In, Са, Cd, Cu, W, Ga, Ag, Sb, Nb, Ge. Будучи разновидностью ферритов (См. Ферриты) (шпинелевые ферриты), искусств. Ш. Лежат в основе многих магнитных материалов (См. Магнитные материалы) и широко используются в приборостроении, радиотехнической и керамической промышленности. Лит. Бляссе Ж., Кристаллохимия феррошпинелей, пер. С англ., М., 1968. Минералы. Справочник, т. 2, в. 3, М., 1967. Трухин В. И., Введение в магнетизм горных пород, М., 1973.

Г. П. Кудрявцева..