尖晶石（Spinel)




多彩な色合いを見せるスピネル・ルース
Color varieties of facetted spinel		 スピネル結晶　Spinel Crystals

　

世界のスピネル(Spinels from various locality)
上(top)27.8ct　
下(bottom)146.43ct
1985年頃発見
(Discovered in 1985)　
パミール高原(Pamir Mtns.)		 32.5x31.5ｘ15.7mm　150ct
産地不明(Unknown locality)		 指輪の石(Ring)9.5ct
Mogok Burma
他はスリランカ　1.89〜46.48ct
(Other stones from Srilanka)
American Museum of
Natural History
　

成分も成因も良く似ているために、世界のルビーやサファイアの産地がスピネルの産地でもありますが、ビルマとスリランカとが古来から現在に至るまで質量共にスピネルの主要な産地です。写真のように素晴らしく大きく美しいスピネルがパミール山脈で1985年に発見されました。世界各地の博物館等に見られる見事なスピネルのいくつかはパミール産であると考えられます。　しかしそうした逸品の産出は稀で、市場で見かけるのは大半が結晶標本級に過ぎません。1990年代末にマダガスカルのイラカカ地方が多彩な色合いのスピネル産地として台頭してきました。
　Spinel is found as a by-product of ruby and sapphire exploitations. Burma and Srilanka always have been the major spinel producers. In 1985, gem spinel of extreme beauty and size was discovered at Pamir Mtns., which is considered as the locality of "one of the kind" museum piece spinels in the world. Such spinels are collected sporadically and most of spinels we encounter are only specimen classes. From end of 1990's, Ilalakaka alluvial deposit of Madagascar has been known as the major spinel of fantastic shades.
1.21 - 4.3ct
Luc Yen, Vietnam		 top crystal 12.81ct
bottom 4.46, 3.58ct
Luc Yen, Vietnam		 300gの一つの結晶からカットされたルース
facetted stones from one 300g crystal
He An, Vietnam
　ヴェトナムでは1980年代初頭から各地でビルマやスリランカ産に匹敵する高品質のルビーとサファイアの発見が相次ぎました。その採掘に伴って不産物としてスピネルも報告されるようになりました。

　Since early 1980s, high quality ruby and sapphires, equivalent to Burmese and Srilankan one have been discovered in wide areas of Vietnam.
Spinel has been reported as bi products of ruby and sapphire mining.
top: 11.43 - 33.88ct
bottom : 14.04 - 28.04ct
Mesa del Malpais, Nayarit State, Mexico		 0.68 - 2.28ct
Mahenge region, Tanzania		 Facetted spinels : 0.81 - 1.8ct
右端 (far raight) : 斜ヒューム石(clinohumite) 0.49ct
(金平)Jinping Region, Yunnan Province, China
　
　メキシコのヘルシナイト　(Hercynite from Mexico)
　
　19世紀末、ヴィクトリア朝時代のイギリスではジェット(褐炭)やメラナイト(鉄やチタンを含むアンドラダイト・ガーネット)と共にスリランカ産のヘルシナイト(鉄分に富むスピネル)等の黒く不透明な宝石がモーニング・ジュエリー(喪装用装飾品)として流行しました。最近では黒く不透明な宝石が新鮮な感覚で一般的な宝飾品にも使われるようになり、ブラック・ダイモンドやヘルシナイト等を見かけるようになりました。　メキシコでは1980年頃からヘルシナイトの産出が知られていましたが、2000年の1月にナヤリト州の粘土化した凝灰岩とアルカリ玄武岩からなる漂砂鉱床にヘルシナイトが発見されました。ぺリドットと輝石と共に１立米当たり１kgものスピネルが採れます。

　In 19th century, at Victorian Era, U.K., black, opaque gem stones, such as jet, melanite and hercynite were popular as mourning jewellery. Recently black gemstones like black dimanond, again became popular as general purpose jewellery. Mexico was known as hercynite producer since 1920. Recently there was a new find of rich hercynite(Black spinel) in Nayarit State. Hercynite is mined in the area of 3.5km², which is underlain by alkali basalt flows and interlayered mafic tuffs(which are typically altered to clay)

