Spinel

Spinel is een mineraal dat tot de groep van oxiden behoort en zich in verschillende kleuren vormt, waardoor het populair is edelsteen. De chemische samenstelling is magnesium aluminium oxide (MgAl2O4). Spinelkristallen hebben een octaëdrische kristalstructuur en worden vaak aangetroffen als octaëdrische, ronde korrels of als enkele kristallen.

Naam: Misschien van het Latijnse spinella, voor kleine doorn, als toespeling op de ruggengraatvormige octaëdrische kristallen.

Vereniging: Forsteriet, chondrodiet, scapolit, flogopiet, korund, sillimaniet, andalusië.

Minerale groep: Spinelgroep.

Polymorfisme en reeksen: Vormt drie series, met magnesiochromiet, met gahniet en met hercyniet.

Een van de onderscheidende kenmerken van spinel is het brede scala aan kleuren, waaronder rood, roze, oranje, blauw, paars en zelfs zwart. Deze kleurvariatie wordt veroorzaakt door sporenelementen die in het kristalrooster aanwezig zijn. De bekendste kleur voor spinel is rood, dat vaak lijkt op de rode tinten van robijn. In feite heeft de historische verwarring tussen rode spinel en robijn ertoe geleid dat sommige spinellen in het verleden ten onrechte als robijnen werden geïdentificeerd.

Historisch belang:

Spinel heeft een rijke historische betekenis, nauw verbonden met de gelijkenis met andere edelstenen, met name robijn. Hier zijn een paar opmerkelijke punten in de geschiedenis ervan:

1. Historische verwarring met Ruby: Enkele van de beroemdste “robijnen” in koninklijke collecties, zoals de “Black Prince's Ruby” in de Britse keizerlijke staatskroon en de “Timur Ruby” in de Britse kroonjuwelen, zijn eigenlijk spinellen. Vanwege het uiterlijk dat lijkt op robijn, wordt spinel vaak aangezien voor de waardevollere edelsteen.
2. Oude handel en gebruik: Spinel wordt al eeuwenlang gebruikt in sieraden en decoratieve kunst. Het werd zeer gewaardeerd in oude beschavingen zoals het Romeinse Rijk en werd verhandeld langs de Zijderoute.
3. Beroemde edelstenen: De 'Black Prince's Ruby', die de keizerlijke staatskroon van Engeland siert, is een grote rode spinel. Het gerucht gaat dat het in het bezit is geweest van verschillende historische figuren, waaronder Edward, de Zwarte Prins.
4. Historische literatuur en archieven: Historische verslagen, waaronder geschriften van Plinius de Oudere, vermelden edelstenen die waarschijnlijk spinellen waren. Deze geschriften bieden inzicht in de waargenomen schoonheid en waarde van spinel in de oudheid.
5. Betekenis in de oosterse cultuur: Spinels hebben ook betekenis gehad in oosterse culturen. Sommige spinellen uit Sri Lanka werden bijvoorbeeld beschouwd als een van de meest waardevolle edelstenen in de oude Singalese cultuur.
6. Edelsteenkennis en overtuigingen: Door de geschiedenis heen werden aan Spinels verschillende mystieke en genezende eigenschappen toegeschreven. Men geloofde dat ze de drager tegen schade beschermden, energie gaven en wijsheid brachten.

Hoewel spinel ooit in de schaduw van andere edelstenen heeft geleefd vanwege zijn verkeerde identiteit, wordt het nu erkend en gewaardeerd vanwege zijn unieke schoonheid en historische betekenis. De laatste tijd heeft spinel hernieuwde aandacht en populariteit gekregen als een gewilde edelsteen op zichzelf, vooral vanwege het kleurengamma en het potentiële gebruik ervan in sieraden.

Chemische samenstelling

De chemische samenstelling van spinel is magnesiumaluminiumoxide (MgAl2O4). Het bestaat uit gelijke hoeveelheden magnesiumoxide (MgO) en aluminiumoxide (Al2O3). Er kunnen ook sporen van andere elementen in spinel aanwezig zijn, die bijdragen aan de kleurvariaties.

