title-icon Статьи о ремонте
title-icon
» » Группа граната

Группа граната

Группу граната образуют многочисленные минералы переменного и постоянного состава с общей формулой R32+R23+[SiO4]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. Среди гранатов наиболее распространены такие минеральные виды переменного состава: 1) пироп-альмандин — (Mg, Fe)3Al2lSiO4)3; состав меняется от магнезиального члена пиропа — Mg3Al2[SiO4]3 до железистого члена альмандина — Fe3Al2[SiO4]3; 2) альмандин-спессартин — (Fe, Mn)3Al2[SiO4]3; состав меняется от железистого члена альмандина — Fe3Al2[SiO4]3 до марганцовистого члена спессартина — Mn3Al2[SiO4]3; 3) гроссуляр-андрадит — Ca3(Al, 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 — (Ca, Mn)3Al2[SiO4]3; состав меняется от крайнего кальциевого члена гроссуляра — Ca3Al2[SiO4]3 до 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 Cпecсарт 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).

Химический состав минералов группы граната приведен в табл. 79. Как примеси присутствуют: в пироп-альмандине — Ca, Cr; в альмандин-спессартине — Y; в гроссуляр-андрадите — Ti, Zr, Cr, V, Sn; в уваровите — Al.
Сингония — кубическая, вид симметрии — гексоктаэдрический — Оh — m3m(3L44L266L29PC).
Структурная ячейка содержит R2+R3+[Si24O96]. Пространственная группа — Oh10 — Ia3d. Параметры ячейки приведены в табл. 79.

Кристаллическая структура граната приведена на рис. 216. Она состоит из кремнекислородных тетраэдров и алюмокислородных 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/сг. Господствующей формой кристаллов, особенно тех, которые врастают в породу, является ромбический додекаэдр {110} (рис. 217, а). Он настолько типичен для граната, что его называют гранатоэдром. Вместе с ромбическим додекаэдром (рис. 217, в) или самостоятельно наблюдается также тетрагонтриоктаэдр (211), изображенный на рис. 217, 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 и 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.) Плотность приведена в табл. 79.
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 минералы группы граната, за исключением андрадита, который растворяется с трудом, нерастворимы. П. п. т. 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 (CaCl2, MgCl2 и т. д.).

Образование и месторождения. 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, тогда как 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. Зависимость состава гранатов от условий образования рассмотрена ранее. Под влиянием гидротермальных растворов гранаты подвергаются хлоритизации, эпидотизации, a такжe 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 Советском Союзе 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.
Практическое значение. Гранаты (преимущественно альмандин) употребляют как абразивный материал. Кроме того, они используются при изготовлении так называемой гранатовой бумаги. Равномерно окрашенные гранаты используются как полудрагоценные камни.