タンザニアのスピネル（Spinels from Tanzania）

　タンザニア各地では1960年代から次々に宝石産地が発見され、現在では数十種類の宝石を産する世界で有数の宝石産出国となっています。スピネルはルビー・サファイアと共に発見され、北部のロンギード、同じくケニア国境を流れるウンバ川流域、、中部のモロゴロ周辺、中南部のマヘンゲ、さらに1990年代半ばに発見された最南部のモザンビーク国境に近いトゥンドゥルーの巨大な漂砂鉱床地区が主要産地です。紫やピンクのパステル・カラーに加えて、ビルマ、モゴク産を思わせるルビーのような深紅のものまで、多彩なスピネルを産します。

　Tanzania emerged in the 1960's as a producer of a great variety of gems such as tanzanite, ruby, sapphire,spinel, garnet, tourmaline; to date more than 50 gen species and varieties are produced. Spinel is exploited at ruby-sapphire mines ; Longido in north, Umba river Area at kenyan boarder, Morogoro are in the center, Mahenge at center-south and at huge alluvial deposits along Tunduru are near Mozambique boarder in the south. Tanzanian spinel has varieties of shades from pastel color pink and violet fo deep red, similar to Mogok, Burma spinel.

中国のスピネル (Spinel from China)

　中国産の宝石としては従来、軟玉とトルコ石、ぺリドットとサファイアとダイアモンドが知られていました。しかしこの数年余り、開放経済の拡大に伴って辺境の山岳地帯での開発や探鉱が活発に進められているようです。パミール山脈に隣接する山岳地帯からのスカポライト、ヴェトナム国境に近いエメラルド鉱山、チベットのサンストーン、四川省の山奥のアクアマリン、等々毎年のように新しい宝石産地の情報と実際の標本とが入ってくるようになりました。最近入ってきたのは雲南省のヴェトナム国境に隣接する金平地方で発見されたスピネルです。パミール山脈と同様に宝石質の斜ヒューム石と共に産するとは大変興味深い産地です。

　China has been known for gemstones ; nephrite jade, turquoise, peridot, sapphire and dimond. These several years, thanks to the liberalized economics politics, remote mountainous areas have been developed and new gem localities are reported ; scapolite from Pamir Mtns., Emerald from Vietnam boarder, Sunstone from Tibet, aquamarine from Sichuan etc. Quite recently new find of spinel at Jinping region, Yunnan Province, near Vietnamese boarder. It is interesting that gem quality clinohumaite is accampanied, as well as PPamir Mtns.

　スピネルという鉱物 （What is spinel ?）

　スピネルは酸化アルミニウムと酸化マグネシウムの化合物で等軸晶系の正八面体の美しい結晶形で産出します。
マグネシウムが鉄と置換したヘルシナイト(Hercynite)、亜鉛と置換したガーナイト（Gahnite),鉄と置換したマグネタイト(Magnetite：磁鉄鉱)、或いはクロムと置換してクロマイト（Chromite:クロム鉄鉱）等の類質同像の等軸晶系，正八面体の結晶形を示すスピネル族の鉱物があります。
　これらスピネル族の中で宝石質の透明な結晶となるのはマグネシウム・スピネルです。　時に不純物として亜鉛を含み濃紺色を示すスピネルがガーノスピネルと呼ばれますが、ガーナイトではなく,やはりマグネシウム･スピネルです。
　スピネルは火成岩や接触変成岩に産しますが、宝石質のものは殆どが結晶石灰岩中にコランダム（ルビー、サファイア）と共に産します。
スピネルとコランダム(ルビーとサファイア)とは下記のように特性が極めて近い上に，色もそっくり、産地によっては結晶形までそっくりです。

　Spinel is a compound of magnesia(MgO) and alumina(Al2O3) and is thus a magnesium aluminate(MgAl2O4), found as accessories in igneous rocks, in metamorphosed aluminous schists, in contact metamorphosed limestones and sometimes in high temperature iore veins. There are common spinel group minerals with chemical substitution between the end members ; MgAl2O4(Spinel), FeAl2O4(Hersinite), ZnAl2O4(Gahnite), MnAl2O4(Galaxite) and FeCr2O4(Chromite). Among spinel group minerals, only magnesium spinel is found as transparent gem crystals with various colors, mostly in crystalized calcite-marble metamorphosed rocks and its alluvial deposits of Burma, Srilanka, Afghanistan, Vietnam and in Tazania. Spinel and Corundum(Ruby and Sapphire) are very close in chemical compostion and occurence and often discovered in the same deposits.

