Goldberg, R., Häger, T., Hofmeister, W. & Quang, V.X.*
Edelsteinforschung, Institut für Geowissenschaften, Johannes Gutenberg-Universität, 55099 Mainz
* Institute of Material Science Hanoi, Vietnam
In der idealen Spinellstruktur (Raumgruppe Fd3m) werden 1/8 der tetraedrischen und 1/2 der oktaedrischen Lücken mit Kationen besetzt. Für den Normalspinell mit einer Besetzung durch Mg auf den A-Plätzen und Al auf den B-Plätzen lautet die allgemeine Formel der Kationenverteilung : A[4] B[6]2 O4. Tritt in Abhängigkeit von der Temperatur, dem Druck oder der chemischen Zusammensetzung eine Änderung der Ordnung auf, wird diese Formel modifiziert zu: (A1-x Bx)[4] (B2-x Ax)[6]O4 mit x als Inversionsparameter.
Es wurden natürliche Spinelle unterschiedlicher Rotfärbung aus der Umgebung von Luc Yen, Provinz Yen Bai, sowie rote Spinell-Synthesen russischer Herkunft untersucht. Die natürlichen Spinelle entstanden metamorph in den Marmoren der Red River Shear Zone (Day Nui Con Voi, N-Vietnam). Die Synthesen wurden nach dem herkömmlichen Schmelzflussverfahren unter Verwendung von PbO-PbF2-B2O3 als Flussmittel und bei einer Maximaltemperatur von ca. 1200-1250°C hergestellt.
Neben der chemischen Charakterisierung im Hinblick auf die Spurenelement-Konzentration wurden IR-, UVVIS-, Raman- und Fluoreszenzspektroskopie herangezogen, um Aussagen über Änderungen in der Nahordnung treffen zu können. So treten Frequenzverschiebungen einzelner IR-Banden auf, die zum einen von der Cr-Konzentration, zum anderen vom Inversionsgrad in der Struktur abhängig sind [1]. Weitere Erkenntnisse ergeben sich aus der Analyse der struktur- und konzentrationsabhängigen N-Linien der Lumi- neszenzspektren [2].
Literatur
[1] White, W.B., DeAngelis, B.A. (1967): Interpretation of the vibrational spectra of spinel. Spectrochimica Acta , 23A: 985-995.
[2] Grimes, N.W., Collett, A.J.(1971): Correlation of Infra-Red Spectra with Structural Distortions in the Spinel Series Mg(CrxAl2-x)O4. Physica status solidi / B 43: 591-599.