Spinel

Spinel je minerál, který patří do skupiny oxidů a tvoří se v různých barvách, díky čemuž je oblíbený drahokam. Jeho chemické složení je hořčík hliník oxid (MgAl2O4). Spinelové krystaly mají oktaedrickou krystalovou strukturu a často se vyskytují jako oktaedrická, zaoblená zrna nebo jako monokrystaly.

Příjmení: Snad z latinského spinella, pro malý trn, v narážce na oktaedrické krystaly ve tvaru páteře.

Sdružení: Forsterit, chondrodit, skapolit, flogopit, korund, silimanit, andaluzit.

Minerální skupina: Spinelová skupina.

Polymorfismus a série: Tvoří tři řady, s magnesiochromitem, s gahnem a s hercynitem.

Jedním z charakteristických rysů spinelu je jeho široká škála barev, která zahrnuje červenou, růžovou, oranžovou, modrou, fialovou a dokonce i černou. Tato barevná variace je způsobena stopovými prvky přítomnými v krystalové mřížce. Nejznámější barvou pro spinel je červená, která často připomíná červené odstíny rubín. Ve skutečnosti historický zmatek mezi červeným spinelem a rubínem vedl k tomu, že některé spinely byly v minulosti nesprávně identifikovány jako rubíny.

Historický význam:

Spinel má bohatý historický význam, úzce spjatý s jeho podobností s jinými drahými kameny, zejména rubínem. Zde je několik pozoruhodných bodů z jeho historie:

1. Historický zmatek s Ruby: Některé z nejslavnějších „rubínů“ v královských sbírkách, jako je „rubín černého prince“ v britské Imperial State Crown a „Timur Ruby“ v britských korunovačních klenotech, jsou ve skutečnosti spinely. Vzhledem ke svému podobnému vzhledu jako rubín byl spinel často mylně považován za cennější drahokam.
2. Starověký obchod a použití: Spinel se po staletí používá ve šperkařství a dekorativním umění. Byl vysoce ceněný ve starověkých civilizacích, jako je Římská říše, a obchodovalo se s ním podél Hedvábné stezky.
3. Slavné drahokamy: „Rubín černého prince“, který zdobí anglickou císařskou státní korunu, je velký červený spinel. Říká se, že byl v držení různých historických osobností, včetně Edwarda, černého prince.
4. Historická literatura a záznamy: Historické zprávy, včetně spisů Plinia Staršího, zmiňují drahé kameny, které byly pravděpodobně spinely. Tyto spisy nabízejí pohled na vnímanou krásu a hodnotu spinelu v dávných dobách.
5. Význam ve východní kultuře: Spinely mají také význam ve východních kulturách. Například některé spinely ze Srí Lanky byly považovány za jedny z nejcennějších drahokamů ve starověké sinhálské kultuře.
6. Drahokamové tradice a přesvědčení: Spinelům byly v průběhu historie přisuzovány různé mystické a léčivé vlastnosti. Věřilo se, že chrání nositele před poškozením, zvyšují energii a přinášejí moudrost.

Zatímco spinel mohl kdysi žít ve stínu jiných drahých kamenů kvůli své chybné identitě, nyní je uznáván a oceňován pro svou jedinečnou krásu a historický význam. V poslední době si spinel získal opětovnou pozornost a oblibu jako žádaný drahokam sám o sobě, zejména pro svou škálu barev a jeho potenciální použití ve špercích.

Chemické složení

Chemické složení spinelu je oxid hořečnatohlinitý (MgAl2O4). Skládá se ze stejných podílů oxidu hořečnatého (MgO) a oxidu hlinitého (Al2O3). Ve spinelu mohou být přítomna i stopová množství dalších prvků, které přispívají k jeho barevným variacím.

Krystalická struktura:

Spinel má kubickou krystalovou strukturu, konkrétně oktaedrický krystalový systém. Každý roh kubické jednotkové buňky obsahuje atom kyslíku a atomy hliníku a hořčíku se střídají v oktaedrických polohách v jednotkové buňce. Toto uspořádání dává spinelu jeho charakteristický oktaedrický krystalický habitus a často vede k dobře vytvořeným oktaedrickým krystalům.

