Spinell

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
Wechseln zu: Navigation, Suche
Dieser Artikel beschreibt das Mineral Spinell. Für weitere Bedeutungen siehe Spinell (Begriffsklärung).
Spinell
Spinel2.jpg
Blauer Spinell von 1,83 ct und roter Spinell von 4,13 ct
Andere Namen
  • Magnesiumaluminat
  • Magnesiospinell[1]
Chemische Formel

MgAl2O4

Mineralklasse Oxide und Hydroxide
4.BB.05 (8. Auflage: IV/B.01) nach Strunz
07.02.01.01 nach Dana
Kristallsystem kubisch
Kristallklasse; Symbol nach Hermann-Mauguin kubisch-hexakisoktaedrisch; 4/m 3 2/m[2]
Raumgruppe (Raumgruppen-Nr.) Fd3m (Raumgruppen-Nr. 227)
Farbe farblos, rot, orange, gelb, grün, blau, violett, braun, schwarz
Strichfarbe weiß
Mohshärte 7,5 bis 8
Dichte (g/cm3) gemessen: 3,6 bis 4,1; berechnet: 3,578[3]
Glanz Glasglanz, matt
Transparenz durchsichtig bis fast undurchsichtig
Spaltbarkeit undeutlich nach {111}[1]
Bruch muschelig bis uneben; splittrig, spröde
Habitus oktaedrische, dodekaedrische, würfelige Kristalle; körnige, massige Aggregate
Häufige Kristallflächen {111}, {110}, {221}[1]
Zwillingsbildung nach {111} (Spinellgesetz)
Kristalloptik
Brechungsindex n = 1,719[4]
Weitere Eigenschaften
Schmelzpunkt 2135 °C[5]
Ähnliche Minerale Magnesioferrit, Hercynit, Magnetit
Magnetismus unmagnetisch

Der Spinell ist ein häufig vorkommendes Mineral aus der Mineralklasse der „Oxide und Hydroxide“. Er kristallisiert im kubischen Kristallsystem mit der idealisierten chemischen Zusammensetzung MgAl2O4[6] und ist damit chemisch gesehen ein Magnesiumaluminat. Die Spinellstruktur gehört zu den wichtigsten und häufigsten Strukturtypen.

Spinell entwickelt überwiegend oktaedrische, selten auch dodekaedrische und würfelige Kristalle und Zwillinge, die bis zu 30 Zentimeter groß werden können. Er kommt aber auch in Form körniger bis massiger Mineral-Aggregate vor. Aufgrund von Mischkristallbildung und häufiger Fremdbeimengungen verschiedener Metallionen wie Eisen, Chrom, Zink, Cobalt oder Mangan sind natürliche Spinelle von großer Farbenvielfalt. Da klare und durchsichtige Spinelle zudem auf polierten Oberflächen einen starken, glasähnlichen Glanz aufweisen und aufgrund ihrer großen Mohshärte von 7,5 bis 8 relativ unempfindlich gegenüber Beschädigungen sind, zählen diese sogenannten „Edelspinelle“ zu den wertvollen Edelsteinen.

Viele Farbvarietäten werden inzwischen synthetisch hergestellt und dienen neben der Verwendung als Schmuckstein auch als Grundstoff für Technische Keramiken und Pigmente wie beispielsweise Thénards Blau als synthetischer Cobaltspinell.

Etymologie und Geschichte[Bearbeiten]

Die Namensherkunft ist nicht vollständig geklärt. Es wird allerdings vermutet, dass er ursprünglich aus dem altgriechischen σπίν(ν)ος [spín(n)os] für „Funke“ bzw. „funkeln“ stammt und damit auf seinen Glanz hinweist oder sich in Bezug auf die typischen dornartigen, scharfkantigen Kristalloktaeder aus dem lateinischen spina, spinus oder spinula für „Dorn“ oder „Zapfen“ bzw. spinella für „Dörnchen“ bzw. „kleiner Dorn“ entwickelt hat.

Der Name Spinell ist in verschiedenen Schreibweisen im europäischen Raum mindestens seit dem 16. Jahrhundert überliefert, so unter anderem als Spynell in England (1528), als Spinella durch Georgius Agricola (1546) und als Spinellus durch Anselmus Boetius de Boodt (1609). Ähnlich wie die seit der Antike bekannte Bezeichnung Karfunkel bzw. Karfunkelstein bezeichnete Spinell allerdings nicht speziell das heute als Magnesio- bzw. Edelspinell bekannte Mineral, sondern allgemein rote Edelsteine in jeder Schattierung von Hochrot über Rotviolett (Hyazinthfarben) bis Gelblichweiß bzw. Weißlichgelb.[7] Erst um 1800 erkannte man einerseits, dass der rote Rubin und der blaue Saphir nur Farbvarietäten desselben Minerals Korund und andererseits der Spinell sowie die farblich und kristallographisch ähnlichen Minerale der Granatgruppe eigene Mineralarten bilden und lernte, sie zu unterscheiden.

