اسپینل چیست

اسپینل (Spinel) سنگی با  ترکیب شیمیایی MgAl2O4 بوده که میتواند با فرم های اوکتاهدرون یا کریستال های مکعبی، ایزومتریک، هشت سطحی، دوازده سطحی و دو قلو رشد میکند.دارای سختی Mohs 8، مقاومت بالا و وزن مخصوص بین 3.5 تا 3.61 است. سنگ اسپینل را در سه حالت زمین شناسی میتواند یافت شود:

1) به صورت بلورهایی در مرمرها یا دولومیت ها که در معرض دگرگونی تماسی قرار گرفته اند. 2) به صورت دانه های نامنظم در سنگ های آذرین اساسی. و 3) به صورت بلورها و سنگریزه های آبرفته در رسوبات آبرفتی.

اسپینل در برابر هوازدگی شیمیایی و فیزیکی بسیار مقاوم است. بنابراین هنگامی که در سنگ مرمر، دولومیت یا سنگ‌های آذرین رخ می‌دهد، کریستال‌های اسپینل با هوازدگی سنگ آزاد می‌شوند. سپس کریستال های اسپینل با هدر رفتن انبوه یا آب جاری به پایین شیب منتقل می شوند. این اسپینل را در نهشته های آبرفتی قرار می دهد، جایی که به دلیل وزن مخصوص بالا در آن متمرکز شده است. این رسوبات آبرفتی بیش از 1000 سال است که توسط معدنچیان جواهرات کار شده است.

انواع رنگ اسپینل

اسپینل در انواع رنگهای قرمز تا سبز سیر تا سیاه و مات حتی آبی وجود دارد که البته در گذشته لعل اساسا به نوع قرمز اسپینل معروف بود. نوع زرد آن روبیسل (Rubicelle)، نوع قرمز خالص آن بالاس روبی (Balas Ruby)، نارنجی روشن تا قرمز نارنجی (Flame Spinel)، انواع قهوه ای رنگ (Piconite)، سبز تیره تا سیاه که حضور آهن در آنها مشهود است (Hercynite Spinel)، سبز تیره تا مایل به سیاه که از نمونه Hercynite مقداری روشن تر است (Pleonaste Spinel)، گفته میشود.

نوع آبی یا آبی ارغوانی رنگ آن که به گانواسپینل (Gahno – Spinel) معروف است در سال 1937 یافت شده و دارای مقدار زیادی فلز روی است. از پدیده های کمیاب در این سنگ میتوان کالر چنجینگ، پدیده چتویانسی و تراپیچ، آستریزم یا استار (به صورت چهار و شش بازو) را نام برد. اسپینل درواقع نام گروهی از اکسید فلزی مواد معدنی که سبب میشود همان ساختار بلوربندی را داشته باشند. این کانی مجموعه ای از ترکیبات معدنی مختلف را با فرمول ترکیب کلی XY2O4 میتواند شامل شود، که به جای X در فرمول عناصری چون, Fe+2, Zn, Mn+2, Ni, Co, Cu Mg میتوانند قرار بگیرند و به جای Y عناصری چون, Fe+3, Cr, V+3, Ti+4, Ge, or Sb Al میتوانند جایگزین شوند و یک کانی جدید را بوجود آورند.

طیف رنگی اسپینل

سنگ لعل مانند بسیاری از گوهرهای دیگر مثل یاقوت کبود، یشم و عقیق و غیره بهسازی می شود. به این معنا که به منظور افزایش کیفیت شفافیت و یا تغییر و ارتقای رنگ، تحت پروسه های مختلفی قرار می گیرد که به آن «بهسازی» می گویند. البته بهسازی اسپینل مانند گوهرهای دیگر، تنوع زیادی ندارد اما همان روش های موجود نیز می توانند تاثیرات لازم را داشته باشند. بهسازی حرارتی، بهسازی روغنی، بهسازی حرارتی عنصری از جمله روش های اعمال تغییرات در اسپینل ها هستند.

اولین اسپینل سنتتیک در سال 1847 توسط شیمیدان فرانسوی Jacques-Joseph Ebelmen ساخته شد و در آن دوران به صورت محدود ارائه شد. در دهه 1930 به تقلید از انواع رنگهای اسپینل سنتتیک به تقلید سنگهای دیگر و به صورت تجاری عرضه شد. این رنگها به صورت کنترل شده با مقادیر جزئی و جاینشانی عناصر فلزی چون کوبالت (آبی)، منگنر (زرد)، اکسید کرومیوم (سبز) و آهن (صورتی) بوجود می آیند.  سه روش برای ساخت اسپینل مصنوعی وجود دارد:

روش (Verneuil (flame-fusion

روش The flux-melt

روش (Czochralski (pulling

در بازار جواهرات به وفور انواع نمونه های سنتتیک این سنگ در بازار به جای اسپینل طبیعی، یاقوت، گارنت و … فروخته میشود. نمونه آبی سنتتیک آن بیشتر رواج دارد که گاهی به جای یاقوت کبود فروخته میشود.

برخی روش های شناسایی اسپینل با ابزار زیر:

استفاده از میکروسکوپ: در زیر میکروسکوپ در نمونه های اسپینل مصنوعی معمولا اثرات ذوب فلاکس و یا حباب هایی به صورت الگو و منحنی به علت نحوه ساخت و رشد آنها دیده میشود. این درحالی است که در نمونه های طبیعی اینکلوژن های بیشتری مشاهده می شود.

آهنربا: اسپینل های طبیعی دارای مقادیری عنصر آهن در خود هستند و بنابراین به آهنربا واکنش ضعیفی نشان میدهند. این درحالی است که در نمونه سنتتیک و مصنوعی اسپینل به علت نحوه ساخت آنها هیچ واکنشی دیده نمی شود.

ضریب شکست نور و وزن مخصوص: اسپینل طبیعی دارای ظریب شکستی بین 1.72 تا 1.74 برای اسپینل قرمز و در حالتی که عنصر روی در آن زیاد باشد 1.805 است. این در حالی است که اسپینل های مصنوعی دارای RI 1.727 با خطای یک هزارم است. همچنین وزن مخصوص نوع طبیعی در رنج 3.58-3.61 بوده و عنصر روی در آن میتواند وزن مخصوصش را تا 4.40 نیز ببرد. این درحالی است که اسپینل های مصنوعی وزن مخصوصی بین 3.64 – 3.63 دارند.

اسپینل های تاریخی جهان به شرح ذیل می باشد:

لعل سامریان با وزن 500 قیراط و قطر 5.5 سانتیمتر در موزه جواهرات ملی ایران رکورد دار بزرگترین اسپینل جهان از نظر جواهری است. درون این اسپینل سوراخ وجود دارد. گفته شده متعلق به یکی از پادشاهان حبشه بوده است. بر اساس نوشته های خاطرات پزشک ناصرالدین شاه، پادشاه به او گفته بود که این سوراخ به علت بکار بردن و آویختن سنگ در تزئین گردن گوساله سامری طلایی بوده است که بعدها جای آن سوراخ را با الماس پر کرده اند.