Fyzikální vlastnosti

• Tvrdost: Spinel je poměrně tvrdý a má tvrdost 7.5 až 8 na Mohsově stupnici. Díky tomu je dostatečně odolný pro použití ve šperkařství.
• Hustota: Hustota spinelu se pohybuje od 3.5 do 4.1 g/cm³ v závislosti na jeho složení a nečistotách.
• Barva: Spinel vykazuje širokou škálu barev, včetně červené, růžové, oranžové, modré, fialové a černé. Tyto barvy jsou způsobeny přítomností různých iontů přechodných kovů jako nečistot v krystalové mřížce.
• Lesk: Spinel má sklovitý až subadamantinový lesk, což znamená, že při leštění má skelný nebo lehce mastný lesk.
• Transparentnost: Spinel je průhledný až průsvitný, umožňuje průchod světla drahokamem v různé míře.

Optické vlastnosti

• Index lomu: Index lomu spinelu se liší v závislosti na jeho složení a barvě. Obecně se pohybuje mezi 1.712 a 1.736 pro červené až oranžové spinely a mírně vyšší pro modré spinely.
• Rozptyl: Spinel vykazuje relativně nízkou disperzi, což znamená separaci bílého světla do jeho spektrálních barev. Tato vlastnost je zodpovědná za „oheň“ pozorovaný u některých drahokamů.
• dvojlom: Spinel je izotropní materiál, což znamená, že nevykazuje dvojlom. Tato vlastnost jej odlišuje od anizotropního minerály který dokáže rozdělit světlo na dva paprsky.
• Pleochroismus: Vzhledem k tomu, že spinel je izotropní, nevykazuje pleochroismus, což je schopnost minerálu zobrazovat různé barvy při pohledu z různých úhlů.
• Fluorescence: V některých případech může spinel vykazovat fluorescenci pod ultrafialovým (UV) světlem. Barva a intenzita fluorescence se mohou lišit.

Celkově spinel optické vlastnosti přispívá k jeho přitažlivosti jako drahokam, díky široké škále barev a lesku je vyhledávanou volbou pro šperky a okrasné účely.

Druhy a barvy spinelu

Spinel je známý pro svou rozmanitou škálu barev, z nichž každá je spojena se specifickými stopovými prvky přítomnými v krystalové struktuře. Zde jsou některé z nejvýznamnějších typů a barev spinelu:

1. Červený spinel: Červená spinel je možná nejznámější a historicky nejvýznamnější barva. Pro svůj zářivý červený odstín je často mylně považován za rubín. Červená barva je způsobena stopami chróm v krystalové mřížce. Některé slavné červené spinely byly nesprávně identifikovány jako rubíny, což přispívá k jejich historickému významu.
2. Růžový spinel: Růžový spinel se pohybuje od světlých až po intenzivní růžové odstíny. Je to způsobeno také přítomností chrómu, ale v nižších koncentracích ve srovnání s červeným spinelem. Růžové spinely jsou vysoce ceněné pro svou jemnou a romantickou barvu.
3. Oranžový spinel: Oranžová barva u spinelu pochází z kombinace železo a chrom. Oranžové spinely se mohou lišit od jemných meruňkových tónů až po hlubší, zářivější pomeranče.
4. Modrý spinel: Modrý spinel je vzácná a ceněná odrůda. Svou modrou barvu získává ze stop kobalt uvnitř krystalové struktury. Odstíny modré se mohou pohybovat od světlé po intenzivní a často připomínají safírovou modř.
5. Fialový spinel: Fialový spinel je způsoben směsí železa a stopových prvků, jako je chrom a zinek. Může zobrazit řadu fialových odstínů, od jemné levandule po sytě fialovou.
6. Černý spinel: Black spinel je unikátní odrůda známá pro svou sytě černou barvu. Navzdory své temnotě má často dobrý lesk a může být použit jako alternativa k jiným černým drahokamům, jako je onyx.
7. Bezbarvý spinel: Bezbarvý spinel je vysoce transparentní a postrádá výrazné zbarvení. Je poměrně vzácný a lze jej použít jako a diamant náhrada ve šperkařství.
8. Další barvy: Spinel se může vyskytovat i v jiných méně obvyklých barvách, včetně žluté, zelené a hnědé, i když se s těmito barvami setkáváme méně často ve srovnání s výše uvedenými barvami.

Je důležité si uvědomit, že specifické barvy spinelu se mohou někdy překrývat nebo vykazovat odchylky v závislosti na koncentraci stopových prvků a celkovém chemickém složení. Krása a vhodnost spinelu jsou odvozeny od tohoto spektra barev, což z něj činí všestranný drahokam pro různé vzory a preference šperků.