　 化学組成
(Composition)		 結晶系
(Crystal System)		 モース硬度
(Hardness)		 比重
(Density)		 屈折率
(Refractive Index)
スピネル
(Spinel)		 MgAl2O4 等軸晶系(Cubic) 8 3.58〜3.98 1.712〜717
コランダム
(Corundum)		 Al2O3 三方晶系(Triclinic) 　9　 3.99〜4.05 1.757−776
　
このため、古来から18世紀末に至るまで、この二つの鉱物は同一の鉱物として扱われ、英国王室王冠を飾る"黒太子のルビー”と呼ばれる巨大なスピネルやチムール　ルビーと呼ばれる巨大なスピネルが長い間ルビーとされて来た等、様々な逸話があります。
　詳細は"宝石読本　−　嫋やかな野の花たち‐スピネル”を参照ください。
　

スピネルの産地 (Spinel localities)

　 スピネルの産地は成因が同じコランダムとほぼ重なりますが、宝石質の結晶の産地はより限られ,産出量は遥かに少なく大変稀少な宝石です。
　例えばビルマではコランダムの5分の1、パキスタンのフンザ渓谷では10分の1に過ぎません。
　産出量の少なさに加えて、知名度が低い事もあって、一般の宝石店ではスピネルを見かける事はまずありません。

　Therefore, corundum and spinel have been confused as the same mineral since long time till 18th century.　As in case of "Black Prince's Ruby of British Crown and Timur Ruby. Although discovered together with corundum's locality, spinel is a gem far less abundant and rare. For example, in Burma and Hunza Valley of Pakistan, production ratio of Spinel against corundum is 1/5 and 1/10, each.
Because of the rarity, hence bare public notices, we seldom have an occation to encounter spinel at jewelry shops.
スピネルの着色 (About spinel color)
　スピネルの着色は基本的にルビーやサファイアと同じ仕組みで起ります。化学組成等その他の特性も似ているため,肉眼では識別が殆ど不可能です。何世紀もの間両者が混同されていたのもそのためです。ただし、サファイアのような黄色はスピネルにはありません。サファイアで黄色の発色の原因となる鉄イオンはスピネルでは青や青緑の発色原因となるためと考えられます。
不純物の極めて少なければ両者ともに無色透明ですが,サファイアと比べれば無色のスピネルは大変稀です。

　Spinel is colored with similar mechanism as corundum. But yellow spinel does not exist. Iron impurity, which contribute to yellow color in corundum, is a cause of blue and blue-green in spinel.
Since chemical composition and other characteristics are similar, it is quite diffictl to identify spinel from ruby and sapphires with unaided eye, which is the main reason that both gemstones have been confused long time. Both spinel and corundum with pure composition are colorless, while colorless spinel is much rare than corundum.
7.3x6.2mm 1.51ct
Pailin, Cambodia		 Ø 6mm 0.78ct
Mogok, Burma
　青いスピネル（Blue spinel）

かつてコバルト着色の青いスピネルは合成のみと言われてきました。が,最近では天然にも発見されるようになりました。青の発色はニ価のコバルトとニ価の鉄とが構成する配位八面体による光の選択吸収によって起ります。この場合青から紫を帯びた青になります。

　Cobalt colored blue spinel once existed only as synthetic type, but recently natural type is discovered. The blue and purplish blue color derives from octahedral cordination formed with di-valence cobalt and ferric ion.
11x9.2mm　4.80ct
燐灰石結晶を包有
(Apatite inclusion)
Mogok, Burma		 9.1x9.1mm　3.64ct
Srilanka		 8.2ø　2.62ct
Mogok, Burma		 9.2x7.2mm　1.77ct
Mogok, Burma		 Ø 6.8mm 0.97ct
産地不明 unknown locality
紫のスピネル（Violet Spinel）　

