Группа граната

Группа граната объединяет ряд изоструктурных видов с пространственной группой Iа3d; они кристаллизуются в гексокта-эдрическом классе кубической сингонии и похожи по габитусу кристаллов. Распределение атомов в структуре таково, что заселенность групп плоскостей {100} и {111} очень мала. В связи с этим формы куба и октаэдра, обычные для большинства кристаллов гексоктаэдрического класса кубической сингонии, редко встречаются у гранатов,

Кристаллография. Куб. с.; 4/m32/m. Обычными формами являются додекаэдр d (рис. 10.10, а) и трапецоэдр п (см. рис. 10.10,б), часто образующие комбинацию (см. рис. 10.10, в и 10.11). Изредка наблюдаются формы гексоктаэдра (см. рис. 10.10, д) Другие формы редки. Обычно отчетливо огранен; часто образуется в виде округлых зерен, агрегаты массивные или зернистые, крупнозернистые или тонкозернистые.

Ia3d; параметры элементарной ячейки см. в табл. 10.2; Z = 8. d для пиропа: 2,89 (8), 2,58 (9), 1,598 (9), 1,542 (10), 1,070 (8).

Физические свойства. Tb. 6,5—7,5. Уд. вес 3,5—4,3; изменяется в зависимости от состава (см. табл. 10.2). Блеск стеклянный до смолистого. Цвет изменяется в зависимости от состава (см. ниже); чаще всего красный, а также коричневый, желтый, белый, зеленый, черный. Черта белая. Прозрачен до просвечивающего.

Состав и структура. Состав гранатов может быть выражен общей структурной формулой A3B2(SiO4)3, где позиции А заселены Ca, Mg, Fe2+ или Mn2+, а позиции В — Al, Fe3+ и Cr3+. Формулы главных видов даны в табл. 10.2, где приведены также показатели преломления, удельные веса и параметры элементарной ячейки для конечных членов изоморфных рядов. Широкими пределами изоморфных замещений характеризуются группа пиральспита и группа уграндита, между членами этих групп изоморфизм относительно слабый. Конечные члены изоморфных рядов встречаются редко. Гидрогранаты, такие как гидрогроссуляр, могут содержать до 8,5 %Н2O. Эта вода в форме групп (ОН)44-, вероятно, замещает тетраэдры SiO4, причем схема замещения Si4+ — 4Н+.

Экспериментальные исследования при высоких давлениях и температурах показывают, что структура граната устойчива в условиях мантии Земли.

Пироп Mg3Al2(SiO4)3. Обычно содержит некоторое количество примесей Ca и Fe2+. Цвет темно-красный до почти черного. Часто прозрачен, и в этом случае используется как драгоценный камень. Название происходит от греческого слова, означающего «огнеподобный». Родолит — название бледной розово-красной разновидности граната, по составу соответствующей двум частям пиропа и одной альмандина.

Альмандин Fe3Al2(SiO4)3. Ионы Fe3+ могут замещать Al, а Mg — Fe2+. Цвет красивый темно-красный, драгоценная разновидность прозрачна; обыкновенная разновидность коричневокрасная, просвечивающая. Название происходит от местности Алабанда в Малой Азии, где в древности ограняли гранаты.

Спессартин Mn3Al2(SiO4)3. Ионы Fe2+ обычно замещают Mn3+, a Fe3+ — Al. Цвет коричневатый до красного.

Гроссуляр Ca3Al2(SiO4)3 (гессонит, коричный камень). Часто содержит Fe2+, замещающее Ca, и Fe3+, замещающее Al. Цвет белый, зеленый, желтый, коричневый, бледно-красный. Название происходит от ботанического термина, означающего «крыжовник» по ассоциации с бледно-зеленым цветом гроссуляра.