Klassifikation[Bearbeiten]

Bereits in der veralteten, aber teilweise noch gebräuchlichen 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz gehörte der Spinell zur Mineralklasse der „Oxide und Hydroxide“ und dort zur Abteilung der „Oxide mit Stoffmengenverhältnis Metall : Sauerstoff = 3 : 4 (Spinelltyp M3O4 und verwandte Verbindungen)“, wo er zusammen mit Gahnit, Galaxit und Hercynit die Gruppe der „Aluminat-Spinelle“ mit der System-Nr. IV/B.01 bildete.

Die seit 2001 gültige und von der International Mineralogical Association (IMA) verwendete 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik ordnet den Spinell ebenfalls in die Abteilung der „Oxide mit dem Stoffmengenverhältnis Metall : Sauerstoff = 3 : 4 und vergleichbare“ ein. Diese ist allerdings weiter unterteilt nach der relativen Größe der beteiligten Kationen, so dass das Mineral entsprechend seiner Zusammensetzung in der Unterabteilung „Mit ausschließlich mittelgroßen Kationen“ zu finden ist, wo es als Namensgeber die „Spinellgruppe“ mit der System-Nr. 4.BB.05 und den weiteren Mitgliedern Brunogeierit, Chromit, Cochromit, Coulsonit, Cuprospinell, Filipstadit, Franklinit, Gahnit, Galaxit, Hercynit, Jakobsit, Magnesiochromit, Magnesiocoulsonit, Magnesioferrit, Magnetit, Manganochromit, Nichromit, Qandilit, Trevorit, Ulvöspinell, Vuorelainenit und Zincochromit bildet.

Auch die vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchliche Systematik der Minerale nach Dana ordnet den Spinell in die Klasse der „Oxide und Hydroxide“ und dort in die Abteilung der „Mehrfachen Oxide“ ein. Hier ist er zusammen mit Galaxit, Hercynit und Gahnit in der „Aluminium-Untergruppe07.02.01 innerhalb der Unterabteilung „Mehrfache Oxide (A+B2+)2X4, Spinellgruppe“ zu finden.

Modifikationen und Varietäten[Bearbeiten]

Reiner Spinell ist farblos. Die Stöchiometrie der chemischen Formel ist jedoch in weiten Grenzen variabel, das heißt Magnesium oder Aluminium können in verschiedenen Mengenanteilen vorliegen oder auch durch eigentlich formelfremde Kationen ersetzt sein. Besonders große Überschüsse von Aluminiumkationen können in ihm gelöst sein. Ein Magnesiumüberschuss ist nur bei extrem hohen Temperaturen (ab ca. 1500 °C) möglich.

Dadurch ergibt sich eine große Bandbreite an möglichen Farben, die von Violett über Rot bis Rosa, Gelb sowie von Grün über Blau nach Braun bis Schwarz reichen. Einige Farbvarietäten erhielten eigene Bezeichnungen und sind auch im Schmuckstein-Handel verbreitet.

  • „Edler Spinell“ oder „Rubinspinell“ erhält seine kräftige hell- bis dunkelrote Farbe durch diadochen Ersatz von Al2O3 durch Spuren von Cr2O3.[5]
    • „Almandinspinell“ ist eine aus dem 19. Jahrhundert stammende Bezeichnung für dunkelrote Spinelle mit einem Stich ins Blaue oder Violette.[7]
    • „Balas-Rubin“ bzw. „Balasrubin“ ist eine veraltete Bezeichnung für einen rosafarbenen bis blassroten Edelstein, die sich etwa um 1200 n. Chr. verbreitete und als Abgrenzung für einen „Karfunkel“ bzw. Rubin von minderer Schönheit diente.[7] Da diese Bezeichnung irreführend ist, wird sie inzwischen von der CIBJO abgelehnt und im Edelsteinhandel im Gegensatz zur alternativen Bezeichnung „Balas-Spinell“[8] kaum noch gebräuchlich.
    • „Rubicell“ oder auch „Rubacell“ als Verkleinerungsform aus dem französischen rubis bzw. rubace (Rubin) sind seit dem 17. Jahrhundert als Bezeichnung für gelborange bis gelbrote, hyazinthähnliche Varietäten im Gebrauch.[7]
  • Blauer Spinell oder auch „Saphirspinell“ erhält seine blaue Farbe durch Ersatz von MgO durch FeO bis zu 3,5 %.[5]
  • Beim grünen Spinell oder auch „Chlorospinell“ (von altgriechisch χλωρός chlōrós „hellgrün, frisch“, nach Gustav Rose 1840[7]) sind Teile von MgO und Al2O3 durch Spuren von CuO und Fe2O3 von bis zu 15 %[5] ersetzt.
    • „Chromspinell“ oder auch „Picotit“ ist ein durch teilweisen Ersatz von Magnesium durch Eisen und von Aluminium durch Chrom und Eisen dunkelgrüner bis schwarzer Spinell.[9]

