Applica l'indice a "loc" (il campo GeoJSON) come hai fatto. Tuttavia, assicurati che le tue coordinate siano specificate nell'ordine di Longitudine, Latitudine (non Latitudine, Longitudine ).
Per la documentazione su http://docs.mongodb.org/manual/ applicazioni/indici-geospaziali/#sferico :
Inoltre, secondo le specifiche GeoJSON su http://geojson.org/geojson-spec.html# posizioni :