اسفالریت (Sphalerite)

مقدمه

اسفالریت یک کانی سولفیدی بسیار مهم است با فرمول شیمیایی تقریباً (Zn,Fe)S. این کانی عمدتاً به‌عنوان اصلی‌ترین معدن روی (Zn) شناخته ‌می‌شود و در عین حال گاهی به‌صورت نمونه‌های شفاف با ارزش گوهرشناسی نیز یافت می‌شود.
ترکیب شیمیایی آن ممکن است شامل عناصر جانشین مانند آهن (Fe)، منگنز (Mn)، کادمیوم (Cd) و گاهی عناصری نادر مانند گالیوم یا ژرمانیوم باشد. 

ساختار بلوری و خواص فیزیکی

• اسفالریت بلورهایی با سیستم مکعبی (isometric / cubic) دارد و ساختار بلور آن مشابه ساختار بلور الماس (zinc-blende) است. 
• «شکست مضاعف» (twinning) در برخی بلورها دیده می‌شود، و بلورها ممکن است به صورت تتراهِدرال، دودهِدرال یا بلورهای پیچیده با وجه‌های منحنی ظاهر شوند. 
• اسفالریت دارای شکست «perfect cleavage» در شش جهت (دودهِدرال) است، بنابراین نمونه‌های طبیعی آن راحت‌تر شکسته می‌شوند. 
• سختی آن بین ۳.۵ تا ۴ روی مقیاس موهس است. 
• چگالی (وزن مخصوص) معمولاً بین ۳.۹ تا ۴.۱ گرم بر سانتیمتر مکعب است — مقداری نسبتاً بالا، که با افزایش آهن در ساختار افزایش می‌یابد. 

رنگ، شفافیت و خواص نوری

• رنگ اسفالریت بسیار متغیر است: زرد، قهوه‌ای، قرمز-قهوه‌ای، سبز، سیاه یا حتی بی‌رنگ (در نمونه‌های تقریباً خالص).  
• نمونه‌های کم‌آهن (اغلب به نام «کلیوفان / cleiophane») معمولاً بی‌رنگ، زرد روشن یا شفاف تا نیمه‌شفاف هستند. در حالی که نمونه‌های آهن‌دار (گاهی با نام «مارماتیت / marmatite») تیره، متمایل به سیاه یا قهوه‌ای تیره و اغلب کدر هستند. 
• جلای آن می‌تواند از رزینی تا آدمانتینه (الماسی ـ در درخشان‌ترین نمونه‌ها) متغیر باشد. 
• شاخص شکست نور (refractive index) برای اسفالریت خالص (ZnS) حدود n ≈ 2.37 است. 
• یکی از برجسته‌ترین ویژگی‌های اپتیکی آن پراکندگی نور (dispersion) بسیار بالا است — در منابع گاهی به «بیش از سه برابر الماس» اشاره می‌شود. این پراکندگی نور باعث «آتش» (fire / بازی رنگ‌ها) بسیار چشمگیر در تراش‌های خوب می‌شود، به شرطی که نمونه شفاف و با کیفیت باشد. 
• اسفالریت معمولاً ایزوتروپ (isotropic) است؛ یعنی تحت نور پلاریزه واسطه اختلاف انکسار قابل تشخیص ندارد. با این حال در بعضی نمونه‌ها (مثلاً اگر پلی‌مورف یا همراه با گونه‌های دیگر باشد) ممکن است «بیرِفرینژنس» ضعیفی نشان دهد. 

جنبه‌های گوهرشناسی و استفاده در جواهرات

• با وجود اینکه اسفالریت معدن اصلی روی است، در صورت یافتن بلورهای شفاف، با کیفیت و رنگ زیبا — به ویژه زرد روشن، سبز یا قرمز-قهوه‌ای — می‌توان آن را تراش جواهر (gem-cut) داد. این نمونه‌ها بیشتر مورد توجه مجموعه‌داران (collectors) قرار می‌گیرند تا کاربرد روزمره در زیورآلات. 
• بزرگ‌ترین مانع برای استفاده جواهرسازی، سختی پایین و شکست کامل (cleavage) آن است: به همین دلیل اسفالریت برای انگشتر یا زیورهایی که در معرض ضربه/سایش‌اند، مناسب نیست. معمولاً در گوشواره‌ها، گردنبندها یا قطعات نمایشگاهی استفاده می‌شود. 
• تنوع رنگ، شفافیت و پراکندگی بالا باعث می‌شود در شرایط نور مناسب، جلوه‌ای بسیار زیبا و خیره‌کننده داشته باشد؛ به ویژه در تراش‌های ماهرانه و دقیق. 