Bildung und Fundorte[Bearbeiten]

Spinell bildet sich als akzessorischer Bestandteil in ultrabasischen Gesteinen des oberen Erdmantels wie Basalt und Peridotit. Ebenso kann er kontaktmetasomatisch durch Verdrängung von Dolomit und Kalkstein oder kontaktmetamorph in Gneis und Marmor entstehen. In den betreffenden Gesteinen findet sich Spinell meist in Form eingewachsener, gut ausgebildeter, oktaedrischer Kristalle und seltener als Zwilling. Daneben kommt er in abgerollter, mehr oder weniger loser Form auch in Edelsteinseifen vor. Begleitminerale sind unter anderem Andalusit, Chondrodit, Forsterit, Korund, Phlogopit, Sillimanit und Skapolith.

Als häufige Mineralbildung sind Spinelle an vielen Fundorten anzutreffen, wobei bisher (Stand: 2014) rund 1600 Fundorte[10] als bekannt gelten. Zu den bisher weltweit größten bekannten Spinell-Kristallen gehört ein rötlich-violettroter, flacher Zwilling mit 17,8 cm Durchmesser, der 2005 bei An Phu im Bergbaurevier Lục Yên in der vietnamesischen Yên Bái gefunden wurde.[11]

Bekannt aufgrund außergewöhnlicher Spinellfunde wurde auch das sibirische Aldanhochland mit Kristallfunden der Varietät Pleonast von bis zu 15 cm Größe. Bei Amity und Sterling Hill (New Jersey) in den USA wurden bis 14 kg schwere bzw. 12 cm große Kristalle gefunden. Bekannt wurden auch Ratnapura in Sri Lanka und Mogok in Myanmar, sowie Kukh-i-Lal (Tadschikistan) im Pamirgebirge für ihre violetten und roten Kristallfunde von besonders hoher Schmucksteinqualität und Größen zwischen 2 und 5 cm.[12] Eine besondere Rarität stellen die schwarzen und graublauen bis violetten Sternspinelle mit vier- und sechsstrahligem Asterismus dar, die bisher vor allem auf Sri Lanka gefunden wurden.[13]

In Deutschland trat das Mineral bisher in mehreren Steinbrüchen bei Bötzingen, Horben, Immendingen, Schelingen, Scharnhausen und vom Katzenbuckel in Baden-Württemberg; an vielen Stellen im Fränkischen Wald und Niederbayern; bei Hochstädten und Kilsbach in Hessen; an mehreren Fundpunkten in der Umgebung von Bad Harzburg in Niedersachsen; im Siebengebirge von Nordrhein-Westfalen; an vielen Orten in der Eifel in Rheinland-Pfalz; bei Waldheim, Dresden, Hinterhermsdorf, Pöhla (Schwarzenberg) sowie an den Greifensteinen und am Löbauer Berg in Sachsen und am Kammberg bei Joldelund in Schleswig-Holstein auf.

In Österreich kennt man Spinell unter anderem aus Lölling und Kollnitz (Gemeinde Sankt Paul im Lavanttal) in Kärnten; von mehreren Stellen im Dunkelsteinerwald und im Waldviertel in Niederösterreich; vom Totenkopf (Hohe Tauern) in Salzburg; vom Stradner Kogel, aus einem Steinbruch bei Klöch, der „Grube Breitenau “ am Hochlantsch und aus einem Steinbruch bei Stubenberg in der Steiermark; einer Schlackenhalde bei St. Gertraudi in Tirol sowie von mehreren Stellen im Mühlviertel in Oberösterreich.

In der Schweiz fand sich das Mineral bisher vor allem in den Kantonen Graubründen, Tessin und Wallis.