Kristal structuur:

Spinel heeft een kubieke kristalstructuur, met name een octaëdrische kristalsysteem. Elke hoek van de kubieke eenheidscel bevat een zuurstofatoom, en de aluminium- en magnesiumatomen wisselen elkaar af tussen de octaëdrische posities binnen de eenheidscel. Deze opstelling geeft spinel zijn karakteristieke octaëdrische kristalvorm en leidt vaak tot goed gevormde octaëdrische kristallen.

Fysieke eigenschappen

• Hardheid: Spinel is relatief hard en heeft een hardheid van 7.5 tot 8 op de schaal van Mohs. Dit maakt het duurzaam genoeg voor gebruik in sieraden.
• Dichtheid: De dichtheid van spinel varieert van 3.5 tot 4.1 g/cm³, afhankelijk van de samenstelling en onzuiverheden.
• Kleur: Spinel vertoont een breed scala aan kleuren, waaronder rood, roze, oranje, blauw, paars en zwart. Deze kleuren zijn te wijten aan de aanwezigheid van verschillende overgangsmetaalionen als onzuiverheden in het kristalrooster.
• Glans: Spinel heeft een glasachtige tot subadamantijnse glans, wat betekent dat het bij het polijsten een glasachtige of licht vettige glans krijgt.
• Transparantie: Spinel is transparant tot doorschijnend, waardoor licht in verschillende mate door de edelsteen kan dringen.

Optische eigenschappen

• Brekingsindex: De brekingsindex van spinel varieert afhankelijk van de samenstelling en kleur. Over het algemeen ligt deze tussen 1.712 en 1.736 voor rode tot oranje spinellen en iets hoger voor blauwe spinellen.
• Spreiding: Spinel vertoont een relatief lage dispersie, wat verwijst naar de scheiding van wit licht in zijn spectrale kleuren. Deze eigenschap is verantwoordelijk voor het ‘vuur’ dat in sommige edelstenen voorkomt.
• dubbele breking: Spinel is een isotroop materiaal, wat betekent dat het geen dubbele breking vertoont. Dit kenmerk onderscheidt het van anisotroop mineralen die licht in twee stralen kan splitsen.
• Pleochroïsme: Omdat spinel isotroop is, vertoont het geen pleochroïsme, het vermogen van een mineraal om verschillende kleuren weer te geven wanneer het vanuit verschillende hoeken wordt bekeken.
• fluorescentie: In sommige gevallen kan spinel fluorescentie vertonen onder ultraviolet (UV) licht. De kleur en intensiteit van fluorescentie kunnen variëren.

Kortom, Spinel optische eigenschappen dragen bij aan zijn aantrekkingskracht als edelsteen, met zijn brede scala aan kleuren en glans, waardoor het een gewilde keuze is voor sieraden en decoratieve doeleinden.

Soorten en kleuren van Spinel

Spinel staat bekend om zijn gevarieerde kleurengamma, die elk geassocieerd zijn met specifieke sporenelementen die aanwezig zijn in de kristalstructuur. Hier zijn enkele van de meest prominente soorten en kleuren spinel:

