スピネル

化学式： MgOAl2O3　または MgAl2O4
比重： 3.55 - 3.63　
ほとんどの天然スピネルの屈折率：1.718付近
（クロムに富むレッド・スピネルは、1.74まで上昇することがある）
モース硬度：8
劈開は不完全、断口は貝殻状
ガラス光沢


宝石質スピネルの色と種類

　スピネルはルビーと並んで最も美しい赤色の宝石です。その色は淡いピンクから燃えるような赤、炎のオレンジ、ガーネットのような深い赤に及びます。
　あらゆる赤色の宝石のなかで、レッド・スピネルはレッド・ダイヤモンドとルビーに次いで高価です。特に１カラットを超える石の場合、カラットあたり数千ドルで取引されることも稀ではありません。

　英国王の王冠（インペリアル・ステイト・クラウン）の中央、《カリナン２世のダイヤモンド》の上には、170カラットのスピネル原石が輝いています。このスピネルは《ブラック・プリンス・ルビー》と呼ばれています。
　また英国王室はもう一点、《ティムール・ルビー》と呼ばれるスピネルのネックレスを所有しています。このスピネルには歴代の所有者６人の名前が刻まれています。

　レッド・スピネルに次いで魅力的なのは青色系統のスピネルです。目の覚めるようなコバルト・ブルーから落ち着いたブルー・グリーンまでさまざまな色があり、紫のスピネルも見られます。珍しい色としては緑のスピネルも存在します。

　ホワイト・スピネルと呼ばれる石もありますが、天然石の場合はわずかではあっても何らかの色が付いています。
　

　スリランカには４条または６条のスター・スピネルが産出します。以前は高値で売れることが現地の研磨業者に知られず、スター・スピネルの原石は現地で廃棄されていたために市場に出ることがありませんでしたが、近年ではその市場価値が現地の業者に知られるようになり、豊富に供給されるようになりました。

　キャッツ・アイ・スピネルも存在しますが、宝石学者でもめったに見たことがないほど数が少なく、世界で最も稀少な宝石のひとつと言えます。


化学組成

　スピネルの化学式はMgOAl2O3ですが、マグネシウムMg2+を２価の鉄Fe2+やマンガンMn2+や亜鉛Zn2+と、またアルミニウムAl3+を３価の鉄Fe3+やクロムCr3+と置換すると、互いに類質同像である一連の鉱物が得られます。スピネルはこれらスピネル・グループの一員にすぎません。
　スピネル・グループに属する鉱物には、スピネルの他に、ガーノスピネル、ガーナイト、ハーシナイト、セイロナイト、ピコタイト、ガラクサイトがあります。


晶癖

　スピネルの結晶は正八面体をしていますが、正八面体のすべての稜線部分が１２面体によって平たく削られた形をしている場合もあります。
　さらにふたつの正八面体が互いに貫入・合体している場合も多くあります。スピネルによく見られる現象ですので、各種の宝石におけるこのような晶癖を「スピネル・ツイン」と呼んでいます。


産地

　スピネルはほとんどの場合コランダムと同じ場所に産出します。重要な産地はミャンマーとスリランカです。

　モゴーク（ミャンマー）では磨滅したジェム・グラヴェルのルビーと並んでスピネルの完璧な結晶が見つかります。
　硬度９のルビーが磨滅している一方で、硬度８のスピネルが磨滅していないという現象は一見したところとても不思議ですが、スピネルが見つかる範囲がルビーよりも限られていることから、スピネルはもともとその場所に産出したのであり、それに対してルビーは遠くの産地から水流により運ばれてきたのだと考えられています。

　スリランカのスピネルは水流で磨滅した小石の状態で見つかり、さまざまな色が産出します。

　タイには黒色の石を除き、宝石質のスピネルは産出しません。


スペクトルと蛍光

　赤及びピンクのスピネルは、クロムにより発色する鉱物に特有のスペクトルを示し、540ナノメートルを中心に黄色から緑色にかけて幅広い吸収帯が観察できます。このスペクトルはルビーと類似していますが、スピネルにおいては赤色部分に数本の吸収線が見え、さらに吸収線の代わりに数本の明るい輝線が観察される場合もあります。

　青いスピネルの発色は２価の鉄（第一鉄）またはコバルトによるもので、458ナノメートルにおいてとりわけ強い吸収帯が観察できます。

　スピネルにおける蛍光性の有無および蛍光の色は、石の色によって大きく異なります。
　赤およびピンクの天然スピネルは長波長の紫外線によって強く、短波長の紫外線によって弱く、赤い蛍光を発し、エックス線によってもある程度の蛍光を発します。
　明るい青のスピネルは長波長の紫外線およびエックス線によって緑色の蛍光を発します。濃い青のスピネルはどの波長の電磁波のもとでも蛍光性がありません。