Vznik a výskyt

Spinel vzniká různými geologickými procesy, především v důsledku metamorfózy a magmatické činnosti. Lze jej nalézt v různých typech skalních útvarů, jako např mramor, metamorfované horniny, a vyvřelé skály. Vznik spinelu je ovlivněn dostupností jeho základních prvků, především hořčíku a hliníku, spolu se stopovými prvky, které dávají vzniknout jeho rozmanitým barvám.

Zeměpisné zdroje:

Spinel se vyskytuje na různých místech po celém světě. Některé z významných zdrojů zahrnují:

1. Myanmar (Barma): Myanmar je historicky významným zdrojem vysoce kvalitního spinelu, včetně slavné oblasti „Mogok“. Tato oblast je známá produkcí výjimečných červených a růžových spinelů.
2. Srí Lanka: Srí Lanka je zdrojem různých drahých kamenů, včetně spinelu. Přinesla řadu barev, od růžové a červené až po modrou a fialovou.
3. Tádžikistán: Pohoří Pamír v Tádžikistánu je známé produkcí modrých spinelů, často označovaných jako spinely „Badrak“. Tyto modré spinely mohou konkurovat bohatosti safírové modři.
4. Vietnam: Vietnam se stal významným zdrojem spinelu, zejména pro červené a růžové odrůdy. Některé jeho spinely jsou vyhledávané pro své intenzivní barvy.
5. Madagaskar: Madagaskar je známý výrobou spinelů v různých barvách, včetně červené, růžové a modré. Zejména oblast Mahenge si získala pozornost pro své živé růžové spinely.
6. Tanzanie: Oblast Mahenge v Tanzanii se také proslavila svými zářivě růžovými až červenooranžovými spinely.
7. Afghánistán: Afghánistán je známý výrobou různých drahých kamenů, včetně spinelu v barvách od červené a růžové až po fialovou a modrou.

Geologické podmínky:

Spinel se tvoří za specifických geologických podmínek, často ve spojení s vysokotlakým a vysokoteplotním prostředím. Může se vyskytovat v metamorfóze skály jako mramor a břidlice, kde intenzivní teplo a tlak způsobují, že minerály rekrystalizují a tvoří nové sloučeniny. Spinel lze nalézt také v určitých typech vyvřelých hornin, např čedič a kimberlit trubky, které vznikají vulkanickou činností a mohou přenášet materiály bohaté na drahokamy z hlubin zemského pláště.

Spojení s jinými minerály:

Spinel lze nalézt vedle různých jiných minerálů díky jeho výskytu v různých typech hornin. Některé minerály, které mohou být spojeny se spinelem, zahrnují:

• Granát: Spinel a granát lze někdy nalézt společně v metamorfovaných horninách. Oba minerály mají podobnou tvrdost a stabilitu za tepla a tlaku.
• Korund (Ruby a Safír): V některých oblastech se spinel a korund mohou vyskytovat společně. Ve skutečnosti historický zmatek mezi červeným spinelem a rubínem vedl k tomu, že některé spinely byly zaměňovány za rubíny.
• Zirkon: Zirkon a spinel mohou koexistovat v určitých typech vyvřelých hornin, zejména v aluviálních vklady kde jsou tyto minerály erodovány a transportovány vodou.
• křemen: Spinel lze občas nalézt ve spojení s křemenem, zejména v pegmatit žíly a další geologické útvary.

Výskyt spinelu vedle těchto minerálů závisí na konkrétních geologických procesech a podmínkách každé oblasti.

Použití spinelu

Spinel má řadu aplikací díky svému estetickému vzhledu, odolnosti a jedinečným vlastnostem. Jeho použití sahá od šperků a ozdob až po průmyslové a technologické aplikace.

Šperky a ozdoby:

1. Šperky z drahých kamenů: Spinel je vysoce ceněný jako drahokam pro své živé barvy a trvanlivost. Často se používá v různých typech šperků, včetně prstenů, náhrdelníků, náušnic a náramků. Nejžádanějšími barvami jsou červená, růžová, modrá a fialová.
2. Zásnubní prsteny a jemné šperky: Díky tvrdosti a rozmanitosti barev je Spinel vhodný pro zásnubní prsteny a další jemné šperky. Nabízí alternativu k tradičním drahým kamenům, jako je diamant, rubín a safír.
3. Sběratelské drahokamy: Vzácné a vysoce kvalitní spinely, zejména ty s výjimečnou barvou a čistotou, jsou vyhledávány sběrateli drahokamů a nadšenci.