同様に灰色がかった紫〜紫のスピネルは鉄イオンの配位八面体による光の選択吸収によります。下の写真、スリランカ産の1.92カラットの青紫のスピネルは白熱光では赤紫に見えます。実はこれが色変わり型であることは今回、新たに写真をしていてはじめて気がつきました。色変わりの仕組みは後述します。

　Purple and graysh-purple color derived from octahedral cordination of ferric ion.
1.30 - 1.67ct
Ilakaka, Madagascar		 Color change type 1.92ct 8.2x7.2mm
左　：　自然光　　右　：　白熱光
left　：　natural light　　right　：incandescent light
Srilanka		 左(L) 1.09ct 右(R) 11.5x8mm 1.43ct
Pamir Mtns.
三価のクロムイオンが加わるとスピネルは赤味を帯びてきます。

Additional tri-valent choromium ion impurity cause reddish shade to spinel.
8.2x7.2mm　1.92ct
Burma		 11.5x10.1mm　6.32ct
Srilanka		 9.5x6.9mm　2.82ct
Srilanka		 1.36ct 7.2x5.6mm
Srilanka
クロムの量が増えるにつれて次第に菫色からオレンジ色のラズベリー色へと変わります。

Increasing chromium impurity brings spinel color from purple to raspberry color.
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
スピネル発色のダイアグラム　　　
Diagram of Spinel Color　　　
0.56ct(7.9x4.1mm) 〜 3.12ct(10.5x8mm)
Srilanka		 10.5x8mm 3.12ct
Srilanka
さらにクロム成分比が高くなると濃赤紫から深紅へと連続的に変化します。

Spinel with higher chromium impurity has deep purple to reddish shade.
2.82ct 8.6x7.9mm
Srilanka		 0.96ct 7.2x5.2mm
Mogok, Burma		 0.73ct 6.8x4.9mm
Mogok, Burma		 0.62ct 6x4.9mm
Mogok, Burma
2.43ct 10.2x6.1mm
Mogok, Burma		 1.84ct 7.9x6.6mm
Mogok, Burma		 1.26ct 7.8x6.2mm
Mogok, Burma		 3.18ct 9.6x8.2mm
Mogok, Burma
0.73 - 2.94ct
Burma & Srilanka		 0.89ct 7x4mm
Mogok, Burma		 0.73ｃt 7x5mm
Srilanka
.
　多彩なスピネルの色の中でも、とりわけ赤と橙色や菫色とが混ざったラズベリー色は他の宝石には見られないスピネルに独特の色合いです。
　冒頭の写真の1985年頃にパミール高原で発見されたスピネルはその大きさと透明度と見事なラズベリーとでスピネルの魅力を代表するものです。滅多に採れるものではありませんが、世界的な博物館や王室のコレクションにある巨大なスピネルにはこのようなパミール高原産が少なからず含まれているとのことです。
　これほどの逸品はともかく、普通の大きさのスピネルならビルマやスリランカ、ヴェトナム、タンザニアからも、このような魅力的な色合いのスピネルが採れます。

緑色のスピネル（Green spinel）
0.78、1.21ct
Ilakaka, Madagascar		 7.1x5.1mm　0.80ct
Umba Valley, Tanzania
　緑色はスピネルとしては珍しい色です。左の写真のやや灰色を帯びた青緑色は二価と三価の鉄イオンによる格子間電荷移動による着色です。
右の写真の若草色はこれまで報告されたことのない緑です。緑のサファイアと同じ、三価の鉄イオンによる八面体配位と他のイオンの電荷移動との組み合わせによる稀な発色例ではないかと考えられます。

　Green is quite rare color for spinel. Grayish blue-green spinel on the left photo is colored by inter-valence charge transfer withdi-valent and tri-valent ferric ion. Pale yellowish green spinel from Umba Valley, Tanzania on the right photo is unique and was never reported before. The mechanism seemsto be similar to green saphire ; combination of octahedral cordination of tri-valent ferric ion and charge transfer of some other ion.
　
スピネル結晶について
　スピネルの結晶はその名がラテン語の”スピナ＝棘”に因んで命名されたように,薔薇の棘のような八面体の結晶で産出します。
　モース硬度が８と硬く強靭なため、母岩が風化して結晶のみが漂砂鉱床に流されても水磨礫にならずに美しい結晶形が保たれます。
　とりわけビルマのモゴクの漂砂鉱床からは完璧な八面体結晶が発見されます。
　美しい結晶はそのまま,或いは結晶の表面のみを磨いたものはエンジェル･カットと呼ばれて宝飾品に使われることがあります。

