Минералы группы шпинели

Общая химическая формула минералов группы шпинели (шпинелилов) - M3O4, где M = Mg, Mn2+, Fe2+, Co2+, Ni2+, Zn, Al, V3', Cr3+, Fe3+, Ti4+ (табл. 1.17). Природные шпинелиды - это сложные твердые растворы. Например, титаномагнетит - твердый раствор магнетита и ульвошпинели с той или иной примесью шпинели, герцинита, хромита, магнезиохромита и других крайних членов твердого раствора шпинели.

Структуру минералов группы шпинели можно представить в визе кубической упаковки ионов кислорода, в тетраэдрических и октаэдрических пустотах которых размещены двухвалентные и трехвалентные катионы. В результате каждый анион кислорода принадлежит одному тетраэдру и трем октаэдрам.

Идиоморфные кристаллы шпинели имеют форму октаэдров, образующие в сечениях треугольники, квадраты и четырехугольники. Нередко встречаются и неправильные зерна. Спайность, несовершенная по октаэдру (111), в шлифах обнаруживается крайне редко. Окраска шпинелидов зависит от химического состава: собственно шпинель -бесцветная, розоватая, при наличии примеси железа - зеленая; герцинит - темно-зеленый; шпинелиды серии хромита - от светло-коричневого до темно-бурого (рис. 1.129); хромит и минералы магнетитовой серии в шлифах непрозрачны.
Все минералы группы шпинели имеют высокий и очень высокий рельеф и изотропны в скрещенных николях.
Шпинель при регрессивных процессах может иногда замещаться хлоритом, диаспорой, корундом и тальком.

Шпинелиды развиты в мантийных и коровых магматических, метаморфических и метасоматических породах, а также в метеоритах. Хромшпинелиды являются типичными минералами ультраосновных и основных магматических пород, среди которых нередко находятся их промышленные скопления. Для мантийных перидотитов существует отрицательная корреляция между составом Ст-шпинели и оливина. Причем, чем выше давление, тем шпинель становится менее хромистой (рис. 1.130).

В ряду пород дунит-гарцбургит-лерцолит в хромшпинелидах уменьшаются содержания хрома и железистость, а содержания алюминия возрастают. При переходе от гипербазитов к базитам в хромшпинелидах постепенно увеличиваются содержания Fe, Mn, Ti, V и Zn, снижаются содержания Cr, Mg, Al, их хромистость Cr=Cr/(Cr+Al+Fe3+) и магнезиальность #Mg=Mg/(Mg+Fe), возрастают содержания миналов магнетита и ульвошпинели вплоть до титаномагнетита. Титаномагнетит - обычный акцессорный минерал интрузивных и эффузивных горных пород от ультраосновных (оливиниты) до кремнекислых и щелочных. Нередко в интрузивах клинопироксенитов, габброидов и сиенитов титаномагнетит образует промышленные скопления.
Шпинель является типоморфным минералом высокотемпературных контактово-метаморфических (силикатные мраморы) и метасоматических пород (магнезиальные скарны). В породах гранулитовой фации метаморфизма шпинель развита в ассоциации с плагиоклазом, фанатом, кордиеритом, в виде симплектитовых срастаний с энстатитом, сапфирином.