Le groupe des spinelles est composé d'oxydes doubles répondant à la formule générale MO(M′2O3 ou MM′2O4. Le métal bivalent M peut être Mg, Fe, Zn, Mn, Co, Ni, et le métal trivalent M′ Al, Fe, Cr, V, Ga, In. Par ailleurs, des métaux quadrivalents peuvent entrer dans la composition des spinelles naturels tels que Ti et Ge. Une grande variété de composition existe dans la nature ; les remplacements isomorphiques sont nombreux, mais les ions bivalents à grand rayon ionique tels que Ca, Ba, Sr, Pb et les ions monovalents Na et K n'entrent pas en tant que constituants majeurs dans la composition de ces minéraux. On divise le groupe des spinelles naturels en trois séries d'après la nature de l'élément trivalent : spinelles alumineux, spinelles ferrifères, spinelles chromifères (cf. tabl.). La plupart sont cubiques, de groupe spatial Fd3m, avec 8 moles par maille ; les cristaux ont surtout un faciès octaédrique. Du point de vue structural, les ions oxygène forment très approximativement un assemblage du type cubique compact à faces centrées, les cations occupant des sites octaédriques et tétraédriques de ces assemblages. Cette particularité de la structure explique des propriétés telles que l'isotropie optique, l'absence de clivage, les propriétés magnétiques et électriques, par exemple. La maghémite γFe2O3 et l'ulvöspinelle (Fe22+Ti4+O4) ont une structure type spinelle, de même que la hausmannite MnMn2O4, de symétrie quadratique. Certains des composés définis dans le tableau sont rares dans la nature ; en revanche, il existe de nombreuses solutions solides entre ces composés. Un grand nombre de représentants ont été préparés synthétiquement, ainsi que les solutions solides, et les domaines de stabilité en fonction de la température et de la fugacité de l'oxygène (f O2) ont été précisés.
Les spinelles se rencontrent fréquemment comme minéral accessoire dans les roches plutoniques, métamorphiques et volcaniques, et également comme minéral détritique, dans de nombreux sédiments. La magnétite, en particulier, est très fréquente dans les roches ignées, les spinelles alumineux dans les roches mét […]
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