(нем. Spinell)
шпинелиды, группа минералов класса сложных окислов с общей формулой AB
2O
4 или А (А, В) О
4, где A-Mg, Zn, Mn, Fe
2+, Co, Ni; B-Al, Fe
3+, Cr, Mn, Ti
4+,
V
3+. Ш. представляют собой системы твёрдых растворов (См.
Твёрдые растворы) с широко развитым изоморфизмом катионов А и В. В зависимости от преобладания катиона В различают: алюмошпинели [шпинель MgAl
2O
4, герцинит FeAl
2O
4, галаксит (Mn, Fe) Al
2O
4, ганит ZnFe
2O
4], ферришпинели (магнезиоферрит MgAl
2O
4,
Магнетит, якобсит MnFe
2O
4, франклинит ZnFe
2O
4,
Треворит),
Хромшпинелиды, титаношпинели (
Ульвешпинель, магнезиальный аналог ульвешпинели MgTiO
4 и др.) и ванадиошпинели (кульсонит FeV
2O
4). В пределах каждого изоморфного ряда смесимость минералов полная, а между членами различных рядов - ограниченная. Кристаллизуются в кубической системе, образуя в основном октаэдрические кристаллы. В элементарной ячейке структуры Ш. 32 аниона кислорода образуют плотнейшую кубическую упаковку (см.
Упаковки плотнейшие) с 64 тетраэдрическими пустотами (катионами занято 8) и 32 октаэдрическими (катионами занято 16). По характеру распределения катионов в занятых тетраэдрических и октаэдрических позициях структуры выделяют: нормальные (8 тетраэдров занято катионами A
2+, 16 октаэдров - катионами B
3+), обращенные (8 тетраэдров занято B
3+, 16 октаэдров- 8 B
3+ и 8 A
2+, причём катионы B
3+ и A
2+ в октаэдрических пустотах могут распределяться как статистически, так и упорядоченно) и промежуточные Ш. Нормальная структура свойственна MgAl
2O
4, ZnFe
2O
4, FeAl
2O
4, (Mn, Fe) A1
2O
4 и др. Обращенная структура характерна для FeFe
2O
4, MgFe
2O
4, Fe
2TiO
4 и др. Известно большое число минералов с промежуточным типом структуры. К структурному типу Ш. относятся структуры некоторых сульфидов состава RX
2S
4, где R
2+- Со, Ni, Fe, Cu, а X
3+ -Со, Ni, Cr. Искажённую структуру Ш. имеет маггемит (γ-Fe
2O
3).
Для всех минералов характерны высокая твердость (5-8 по минералогической шкале), химическая и термическая устойчивость. Ш. - основные носители магнитных свойств горных пород. Плотность, отражательная способность, твёрдость, параметр элементарной ячейки, магнитные и электрические свойства существенно зависят от состава и характера распределения катионов и заметно колеблются в пределах каждой группы. Для Ш. характерны высокотемпературные условия образования; к выветриванию устойчивы, сохраняются в россыпях. Многие Ш. -важные руды хрома, железа, марганца, титана, цинка; применяются при производстве керамики, огнеупоров, термоустойчивых красок.
Известно большое число искусственных Ш., которые, кроме катионов, характерных для природных Ш., могут содержать ионы Li, In, Са, Cd, Cu, W, Ga, Ag, Sb, Nb, Ge. Будучи разновидностью ферритов (См.
Ферриты) (шпинелевые ферриты), искусств. Ш. лежат в основе многих магнитных материалов (См.
Магнитные материалы) и широко используются в приборостроении, радиотехнической и керамической промышленности.
Лит.: Бляссе Ж., Кристаллохимия феррошпинелей, пер. с англ., М., 1968; Минералы. Справочник, т. 2, в. 3, М., 1967; Трухин В. И., Введение в магнетизм горных пород, М., 1973.
Г. П. Кудрявцева.