اهمیت اقتصادی و کانی-‌شناسی

• اسفالریت مهم‌ترین منبع روی (Zn) در جهان است و تقریباً ~۹۵٪ تولید Zn از معادن حاوی اسفالریت تأمین می‌شود. 
• علاوه بر Zn، گاهی عناصر جانبی مانند کادمیوم (Cd)، گالیوم (Ga)، ژرمانیوم (Ge) و برخی دیگر به‌عنوان «فرآورده جانبی» در اسفالریت یافت می‌شوند — که اهمیت اقتصادی و کاربرد صنعتی دارد. 
• مطالعات جدید نیز نشان داده‌اند که ترکیب شیمیایی (میزان آهن، منگنز و سایر عناصر) و همچنین اندازه دانه (grain size) و تفکیک دانه‌ها (liberation) در تعیین قابلیت فرآوری اسفالریت (مثل فلوتاسیون برای استخراج Zn) نقش بسیار مهمی دارند. 

مطالعات اخیر و جنبه‌های علمی نو

یک مطالعه جدید (۲۰۲۵) بر روی ساختار الکترونیکی و اپتیکی ZnS (پایهٔ شیمیایی اسفالریت) نشان داده است که کمبود یون روی (Zn vacancies) — یعنی خلأ در ساختار بلوری — می‌تواند خواص نوری و الکترونیکی ماده را تغییر دهد: این تغییرات شامل جذب نور در مرزهای مرئی (visible) به‌جای فقط فرابنفش، و ایجاد پیک‌های جدید در طیف انتشار (luminescence) است. بدین ترتیب، نمونه‌های تعادلی و یا طبیعی ZnS می‌توانند برای کاربردهای اپتو-الکترونیکی نیز جالب باشند.
علاوه بر این، یک تحقیق بلور-شیمی و spektroskopی بر نمونه‌های گوهرکیفیت اسفالریت از منطقه Banská Štiavnica (اسلواکی) انجام شده است؛ پژوهش با استخدام چند روش تحلیلی (EMPA, LA-ICP-MS, طیف‌سنجی) تنوع رنگ، شفافیت، ترکیب شیمیایی و روابط ساختاری–شیمیایی را بررسی کرده و تأکید کرده است که اسفالریت به‌عنوان یک «کانی علم مواد و گوهرشناسی» هم‌زمان اهمیت دارد. 

نتیجه‌گیری

اسفالریت نمونه‌ای است شاخص از تقاطع حلقه‌های معدن‌شناسی، گوهرشناسی و علم مواد. از یک سو، معدن اصلی روی است و از سوی دیگر، در شرایط خاص می‌تواند به‌عنوان یک گوهر با زیبایی نوری بالا محسوب شود — اگرچه محدودیت‌هایی مانند سختی پایین و شکست کامل، کاربرد جواهرسازی آن را محدود می‌کند.

در عین حال، تنوع شیمیایی و ساختاری این کانی — با جانشینی آهن، منگنز و عناصر دیگر — آن را به میدان پژوهش علمی و فنی تبدیل کرده است؛ چه برای استخراج فلزات پایه و فرعی، چه برای مطالعه خواص الکترونیکی و اپتیکی در علم مواد.

برای دوستداران سنگ و گوهر: اگر نمونه اسفالریتی دیدی که زرد روشن یا سبز، شفاف و بی‌شکستگی و با جلای آدمانتینه هست — بدان که ممکن است یک «سنگ کلکسیونی» با ارزش باشد.