　The name spinel derives from Latin "spina = thorn", refering to the triangular shape of the crystal faces. Thanks to high Mohs hardnes of 8, and toughness, separate crystals maintain its octahedral shape in alluvial deposits. mogok, Burma is renowned for the production of perfect octahedron crystals, which are often cleaned the crystal faces, called [Angel cut] and are used for jewelry as it is.
石灰岩中のスピネル結晶(Spinel crystals in calcite)
　9mm/22mm パミール高原(Pamir Mtns.)		 大理石上のスピネル結晶 Spinel crystals on marble 　１cm
　　フンザ渓谷　パキスタン Hunza Valley, Pakistan

　

スピネル結晶
Spinel crystal
on calcite 11mm
Mogok, Burma		 稀な12面体のスピネル結晶　6mm
rare dodecahedral spinel crystal
Tunduru, Tanzania		 石灰岩上の青いスピネル結晶
　左(left)　7 - 9mm 右(right)　12mm
Blue Spinel crystals on Calcite
Pakistan		 スピネル結晶マトリクス
Spinel Crystal matrix
31x28x25mm
Embilipitiya, Srilanka
天然のままの結晶(natural crystal)
　6〜21mm　　Mogok, Burma		 エンジェルカット結晶(Angel cut crystal)
　6-11mm　Mogok, Burma		 　ピンク(Pink)11mm 赤(Red)6mm
　Mogok, Burma



合成スピネル(Synthetic Spinel)

火炎溶融法の合成スピネル
（Flame fusion synthetic spinel crystal)		 試験的に合成されたフラックス法の合成スピネル　
(Flux type synthetic spinel crystal)
　ロシア科学アカデミー
Science academy, Novosibirsk, Russia		 ガーナイト（Garnite)
　0.47〜23.25ct
1970年代　ベル研究所
(Bell Laboratory ca. 1970's)
 フラックス法合成スピネル結晶
（Flux synthetic spinel crystal)
23x15x10mm
恐らくベル研究所製
（Bell Laboratory ?）
上　失敗した火炎溶融法スピネル結晶　
top : failed flame fusion spinel crystal
下　フラックス法合成スピネル結晶
bottom : Flux synthetiv spinel crystal		 左上　火炎溶融法合成スピネル
10x7.5mm　4.24ct
top left : flame fusion spinel
右上　フラックス法　2.13ct 9x6.7mm
top right : Flux type spinel
下(bottom)　フラックス法スピネル
(Flux type spinel)　
0.5 1.08ct
 フラックス法合成スピネル結晶
Flux type synthetic spinel crystal
9.63ct 14x10x9mm 　10.05ct 115x13x11mm
Science Academy, novosibirsk, Russia　