Průmyslové aplikace:

1. Abrazivní materiál: Díky tvrdosti je Spinel vhodný pro použití jako abrazivní materiál v řezných a brusných nástrojích. Může být použit ve výrobních procesech, které vyžadují přesné tvarování materiálů.
2. Keramika: Spinel se používá při výrobě pokročilé keramiky díky své tepelné a chemické stabilitě. Lze jej nalézt v keramických součástkách pro průmyslová odvětví, jako je elektronika a letecký průmysl.
3. Žáruvzdorné materiály: Odolnost spinelu vůči vysokým teplotám a chemické korozi ho činí cenným v žáruvzdorných aplikacích. Žáruvzdorné materiály jsou materiály používané k obložení pecí, pecí a jiných vysokoteplotních prostředí.
4. Povlaky a pigmenty: Spinel lze použít jako nátěrový materiál na různé povrchy, poskytující ochranu proti opotřebení, teplu a korozi. Navíc lze spinelové pigmenty použít při výrobě barevných barev a nátěrů.

Vědecké a technologické využití:

1. Laserové krystaly: Spinel lze použít jako hostitelský materiál pro určité typy laserů. V laserové technologii si získal pozornost díky své schopnosti emitovat laserové světlo v různých vlnových délkách.
2. Elektronika: V posledních letech byl spinel zkoumán pro jeho potenciální použití v elektronice, zejména jako materiál pro transparentní vodivé povlaky, které mají aplikace v displejích a solárních článcích.
3. Výzkum a experimentování: Jedinečné vlastnosti Spinel, jako je jeho široký barevný rozsah a odolnost vůči vysokým teplotám, jej činí cenným pro vědecký výzkum, experimentování a testování v různých oblastech studia.
4. Optika a objektivy: Některé spinely, zejména ty s vysokou jasností a průhledností, lze použít v optických aplikacích, včetně čoček, oken a optických nástrojů.

Celkově vzato, všestrannost spinelu z hlediska barvy, tvrdosti a vlastností jej činí cenným v řadě aplikací, od tradičních drahokamových šperků až po špičkové technologické pokroky.

Shrnutí klíčových bodů

• Definice a přehled: Spinel je oxid hořečnatohlinitý (MgAl2O4) s krychlovou krystalickou strukturou. Jeho různé barvy pocházejí ze stopových prvků v jeho složení a jeho lesk je sklovitý až subadamantinový.
• Historický význam: Spinel byl historicky mylně považován za rubín, což vedlo ke gemologickému zmatku. Mezi pozoruhodné příklady patří „Ruby černého prince“ a „Timur Ruby“. Byl uctíván ve starověkých civilizacích a spisy Plinia Staršího zmiňovaly krásu spinelu.
• Typy a barvy: Spinel se dodává ve spektru barev díky stopovým prvkům:
  • Červený spinel, připomínající rubín, obsahuje chrom.
  • Růžový spinel získává svůj odstín z méně chromu než červený spinel.
  • Oranžový spinel je výsledkem směsi železa a chrómu.
  • Obsah kobaltu v modrém spinelu propůjčuje jeho barvu.
  • Železo a stopové prvky fialového spinelu vytvářejí různé fialové odstíny.
  • Black spinel je tmavá, lesklá odrůda.
  • Mezi další typy patří bezbarvé, žluté, zelené a hnědé spinely.
• Vznik a výskyt: Spinel se tvoří metamorfními a magmatickými procesy. Nachází se v různých horninách, jako je mramor a magmatické útvary. Zeměpisné zdroje zahrnují Myanmar, Srí Lanka, Tádžikistán, Vietnam, Madagaskar, Tanzanie a Afghánistán.
• Geologické podmínky: Spinel se tvoří za podmínek vysokého tlaku a teploty v metamorfovaných horninách a vyvřelých útvarech.
• Spojení s jinými minerály: Spinel se může v důsledku geologických procesů vyskytovat vedle granátu, korundu, zirkonu a křemene.
• Použití:
  • Šperky a ozdoby: Spinel se používá v klenotech z drahých kamenů, zásnubních prstenech a sběratelských kouscích pro jeho trvanlivost a zářivé barvy.
  • Průmyslové aplikace: Jeho tvrdost se hodí pro brusiva, keramiku, žáruvzdorné materiály, povlaky a pigmenty.
  • Vědecké a technologické využití: Spinel nachází uplatnění v laserových krystalech, elektronice, výzkumu, experimentování, optice a čočkách.

Krása, historický význam a všestranné vlastnosti Spinel vedly k jeho popularitě v různých oblastech, od světa drahých kamenů a šperků až po špičkové vědecké a průmyslové aplikace.