Андрадит Ca3Fe23+(SiO4)3. Наиболее распространенный из гранатов. Al может замещать Fe3+; Fe2+, Mn2+ и Mg могут замещать Ca. Цвет различных оттенков желтого, зеленого, коричневого, до черного. Зеленая разность с алмазным блеском, используемая как драгоценность, называется демантоидом. Назван в честь португальского минералога д’Андрада.

Уваровит, Ca3Cr23+(SiO4)3. Цвет изумрудно-зеленый. Назван в честь графа Уварова.

Диагностические признаки. Гранаты обычно распознаются по характерным изометричным кристаллам, твердости и цвету. Для установления различий между гранатами необходимо определить комплекс свойств: удельный вес, показатель преломления и параметры ячейки. За исключением уваровита, все гранаты плавятся при 3—3—; уваровит почти неплавок. Железистые гранаты — альмандин и андрадит плавятся в магнитные шарики. Спессартин при сплавлении с карбонатом натрия дает голубоватозеленый королек (Mn). Уваровит, сплавленный в королек с фосфорной солью, окрашивает его в зеленый цвет (проба на Cr).

Находжение. Гранат относится к числу обычных и широко распространенных минералов, в изобилии встречается он в некоторых метаморфических породах (см. рис. 10.11) и является акцессорным минералом в некоторых извереженных породах. Чаще всего он встречается в слюдистых сланцах и гнейсах. Его часто используют как минерал-индикатор при оконтуривании изоград в метаморфических породах. Находят в пегматитовых дайках, реже в гранитных породах. Пироп встречается в ультраосновных породах, таких как перидотиты или кимберлиты, и в производных от них серпентинитах. Гранаты, которые в эклогитах сосуществуют с пироксенами и кианитом, изменяются по составу от пиропа до альмандина. Альмандин является обычным гранатом в метаморфических породах, образовавшихся в результате регионального метаморфизма глинистых осадков. Он является также широко распространенным детритовым гранатом в осадочных породах. Спессартин встречается в скарновых месторождениях и минеральных ассоциациях, обогащенных Mn, в состав которых входят родонит, окислы Mn и т. д. Гроссуляр встречается главным образом как продукт контактового или регионального метаморфизма загрязненных известняков. Андрадит встречается в такой же геологической обстановке, как гроссуляр. Он может быть результатом метаморфизма загрязненных кремнистых известняков, в соответствии с реакцией.

Черная разновидность андрадита, меланит, встречается в щелочных изверженных породах. Уваровит является наиболее редким из этой группы гранатов и встречается в серпентинитах, находящихся в ассоциации с хромитом. Самым известным месторождением является Оутокумпу (Финляндия).

Пироп ограночного качества найден в ассоциации с прозрачными зернами оливина (перидота) в поверхностных песках возле Форт Дефиянс, недалеко от границы штатов Юта и Аризона. Местность возле Мерунитце (Чехия) знаменита пиропами ограночного качества. Такого же типа альмандины найдены в северной Индии. Шри-Ланке и Бразилии. Хорошие кристаллы, хотя и в большинстве случаев слишком непрозрачные для того, чтобы их огранять, найдены в слюдистом сланце на реке Стикайн на Аляске. Гроссуляр очень мало используется в ювелирном деле, но разновидности — гессонит и коричный камень хороших размеров и цвета найдены в Шри-Ланке.

Изменение. Гранат часто превращается в другие минералы, особенно тальк, серпентин и хлорит.

Применение. Главным образом как сравнительно недорогой драгоценный камень. Зеленый андрадит, известный под названием демантоид, добывается в России, на Урале; из него делают драгоценные камни, известные под названием уральских изумрудов. На месторождении Гор (штат Нью-Йорк) добываются крупные кристаллы альмандина из амфиболитов. Необычная угловатая трещиноватость и высокая твердость этих гранатов обусловливает интерес к ним как к абразивному материалу, в частности — для изготовления гранатовой бумаги по типу наждачной.

Название. Происходит от латинского слова, означающего «зерноподобный».