1. Rode Spinel: Rode spinel is misschien wel de meest bekende en historisch belangrijke kleur. Het wordt vaak verward met robijn vanwege de levendige rode tint. De rode kleur wordt veroorzaakt door sporen van chromium in het kristalrooster. Sommige beroemde rode spinellen zijn ten onrechte als robijnen geïdentificeerd, wat bijdraagt ​​aan hun historisch belang.
2. Roze Spinel: Roze spinel varieert van bleek tot intens roze tinten. Het wordt ook veroorzaakt door de aanwezigheid van chroom, maar in lagere concentraties vergeleken met rode spinel. Roze spinellen worden zeer gewaardeerd vanwege hun delicate en romantische kleur.
3. Oranje Spinel: De oranje kleur in spinel komt door een combinatie van ijzer en chroom. Oranje spinellen kunnen variëren van subtiele abrikozentinten tot diepere, levendigere sinaasappels.
4. Blauwe Spinel: Blauwe spinel is een zeldzame en gewaardeerde variëteit. Het krijgt zijn blauwe kleur door sporen van kobalt binnen de kristalstructuur. De blauwtinten kunnen variëren van licht tot intens en doen vaak denken aan het blauw van saffier.
5. Paarse Spinel: Paarse spinel ontstaat door een mengsel van ijzer en sporenelementen zoals chroom en zink. Het kan een reeks paarse tinten weergeven, van zachte lavendel tot rijk violet.
6. Zwarte Spinel: Zwarte spinel is een unieke variëteit die bekend staat om zijn diepzwarte kleur. Ondanks zijn duisternis heeft het vaak een goede glans en kan het gebruikt worden als alternatief voor andere zwarte edelstenen onyx.
7. Kleurloze spinel: Kleurloze spinel is zeer transparant en mist significante kleuring. Het is relatief zeldzaam en kan worden gebruikt als een diamant vervanging in sieraden.
8. Andere kleuren: Spinel kan ook voorkomen in andere, minder vaak voorkomende kleuren, waaronder geel, groen en bruin, hoewel deze kleuren minder vaak voorkomen dan de hierboven genoemde.

Het is belangrijk op te merken dat de specifieke kleuren van spinel soms kunnen overlappen of variaties kunnen vertonen, afhankelijk van de concentratie van sporenelementen en de algehele chemische samenstelling. De schoonheid en wenselijkheid van spinel zijn afgeleid van dit kleurenspectrum, waardoor het een veelzijdige edelsteen is voor verschillende sieradenontwerpen en voorkeuren.

Vorming en voorkomen

Spinel wordt gevormd door verschillende geologische processen, voornamelijk als resultaat van metamorfose en magmatische activiteiten. Het kan worden gevonden in verschillende soorten rotsformaties, zoals marmeren, metamorfe gesteenten en stollingsgesteenten. De vorming van spinel wordt beïnvloed door de beschikbaarheid van de samenstellende elementen, voornamelijk magnesium en aluminium, samen met sporenelementen die aanleiding geven tot de diverse kleuren.

Geografische bronnen:

Spinel wordt op verschillende locaties over de hele wereld aangetroffen. Enkele van de opmerkelijke bronnen zijn onder meer:

1. Myanmar (Birma): Myanmar is van oudsher een belangrijke bron van spinel van hoge kwaliteit, waaronder de beroemde ‘Mogok’-regio. Deze regio staat bekend om de productie van uitzonderlijke rode en roze spinellen.
2. Sri Lanka: Sri Lanka is een bron geweest van verschillende edelstenen, waaronder spinel. Het heeft een scala aan kleuren opgeleverd, van roze en rood tot blauw en paars.
3. Tadzjikistan: Het Pamirgebergte in Tadzjikistan staat bekend om de productie van blauwe spinellen, ook wel 'Badrak'-spinellen genoemd. Deze blauwe spinellen kunnen wedijveren met de rijkdom van het saffierblauw.
4. Vietnam: Vietnam is een opmerkelijke bron van spinel geworden, vooral voor rode en roze variëteiten. Sommige van de spinellen zijn gewild vanwege hun intense kleuren.
5. Madagascar: Madagaskar staat bekend om het produceren van spinellen in verschillende kleuren, waaronder rood, roze en blauw. Vooral de Mahenge-regio heeft aandacht gekregen vanwege zijn felroze spinellen.
6. Tanzania: De Mahenge-regio in Tanzania is ook beroemd geworden vanwege zijn levendige roze tot roodoranje spinellen.
7. Afghanistan: Afghanistan staat bekend om de productie van verschillende edelstenen, waaronder spinel in kleuren variërend van rood en roze tot paars en blauw.

