Гранат (минерал, как определить)

Гранат это минерал, сложное неорганическое вещество, в состав которого входят: в зависимости от минерала железо Fe, магний Mg, кремний Si, алюминий Al и кислород О.

Входит в группу граната, которые образуют многочисленные минералы переменного и постоянного состава с общей формулой Rg²⁺₃R³⁺₂[SiО₄]₃, где R²⁺ = Mg²⁺.

Химическая формула граната Rg²⁺₃R³⁺₂[SiО₄]₃, где R²⁺ = Mg²⁺, Fe²⁺, Mn²⁺, Ca²⁺; R³⁺ = Al³⁺, Fe³⁺, Cr³⁺, Mn³⁺.

Промышленное применение как амброзиевидный материал, а также как полудрагоценный камень.

Что такое минерал гранат

Группу граната образуют многочисленные минералы переменного и постоянного состава с общей формулой Rg²⁺₃R³⁺₂[SiО₄]₃, где R²⁺ = Mg²⁺, Fe²⁺, Mn²⁺, Ca²⁺; R³⁺ = Al³⁺, Fe³⁺, Cr³⁺, Mn³⁺.

Эта группа получила свое название от лат. слова granatus — похож на зерна (напоминает цвет мякоти плодов граната). Старинное русское название граната — вениса.

Сингония — кубическая, вид симметрии — гексоктаэдрический — O_h — m3m(3L₄4L⁶₃6L₂9PC).

Структурная ячейка содержит R²⁺₂₄R³⁺₁₆[Si₂₄O₉₆] Пространственная группа — O¹⁰_h— Ia3d.

Кристаллическая структура. Она состоит из кремнекислородных тетраэдров и алюмокисло-родных октаэдров, в промежутках между которыми находятся двухвалентные ионы.

Кремнекислородные тетраэдры размещены в направлении винтовых осей четвертого порядка, а алюминиевые октаэдры — в направлении осей третьего порядка, образуя колонки с АlO₆-октаэдров.

Двухвалентные катионы находятся в восьмерной координации ионов кислорода.

Агрегаты и габитус

Гранат относится к хорошо кристаллографически индивидуализированным минералам. Кристаллы его встречаются довольно часто и иногда бывают очень больших размеров.

Так, например, возле Дальсфьорда в Норвегии был найден валун граната массой 700 кг. Господствующей формой кристаллов, особенно тех, которые врастают в породу, является ромбический додекаэдр {110} (рис.2, а).

Он настолько типичен для граната, что его называют гранатоэдром. Вместе с ромбическим додекаэдром (рис. 2, в) или самостоятельно наблюдается также тетрагонтриоктаэдр (211), изображенный на рис. 2, б. На кристаллах граната часто отмечается штриховка, параллельная ребрам [110].

Отдельные кристаллы и кристаллические скопления являются наиболее распространенными формами развития граната.

Сплошные массы в виде горных пород, зернистые или реже массивные агрегаты характерны для андрадита гроссуляра.

Рис. Структура граната. Вверху общий вид, внизу детали структуры: а — 1/64 структурной ячейки гроссуляра, б — проекция ее на плоскость (100), в — координация кальция в структуре гроссуляра

Физические свойства

Цвет гранатов изменяется от белого до черного. В этих пределах наблюдаются гранаты всех цветов, за исключением синего.

Известковые гранаты обычно бесцветные, зеленоватые ; андрадит бывает черным. Уваровит имеет изумрудно-зеленый цвет, пироп, альмандин и спессартин — красный и красно-фиолетовый.

Блеск стеклянный, иногда близкий к алмазному. Спайность несовершенная. Излом раковистый. Твердость — 6,5—7,5 (наиболее высокая у альмандина, пиропа и спессартина — 7—7,5.)

Как определить гранат

Диагностические признаки гранатов — габитус кристаллов, высокая твердость и большая плотность.

Главные линии на рентгенограммах: 2,583; 1,542; 0,7835 (для пиропа); 2,589; 1,539; 1,071 (для альмандина); 2,603; 1,610; 1,553 (для спессартина).

3,020; 2,69; 1; 1,604 (для уваровита); 2,662; 1,581; 1,101 (для гроссуляра); 2,707; 1,611; 0,8190 (для андрадита).

В соляной кислоте HCl минералы группы граната, за исключением андрадита, который растворяется с трудом, нерастворимы.

Применение паяльной трубки: легко плавятся (кроме хромовых гранатов), образуя королек, окрашенный в разные цвета. Железистые разности обладают магнитными свойствами.

Искусственное получение. Гранаты получены сплавлением в водородной струе соответствующих смесей с избытком хлоридов (СаСl₂, MgCl₂ и т. д.).

Образование

Гранаты образуются метаморфическим путем и встречаются в кристаллических слюдяных, роговообманковых и хлоритовых сланцах и гнейсах, а также в скарнах.