Weitere Fundorte liegen unter anderem in Afghanistan, Ägypten, Albanien, Algerien, der Antarktis, Argentinien, Aserbaidschan, Australien, Belgien, Bolivien, Bosnien und Herzegowina, Botswana, Brasilien, Bulgarien, China, der Demokratischen Republik Kongo (Zaire), auf Fidschi, Finnland, Frankreich, Französisch-Guayana und Französisch-Polynesien, Griechenland, Grönland, Indien, Iran, Irak, Irland, Israel, Italien, Japan, im Jemen, Kambodscha, Kanada, Kasachstan, Kenia, Lesotho, Libyen, Madagaskar, Malawi, Marokko, Mexiko, Namibia, Nepal, den Niederlanden, Neukaledonien, Neuseeland, Nigeria, Nordkorea, Norwegen, im Oman, Pakistan, Palästina, Papua-Neuguinea, Peru, Polen, Rumänien, Russland, Schweden, Simbabwe, der Slowakei, Spanien, Südafrika, Sudan, Surinam, Taiwan, Tansania, Thailand, Tschechien, der Türkei, Uganda, der Ukraine, Ungarn, Usbekistan, Venezuela, im Vereinigten Königreich (UK), den Vereinigten Staaten von Amerika (USA) und der Zentralafrikanischen Republik.[14]

Auch in Gesteinsproben vom Ostpazifischen Rücken (Ultramafischer Komplex „Hess-Tiefe“) sowie außerhalb der Erde im Kometenstaub von Wild 2 und in Gesteinsproben vom Mond, die die Apollo 14 und Apollo 16-Missionen mitbrachten, konnte Spinell nachgewiesen werden.[14]


Kristallstruktur[Bearbeiten]

Hauptartikel: Spinellstruktur

Spinell kristallisiert isotyp mit Magnetit im kubischen Kristallsystem in der Raumgruppe Fd3m (Raumgruppen-Nr. 227) mit dem Gitterparameter a = 8,09 Å sowie acht Formeleinheiten pro Elementarzelle.[15]

Verwendung als Schmuckstein[Bearbeiten]

Grüner Spinell im Facettenschliff

Lupenreine Spinelle sind begehrte, aber seltene Schmucksteine. Rote Spinelle weisen dabei eine äußerliche Ähnlichkeit zu Rubinen auf. So stellte sich beispielsweise der lange für einen Rubin gehaltene „Black Prince´s Ruby“ (Rubin des Schwarzen Prinzen) in der Imperial State Crown und der „Timur Ruby“ in einer Halskette aus den Britischen Kronjuwelen sowie einige tropfenförmige Edelsteine in der Wittelsbacher Krone von 1830 als Spinelle heraus.[8]

Große und berühmte Spinelle[Bearbeiten]

Name Gewicht roh/geschliffen
in Karat
Fundjahr Fundland Bemerkung
„Black Prince´s Ruby“ ca. 140 wahrscheinlich Badachschan, Afghanistan poliert und gebohrt, Bestandteil der in der Britischen Kronjuwelen, Imperial State Crown
Katharina–Spinell 146,43 Ende der 1980er am Pjandsch südlich von Chorugh im Pamir-Gebirge, Tadschikistan facettiert, in Privatbesitz[16]
Samaria-Spinell 500 wahrscheinlich Badachschan, Afghanistan poliert und gebohrt, Bestandteil der Persischen Kronjuwelen[16]
„Timur Ruby“ 352,50[16] wahrscheinlich Badachschan, Afghanistan poliert und graviert mit den Namen der Vorbesitzer, Bestandteil der in der Britischen Kronjuwelen, Halskette[16]
Zwei unbenannte Rohsteine (abgerollt bzw. Oktaeder) 520/– Ausgestellt im British Museum[8]
Unbenannt 400/– Ausgestellt im Diamantenfond der Rüstkammer des Moskauer Kremls[8]

Manipulationen und Imitationen[Bearbeiten]

Natürliche Spinelle werden zur Verbesserung der Farbe meist gebrannt. Mögliche Risse im Stein werden mit verschiedenen Methoden gefüllt, um seine Transparenz zu erhöhen.