Geologische omstandigheden:

Spinel ontstaat onder specifieke geologische omstandigheden, vaak in combinatie met omgevingen met hoge druk en hoge temperaturen. Het kan voorkomen in metamorfose rotsen zoals marmer en leisteen, waar intense hitte en druk ervoor zorgen dat mineralen herkristalliseren en nieuwe verbindingen vormen. Spinel kan ook worden aangetroffen in bepaalde soorten stollingsgesteenten, zoals bazalt en kimberliet pijpen, die worden gevormd door vulkanische activiteit en edelstenenrijke materialen van diep in de aardmantel kunnen vervoeren.

Associaties met andere mineralen:

Spinel kan naast verschillende andere mineralen worden aangetroffen vanwege het voorkomen in verschillende soorten gesteenten. Sommige mineralen die in verband kunnen worden gebracht met spinel zijn onder meer:

• Granaat: Spinel en granaat kunnen soms samen worden aangetroffen in metamorfe gesteenten. Beide mineralen hebben een vergelijkbare hardheid en stabiliteit onder hitte en druk.
• corundum (Rubijn en Sapphire): In sommige regio's kunnen spinel en korund samen voorkomen. In feite leidde de historische verwarring tussen rode spinel en robijn ertoe dat sommige spinellen werden aangezien voor robijnen.
• Zircon: Zirkoon en spinel kunnen naast elkaar voorkomen in bepaalde soorten stollingsgesteenten, vooral in alluviale deposito's waar deze mineralen worden geërodeerd en door water worden getransporteerd.
• Quartz: Spinel kan af en toe worden aangetroffen in combinatie met kwarts, vooral in pegmatiet aderen en andere geologische formaties.

Het voorkomen van spinel naast deze mineralen hangt af van de specifieke geologische processen en omstandigheden van elke regio.

Gebruik van Spinel

Spinel heeft een scala aan toepassingen vanwege zijn esthetische aantrekkingskracht, duurzaamheid en unieke eigenschappen. De toepassingen variëren van sieraden en ornamenten tot industriële en technologische toepassingen.

Sieraden en ornamenten:

1. Edelsteen sieraden: Spinel wordt zeer gewaardeerd als edelsteen vanwege zijn levendige kleuren en duurzaamheid. Het wordt vaak gebruikt in verschillende soorten sieraden, waaronder ringen, kettingen, oorbellen en armbanden. De meest gewilde kleuren zijn rood, roze, blauw en violet.
2. Verlovingsringen en fijne sieraden: De hardheid en verscheidenheid aan kleuren van Spinel maken het geschikt voor verlovingsringen en andere fijne sieraden. Het biedt een alternatief voor traditionele edelstenen zoals diamant, robijn en saffier.
3. Verzamelbare edelstenen: Zeldzame spinellen van hoge kwaliteit, vooral die met een uitzonderlijke kleur en helderheid, zijn gewild bij verzamelaars en liefhebbers van edelstenen.

Industriële toepassingen:

1. Schurend materiaal: De hardheid van Spinel maakt het geschikt voor gebruik als schuurmateriaal in snij- en slijpgereedschappen. Het kan worden gebruikt in productieprocessen waarbij materialen nauwkeurig moeten worden gevormd.
2. keramiek: Spinel wordt gebruikt bij de productie van geavanceerde keramiek vanwege zijn thermische en chemische stabiliteit. Het is te vinden in keramische componenten voor industrieën zoals elektronica en ruimtevaart.
3. Vuurvaste materialen: De weerstand van Spinel tegen hoge temperaturen en chemische corrosie maakt het waardevol in vuurvaste toepassingen. Vuurvaste materialen zijn materialen die worden gebruikt voor het bekleden van ovens, ovens en andere omgevingen met hoge temperaturen.
4. Coatings en pigmenten: Spinel kan worden gebruikt als coatingmateriaal voor verschillende oppervlakken en biedt bescherming tegen slijtage, hitte en corrosie. Bovendien kunnen spinelpigmenten worden gebruikt bij de productie van gekleurde verven en coatings.