В скарнах гранат может возникать в эндоконтактовой зоне за счет плагиоклазов или в экзоконтактовой зоне при переработке известняков с привносом SiO₂.

В скарнах гранат находится в ассоциации с кальцитом, диопсидом, везувианом и эпидотом, в сланцах — с хлоритом, дистеном, ставролитом и слюдой. Кроме того, уваровит часто встречается вместе с хромитом.

Известны также гранаты, образующиеся в магматических условиях, что особенно типично для альмандина и пиропа.

Гранаты магматического происхождения отличаются от контактовых внешним видом кристаллов: магматические обычно имеют тетрагон-триоктаэдрический габитус.

Гранаты, возникшие на контактах, характеризуются ромбододекаэдрическим габитусом.

Химический состав граната зависит от характера породы, в которой он образовался.

Пироп и близкие к нему гранаты встречаются главным образом в метаморфизованных серпентинитах и других богатых магнием породах (кимберлиты, перидотиты, пироксениты).

Альмандин обычен для метаморфических сланцев, спессартин типичен для гранитов и пегматитов, уваровит выполняет трещины в хромитах, гроссуляр и андрадит характерны в основном для скарнов, бедных железом.

Под влиянием гидротермальных растворов гранаты подвергаются хлоритизации, эпидотизации, а также превращаются в слюды.

Хлорит, эпидот и слюда отмечаются в виде включений в гранатах или одевают кристаллы граната в своеобразные рубашечки.

Иногда встречаются очень тонкие прорастания граната кварцем, хлоритом и другими минералами, которые делают его анизотропным.

Месторождения гранатов

Известны в США (штаты Пенсильвания, Нью-Йорк, Джорджия). В России они имеются в Карелии и на Южном Урале, в частности на г. Таганай.

Равномерно окрашенные разности граната, являющиеся полудрагоценными камнями, встречаются в Чехословакии (пиропы в оливиновых породах), Трансваале (рубины в «голубой земле» вместе с алмазами).

В России — в Нижнетагильском районе на Урале (демантоид), а также на горах Магнитная, Высокая, в кимберлитах Якутии (пироп) и в других местах.

На земной поверхности гранаты благодаря высокой твердости устойчивы и образуют иногда россыпные месторождения.

Применение

Гранаты (преимущественно альмандин) употребляют как абразивный материал.

Кроме того, они используются при изготовлении так называемой гранатовой бумаги.

Равномерно окрашенные гранаты используются как полудрагоценные камни.

Применяется коллекционерами, а также в учебных заведениях как образец минерала.

Группа граната

Среди гранатов наиболее распространены такие минеральные виды переменного состава:

1) пироп-альмандин — (Mg, Fe)3Al₂[SiО₄]₃; состав меняется от магнезиального члена пиропа — Mg₃Al₂[SiО₄]₃ до железистого члена альмандина — Fe₃Al₂[SiО₄]₃;

2) альмандин- спессартин — (Fe, Mn)₃Al₂[SiО₄]₃; состав меняется от железистого члена альмандина — Fe₃Al₂[SiО₄]₃ до марганцовистого члена спессартина — Mn₃Al₂[SiО₄]₃;

3) гроссуляр-андрадит — Са₃(Аl, Fe)₂[SiO₄]₃; состав меняется от крайнего алюминиевого члена гроссуляра — Ca₃Al₂[SiO₄]₃ до крайнего железистого члена андрадита — Ca₃Fe₂[SiO₄]₃;

4) гроссуляр-спессартин — (Са, Mn)₃Al₂[SiO₄]₃; состав меняется от крайнего кальциевого члена гроссуляра — Ca₃Al₂[SiO₄]3до крайнего марганцовистого члена спессартина — Mn₃Al₂[SiO₄]₃.

Из минеральных видов постоянного состава главнейшими являются уваровит — Ca₃Cr₂[SiO₄]₃ и плазолит — Ca₃Al₂(OH)₄[SiO₄]₂.

Название пиропа происходит от греч. слова пиропос — похожий на огонь (благодаря темно-красному цвету).

Альмандина — от искаженного названия местности Алабанда в Малой Азии, где в древние времена занимались огранкой камней.

Спессартина — от названия месторождения Спессарт в Баварии, уваровита — по фамилии министра Уварова (минерал впервые был открыт на Урале).

Гроссуляра — от лат. названия крыжовника, на который этот минерал похож по цвету (открыт в 1790 г. академиком К. Лаксманом на р. Вилюй в Восточной Сибири).

Название андрадита происходит от фамилии португальского минералога д’Андрада.

Плазолит получил название от греч. плясо — спутаю и литое — камень. В качестве разностей можно назвать демантоид (прозрачная зеленая разность андрадита) и шор ломит (богатая титаном разность андрадита).

Как примеси присутствуют: в пироп-альмандине — Са, Сr; в альмандин-спессартине — Y; в гроссуляр-андрадите — Ti, Zr, Сr, V, Sn; в уваровите — Аl.