קבוצת הספינל

קבוצת הסְפּינֶל היא משפחת מינרלים, כולם תחמוצות מתכתיות, שנוסחתם הכללית היא X)(Y)₂O₄). כאשר X מייצג קטיונים מתכתיים דו־ערכיים כדוגמת מגנזיום, ברזל, ניקל, מנגן ובדיל, כשגם הקטיון הארבע ערכי של העופרת עשוי להופיע במיקום זה. ו-Y מייצג קטיונים מתכתיים תלת־ערכיים כדוגמת אלומיניום, ברזל, כרום, ומנגן, כשגם הקטיון הארבע ערכי של טיטניום או הקטיון הדו ערכי של העופרת עשויים להימצא במיקום זה. לעיתים ימצאו באותה דגימה תערובת של יונים שונים.

צורת תא היחידה של הסריג של משפחת המינרלים היא קובייה. אניוני החמצן מסודרים באריזה קובייתית צפופה ביותר הבנויה מטטרהדרונים שבמרכזם הקטיונים המתכתיים הדו־ערכיים (X בנוסחה) וקדקודיהם אטומי חמצן, ומאוקטהדרונים שבמרכזם הקטיונים המתכתיים התלת־ערכיים (Y בנוסחה). ב"ספינל הפוך" חצי מקטיוני ה-Y מצויים בלב הטטרהדרונים, ובלב האוקטהדרונים מצויים הן קטיוני ה-X והן קטיוני ה-Y.^[1]

מחלקים את קבוצת הספינל לשלוש תת-קבוצות שאינן נוהגות להתערבב. סדרת הספינל (ספינל-אלומיניום), שבה ה-Y הוא אלומיניום, סדרת הכרומיט (ספינל-כרום) שבה ה-Y הוא כרום וסדרת המגנטיט (ספינל-ברזל) שבה ה-Y הוא ברזל.

בקבוצת הספינל יש מעל ל-20 מינרלים. המינרלים החשובים ביותר בקבוצה כוללים את:

סדרת הספינל-אלומיניום. מינרלים קשים יותר ושקופים יותר מהספינלים בסדרות האחרות. צורת הגביש הנפוצה היא אוקטהדרון והם מופיעים בסלעי יסוד בסיסיים, בפגמטיטים גרניטיים ובשכבות של אבני גיר מותמרים. המינרלים בסדרה זו נוטים להתערבב. המינרלים הנפוצים:
- ספינל - MgAl₂O₄, המינרל שנתן את השם לקבוצה כולה. צבעו בעיקר אדום, אבל גם ירוק, חום וחסר צבע.
- גאהניט - ZnAl₂O₄,מופיע בצבעים ירוק, כחול, צהוב, חום ואפור.
- הרציניט - FeAl₂O₄, צבעו שחור.
- גלקסיט - MnAl₂O₄, צבעו שחור.
סדרת הספינל-כרום.
- כרומיט - Fe,Mg)Cr₂O₄)
סדרת הספינל-ברזל.
- מגנטיט - Fe₃O₄
- פרנקליניט - Fe,Mn,Zn)(Fe,Mn)₂O₄)
- אולווספין - TiFe₂O₄
- ג'קובסיט - MnFe₂O₄
- טרווריט - NiFe₂O₄
רינגוודיט - SiMg₂O₄, פולימורף של אוליבין נפוץ בתוך מעטפת כדור הארץ בעומק שבין 520 ל-660 קילומטרים, ומינרל נדיר במטאוריטים.

ספינלים מהסוג Mg,Fe)(Al,Cr)₂O₄) נפוצים בפרידוטיט בחלקה העליון של מעטפת כדור הארץ, בין תחום האי רציפות מוהורובצ'יץ' ועד עומק של 70 קילומטרים. מתחת לעומק זה, ספינל (אם קיים) הופך עשיר יותר ויותר בכרום. ככל שהעומק גדל כך הופך גארנט מסוג פירופ להיות מינרל האלומיניום היציב יותר בפרידוטיט. בעומקים קטנים יותר מתחם אי הרציפות מוהורובצ'יץ' מינרל האלומיניום היציב יותר בפרידוטיט הוא פלגיוקלז סידני.

במעבדה הצליחו לייצר מעל ל-200 סוגים שונים של ספינל, חלקם כאבני חן וחלקם כחומרים פרימגנטיים.