Wetenschappelijk en technologisch gebruik:

1. Laserkristallen: Spinel kan worden gebruikt als gastheermateriaal voor bepaalde soorten lasers. Het heeft aandacht gekregen in de lasertechnologie vanwege zijn vermogen om laserlicht op verschillende golflengten uit te zenden.
2. Elektronica: De afgelopen jaren is spinel onderzocht op zijn potentiële gebruik in de elektronica, met name als materiaal voor transparante geleidende coatings, die toepassingen hebben in beeldschermen en zonnecellen.
3. Onderzoek en experimenten: De unieke eigenschappen van Spinel, zoals het brede kleurbereik en de weerstand tegen hoge temperaturen, maken het waardevol voor wetenschappelijk onderzoek, experimenten en testen op verschillende vakgebieden.
4. Optica en lenzen: Sommige spinellen, vooral die met hoge helderheid en transparantie, kunnen worden gebruikt in optische toepassingen, waaronder lenzen, vensters en optische instrumenten.

Over het geheel genomen maakt de veelzijdigheid van spinel op het gebied van kleur, hardheid en eigenschappen het waardevol in een reeks toepassingen, van traditionele edelsteenjuwelen tot de allernieuwste technologische ontwikkelingen.

Samenvatting van de belangrijkste punten

• Definitie en overzicht: Spinel is magnesiumaluminiumoxide (MgAl2O4) met een kubieke kristalstructuur. De verschillende kleuren komen voort uit sporenelementen in de samenstelling, en de glans is glasachtig tot subadamantijn.
• Historisch belang: Spinel wordt historisch gezien aangezien voor robijn, wat tot gemmologische verwarring heeft geleid. Bekende voorbeelden zijn onder meer de 'Black Prince's Ruby' en 'Timur Ruby'. Het werd gekoesterd in oude beschavingen, met geschriften van Plinius de Oudere waarin de schoonheid van Spinel werd genoemd.
• Soorten en kleuren: Spinel is verkrijgbaar in een spectrum van kleuren dankzij sporenelementen:
  • Rode spinel, die lijkt op robijn, bevat chroom.
  • Roze spinel krijgt zijn tint doordat er minder chroom aanwezig is dan rode spinel.
  • Oranje spinel is het resultaat van een mengsel van ijzer en chroom.
  • Het kobaltgehalte van blauwe spinel geeft de kleur.
  • Het ijzer en de sporenelementen van paarse spinel zorgen voor variërende violette tinten.
  • Zwarte spinel is een donkere, glanzende variëteit.
  • Andere typen zijn kleurloze, gele, groene en bruine spinellen.
• Vorming en voorkomen: Spinel vormt zich via metamorfe en magmatische processen. Het wordt aangetroffen in verschillende gesteenten, zoals marmer en stollingsformaties. Geografische bronnen zijn onder meer Myanmar, Sri Lanka, Tadzjikistan, Vietnam, Madagaskar, Tanzania en Afghanistan.
• Geologische omstandigheden: Spinel ontstaat onder hoge druk en temperatuur in metamorfe gesteenten en stollingsformaties.
• Associaties met andere mineralen: Spinel kan als gevolg van geologische processen naast granaat, korund, zirkoon en kwarts voorkomen.
• Toepassingen:
  • Sieraden en ornamenten: Spinel wordt gebruikt in edelsteenjuwelen, verlovingsringen en verzamelstukken vanwege de duurzaamheid en levendige kleuren.
  • Industriële toepassingen: De hardheid leent zich voor schuurmiddelen, keramiek, vuurvaste materialen, coatings en pigmenten.
  • Wetenschappelijk en technologisch gebruik: Spinel vindt toepassingen in laserkristallen, elektronica, onderzoek, experimenten, optica en lenzen.

De schoonheid, historische betekenis en veelzijdige eigenschappen van Spinel hebben geleid tot zijn populariteit op verschillende gebieden, van de wereld van edelstenen en sieraden tot geavanceerde wetenschappelijke en industriële toepassingen.