Synthetische Spinelle für die Schmuckindustrie werden seit den 1920er Jahren[8] nach dem Verneuil-Verfahren hergestellt, wobei Aluminiumoxid (Korund, Al2O3) und Magnesiumoxid (Periklas, MgO) zu Spinell (MgAl2O4) reagieren. Mithilfe weiterer Zusätze lassen sich die jeweils gewünschten Farbvarietäten erzeugen wie unter anderem Co2O3 für blaue und Ni2O3 für hellgrüne Spinelle,[17] um beispielsweise Aquamarin, Granat, Rubin, Saphir, Smaragd, verschiedene Turmaline und selbst Mondstein zu imitieren. Seit den 1950 kann zudem Lapislazuli durch synthetischen Sinter-Spinell nachgeahmt werden.[18]

Unter dem Polarisationsmikroskop zeigen synthetische Spinelle allerdings immer eine typische anormale Spannungs-Doppelbrechung und lassen sich dadurch von natürlichen Spinellen unterscheiden.[18][19]

Weitere Verwendung[Bearbeiten]

Aufgrund seiner hohen Härte und chemischen Beständigkeit sowie seines hohen Schmelzpunktes von 2135 °C[5] werden synthetische Spinelle für feuerfeste und gasdichte Technische Keramiken verwendet.[17]

Siehe auch[Bearbeiten]

Literatur[Bearbeiten]

  •  Helmut Schröcke, Karl-Ludwig Weiner: Mineralogie. Ein Lehrbuch auf systematischer Grundlage. de Gruyter, Berlin; New York 1981, ISBN 3-11-006823-0, S. 354–358.
  •  Walter Schumann: Edelsteine und Schmucksteine. 13. Auflage. BLV Verlags GmbH, 1976/1989, ISBN 3-405-16332-3, S. 116.
  •  Hellmuth Bögel: Knaurs Mineralienbuch. Droemersche Verlagsanstalt, Würzburg 1972, ISBN 3-426-00292-2, S. 111, 112.

Weblinks[Bearbeiten]

 Commons: Spinel – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. a b c  Helmut Schröcke, Karl-Ludwig Weiner: Mineralogie. Ein Lehrbuch auf systematischer Grundlage. de Gruyter, Berlin; New York 1981, ISBN 3-11-006823-0, S. 355.
  2. Webmineral - Spinel (englisch)
  3. Spinel, In: John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, Monte C. Nichols (Hrsg.): Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America, 2001 (PDF 70 kB)
  4. Mindat - Spinell (englisch)
  5. a b c d e f  Hans Jürgen Rösler: Lehrbuch der Mineralogie. 4. durchgesehene und erweiterte Auflage. Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie (VEB), Leipzig 1987, ISBN 3-342-00288-3, S. 380.
  6. IMA/CNMNC List of Mineral Names; Oktober 2013 (PDF 1,5 MB; S.160)
  7. a b c d e f  Hans Lüschen: Die Namen der Steine. Das Mineralreich im Spiegel der Sprache. 2. Auflage. Ott Verlag, Thun 1979, ISBN 3-7225-6265-1, S. 323–324.
  8. a b c d e  Walter Schumann: Edelsteine und Schmucksteine. 13. Auflage. BLV Verlags GmbH, 1976/1989, ISBN 3-405-16332-3, S. 116.
  9. GeoLexikon - Chromspinell
  10. Mindat - Anzahl der Fundorte für Spinell
  11. Rekorde im Mineralbereich. In: Mineralienatlas Lexikon. Stefan Schorn u. a., abgerufen am 7. Februar 2014.
  12.  Petr Korbel, Milan Novák: Mineralien Enzyklopädie. Nebel Verlag GmbH, Eggolsheim 2002, ISBN 3-89555-076-0, S. 76.
  13. A. Ruppenthal: Die Welt der Edelsteine - Spinell (PDF 404,6 kB)
  14. a b Fundortliste für Spinell beim Mineralienatlas und bei Mindat
  15.  Hugo Strunz, Ernest H. Nickel: Strunz Mineralogical Tables. 9. Auflage. E. Schweizerbart'sche Verlagsbuchhandlung (Nägele u. Obermiller), Stuttgart 2001, ISBN 3-510-65188-X, S. 188.
  16. a b c d gemmologie.at - Kurzinfo der Österreichischen Gemmologischen Gesellschaft (PDF 1,5 MB; S. 4–5)
  17. a b  Helmut Schröcke, Karl-Ludwig Weiner: Mineralogie. Ein Lehrbuch auf systematischer Grundlage. de Gruyter, Berlin; New York 1981, ISBN 3-11-006823-0, S. 358.
  18. a b  Bernhard Bruder: Geschönte Steine. Neue Erde Verlag, 2005, ISBN 3-89060-025-5, S. 100.
  19. Edelstein-Lexikon - Spinell