インクルージョン

　スピネルの結晶は正八面体であらゆる方向に向けて均等に成長するために、応力による割れ目が生じにくく、さらにペグマタイトのような水分に富む環境で生成するのではないため、液体インクルージョンは稀です。

　スピネルに最もよく見られるインクルージョンには、次のようなものがあります。

・正八面体の結晶
　これらは微小なスピネル結晶である場合と、正八面体の空間にカルサイトやドロマイトが充填されている場合があります。また単独で現れる場合と、無数の微小な結晶が指紋状あるいは網状に並んで現れる場合があります。

・薄膜
　比較的大きな正八面体結晶の周辺に、鉄で茶色に着色した薄膜状インクルージョンが見えることもあります。この薄膜は、インクルージョンとして含まれる正八面体結晶とその周囲のスピネルが互いに異なる熱膨張率を示すために生じた割れ目です。



Spinel

MgOAl2O3 / MgAl2O4
specific gravity: 3.55 to 3.63
refractive index: fairly constant at 1.718
hardness: 8 on Mohs scale
imperfect cleavage, conchoidal fracture
vitreous luster


Colors and varieties

Spinel, aside from ruby, is the most beautiful red gemstone with its varieties from light pink to fiery orange to deep garnet red. Of all the red gemstones spinel is the most expensive next to red diamond and ruby, its price sometimes thousands of dollars per carat in stones weighing more than one carat.

The Imperial State Crown of the United Kingdom has a centerpiece of a 170-ct red spinel named the Black Prince's ruby above the Cullinan II diamond. The British royal family is in possession of another red spinel, the Timur Ruby, which has the names of its six former owners engraved on it.

Other attractive spinels include the blue ones, their colors going from stunning cobalt blue to more subdued bluish green to purple. Green stones are rare.

Natural white spinels are not perfectly colorless and are always slightly tinted due to trace elements.

Six-rayed or four-rayed star spinels are found in Sri Lanka. Those cloudy roughs used to be discarded by indigenous cutters before they realized their value. Star spinels used to be quite rare due to this but now they are common. Chatoyant spinels exist, but they are true rarities that few gemmologists may have ever seen.


Chemical composition

Spinel is a magnesium aluminate MgOAl2O3, and is one of the variety of minerals that are isomorphous to one another. By replacing magnesium Mg2+ with ferrous iron Fe2+ or manganese Mn2+, or aluminium Al3+ with ferric iron Fe3+or chromium Cr3+, other minerals of the spinel group are obtained. These consist of Gahnozpinel, Gahnite, Hercynite, Ceylonite, Picotite, and Galaxite.


Crystallography

Spinel crystals are invariably octahedral. Edges of some crystals are truncated by the faces of the dodecahedron. Many crystals form a type of contact twinning called "spinel twin".


Occurences

Spinels are generally found with corundums. Their important sources are Myanmar and Sri Lanka.

At alluvials in Mogok, Myanmar, unworn spinel crystals are often found along with water-worn rubies. This seems strange since spinel is softer than ruby, but the fact that spinel crystals are localized in certain parts of the deposit seems to show that they have not been carried as far from their original locations as rubies are from theirs.

In Sri Lanka spinels in full color range are found as water-worn pebbles.

No spinel of gem quality except black is found in Thailand.


Spectrography and luminescence

Red and pink spinels show spectrums typical of minerals that contain chromium, showing a broad absorption band in the yellow to green which is centered at 540 nm. Spectrums of such spinels show a group of fine lines, which are sometimes difficult to see, or bright fluorescent lines in the red.

Blue spinel owes its color to ferrous iron or sometimes cobalt. Its spectrum shows a strong absorption band at 458 nm.

Spinels of different colors show considerably different luminescence. Red and pink spinels luminesce more strongly under long wave UV than under short wave UV. They also shows moderate luminescence under X-rays.
Light blue spinels show green luminescence under long wave UV and X-rays. Dark blue stones are inert under any radiation.


Inclusions

Because spinel crystals are octahedral and grow equally in all directions, they are not very apt to develop stress cracks commonly found in non-isometric crystals. They also don't grow in environments with excessive water, like pegmatites. These facts make fluid inclusions in spinels rare.

Examples of more common inclusions are shown below.

octahedral crystals:
These can be spinels crystals or cavities filled with calcite or dolomite. They may appear alone or in a network of tiny octahedra which looks like a fingerprint.

thin films:
These commonly appear associated with larger octahedral included crystals and are often stained brown by iron. This occurs when different thermal expansion of the included crystal and the host spinel result in a stress crack.