　
　合成スピネルは1880年代半ばにフラックス法でコランダム合成の実験の過程で作られたと言う記録があります。
　しかし量産技術は、同じくフランスのヴェルヌイユが青いサファイアを合成する為に５年間余りの試行錯誤を繰り返す過程で、1910年頃、偶々酸化アルミナにマグネシウムと着色剤のコバルトとを混ぜたために青い色のスピネルが出来てしまったのが発端です。　　と言うと,如何にも簡単に合成されてしまったとの印象を受けます。　しかし実際には火炎溶融法のスピネル合成は酸化アルミニウムと酸化マグネシウムとの比率を天然と同じくすると結晶に罅が入りやすく、焼き鈍しの際に酸化アルミニウムが分離して結晶が濁ってしまったりと、困難を伴います。上の写真は失敗した火炎溶融法による結晶の例です。
　ヴェルヌイユ法による合成は,後に材料の比率や精製法、温度調整法等の改善によるファルケン・バーガー法が導入されて,ようやく直径55mmの結晶が得られるようになりました。
　第二次世界大戦後、1950年半ば以降、日本人の生活がどうにか貧困を脱しはじめた頃、当時の宝石店や時計店に並び始めたのが火炎溶融法の合成ルビーやサファイアと共に合成スピネルでした。
　しかしスピネルは昔から宝石としては全く知名度が低く、無色のスピネルはジルコン,空色はアクアマリン、淡緑色はエメラダと称してエメラルドの、さらに酸化クロムと酸化ヴァナジウムを添加した紫色はアレクサンドライトと、いずれも当時はまず見ることも出来なかった天然の宝石の代用品として売られていたのでした。　何処までも影武者の身のスピネルです。
　天然のスピネルでさえも知名度が低いのですから、まして合成スピネルが売れる筈もありません。　今日,合成スピネルは主に光学材料、誘電体、IC基盤用等の工業用が主な目的で利用されています。
　フラックス法による実験的なスピネル合成が1970年代にアメリカのベル研究所で行われました。　マグネシウムではなく亜鉛スピネルです。亜鉛スピネルの合成は高温の火炎溶融法では不可能なので、フラックス法にての試験的な合成が試みられた様です。
　1980年代央頃にはロシアの科学アカデミーでもフラックス法で赤と青のスピネルが合成され、1990年代初頭からタイとの合弁会社Thairus社から年間5000カラット程度の結晶と0.5〜5カラット程度の大きさのファセットされたルースが市場に出るようになりました。

There is a report that spinel was synthesized in the middle of 1880s. The mass production technology was established around 1910 through the experimentaions of French chemist Verneuil trying to synthesis of blue sapphire, using flame fusion method for five years of try and erros. He happened to mix alumina with magnesia and cobalt, as coloring agent, to succeed in synthetic blue spinel, instead of blue sapphire. As shown in the photo of failed crystal, spinel synthesis by flame fusion method requires careful attentions on the refinement of materials and their ration and temperature control etc. etc., which was finally realized by sophisticated Falken-Berguer method.
After 2nd world war, synthetic spinel appeared in the jewelery market, with varieties of colors, in the manner to substitute natural gemstones ; colorsless for zircon, pale blue for aquamarine, pale green for emerald, purple for alexandrite, etec. etc., resulting in cheating consumers.
Today spinel is synthesized for industrial purpose, in electronics and optical field.
In 1970s, experimental flux syntheis was tried by Bell Laboratory of U.S.A. It was not magnesia spinel abu zinc spinel, which synthesis at high temperature flame fusion was impossible. In 1980s, Science Academy of Russia have succeeded in establishing mass production of red and blue spinel by flux method. And Thairuss(Joint Venture between Thailand and Russia) started to ommercialize facetted stone from 0.5 to 5 carat loose and 5000 carats of crystals per year.



ロシア製フラックス法合成スピネル ( Russian synthetic spinel)

左　天然の結晶　ビルマ
left: natural crystals Burma
右　フラックス法結晶　15mm
right: flux crystal
 　　左　: フラックス法結晶　15mm
left : flux method crystal
　　右　天然結晶　ビルマ
right : natural crystal Burma

　　　　　
　ロシアのフラックス法合成スピネルは結晶形が天然のそれとほぼ同一です。　また化学組成、比重,屈折率等も天然のそれと重なリます。　しかし,フラックス法の合成宝石に特有の気泡や指紋状のインクルージョン、フラックス(溶剤）として使われるモリブデン、鉛等の破片,また坩堝の材質のプラチナやイリジウム片等のインクルージョンが見られるために、鉱物用の実体双眼顕微鏡での識別が可能です。
　もっとも天然スピネルでさえ滅多にお目にかかりませんから、さらに供給量の少ないフラックス法の合成スピネルに一般の消費者が遭遇する事はまず無いでしょう。　真贋云々の心配は無用です。


Russian flux method synthetic spinel has similar crystal form as natural one. And chemical composition, specific gravity and refractive index are eaual to natura spinels. However, common characteristic in flux method synthesized crystals, such as ; veil and finger print like inclusions, inclusions of flux materials ; molibden and zinc fractures together with inclusions of crucibles ; platinum and iridium are seen in crystals, which enable to identify synthesis from natural.

If you are lucky enough to encounter the rarest synthetic spinel in the market, please be careful !!!


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