سنگ اسپینل چیست و چگونه تشکیل میشود؟

اسپینل (Spinel) سنگی با سختی 8 – 7.5 در مقیاس موس و ترکیب شیمیایی MgAl2O4 بوده که میتواند با فرم های اوکتاهدرون یا کریستال های مکعبی، ایزومتریک، هشت سطحی، دوازده سطحی و دو قلو رشد میکند. سنگ اسپینل در سه حالت زمین شناسی میتواند یافت شود:

• 1) به صورت بلور در سنگ های آهکی یا سنگ آهک دولومیتی مربوط به مجاورت دگرگونی، گَنیس یا سرپانتین
• 2) دانه های بدون شکل در سنگهای آذرین اصلی
• 3) سنگ ریزه های ساییده شده از آب در ته نشین های رسوبی

سنگ اسپینل در برابر مواد شیمیایی و شرایط جوی فیزیکی مقاوم باشد. غالبا در سنگهای مرمر که کمتر نسبت به شرایط آب و هوایی مقاوم است دیده میشود و سپس توسط جریان ها حمل و در ته نشین های شن و ماسه آبرفتی، جایی که دیگر سنگهای قیمتی یافت میشوند دیده میشود.

انواع اسپینل ها

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 حظور 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.

بهسازی

سنگ لعل مانند بسیاری از گوهرهای دیگر مثل یاقوت کبود، یشم، 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. نمونه مصنوعی آن نیز در بازار وجود دارد و گاهی برخی از سودجویان از گوهرهایی دیگر به عنوان بدل هایی برای اسپینل استفاده می کنند. به همین دیلیل در ادامه به بررسی آنها میپردازیم:

اسپینل های سنتتیک و مصنوعی

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. به طور کلی 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 سینتتیک این سنگ در بازار به جای اسپینل طبیعی، یاقوت، گارنت و … فروخته میشود. نمونه آبی سنتتیک آن بیشتر رواج دارد که گاهی جای یاقوت کبود فروخته میشود.افراد عادی نمیتوانند تفاوت اسپینل مصنوعی و طبیعی را تشخیص دهند. جالب است بدانید از جنس اسپینل مصنوعی به دلیل تحمل آن نسبت به فشار و دما در صنعت جهت روکش نسوز سرامیک و آجر هم استفاده میشود.

روش تشخیص اسپینل های مصنوعی

• فلورسانس: لعل های طبیعی زیر نور ماورابنفش با طول موج بالا فلورسانس قوی، و در طول موج کوتاه UV ، ضعیف از خود نشان میدهند.
  

  درحالی است که انواع سنتتیک آن در طول موج کوتاه اشعه UV فلورسانس قوی از خود نشان داده و غالبا رنگ آبی روشن، سبز گچی و یا قرمز از خود نشان میدهند.

• میکروسکوپ: در زیر میکروسکوپ در نمونه های اسپینل مصنوعی معمولا ردپای 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 هایی زیاد یا حداقل تعدادی دیده میشود.
• آهنربا: اسپینل های طبیعی دارای مقادیری عنصر آهن در خود هستند و بنابراین به آهنربا واکنش ضعیفی نشان میدند. این درحالی است که در نمونه سنتتیک و مصنوعی اسپینل به علت نحوه ساخت آنها هیچ واکنشی دیده نمی شود.
• تولید در بازار: اسپینل های سنتتیک با رنگ قرمز تیره به علت هزینه بر بودن و پیچیدگی فرآیند تولید آن به صورت تعداد کم و محدود نسبت به رنگهای دیگر ساخته میشوند و معمولا این نمونه ها در بازار کوراندوم (یاقوت) مصنوعی و آزمایشگاهی هستند.
• ضریب شکست نور و وزن مخصوص: لعل طبیعی دارای ظریب شکستی معادل 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.
• قیمت: راف بلوری سنتتیک اسپینل میتواند کیلویی از 100 تا 800 دلار بر اساس کیفیت تولید کننده باشد. نگین سنتتیک اسپینل ممکن است قیراطی حتی یک یا دو دلار باشد! بنابراین قیمت عاملی مهم در تشخیص اسپینل های سنتتیک است. نمونه های سنتتیک بسیار شیشه مانند هستند. باید توجه داشته باشید که بهترین راه تشخیص اسپینل اصل، خرید آن همراه با شناسنامه گوهرشناسی معتبر است.