Минерал Гранат

Министерство  образования и науки Украины

Севастопольский национальный технический университет 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Реферат на тему: 

«Минерал Гранат» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

выполнила: ст.гр. ЭК-22д

Чорная  Юлия

проверил: доцент Львов А.В. 
 
 
 
 
 
 
 

г.Севастополь

2009г. 

Содержание: 
 

Введение ……………………………………………………………… 3

Основные представители (минералы) — серии гранатов ………….3

Химический состав ……………………………………………….…..4

Кристаллохимическая характеристика …………………………….. 5

Свойства ……………….……………………………………………... 6

Происхождение ……………………………………………………… 6

Месторождение ……………………………………………………… 7

Применение ………………………………………………………….. 8

Историческая  справка ………………………………………………..9 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение 

   Гранаты - обширная группа близких по строению и свойствам минералов из класса силикатов с изолированными тетраэдрами. Название дано в связи со сходством некоторых из них с зернами плодов гранатового дерева.

   Общая формула R2+3R3+2(SiO4)3, где R2+ = Са, Fе, Мg, Мn, а R3+ = Аl, Fе, Cr, Mn. Гранаты могут служить  отличным примером той легкости, с какой некоторые элементы замещают друг друга без нарушений кристаллической структуры. Несмотря на кажущуюся сложность их химического состава, все гранаты описываются однотипными формулами. Кальций, магний, двухвалентное железо и марганец, с одной стороны, алюминий, трехвалентное железо и хром - с другой, могут замещать друг друга в широких пределах, и в природе редко можно встретить реальный гранат, состав которого в точности отвечал бы одной из приведённых ниже формул. 

Основные  представители (минералы) — серии гранатов:

    

    К  самостоятельным минеральным видам  относятся следующие представители  группы гранатов:

    ••  Пироп Мg3Аl2(SiO4)3  (назв. от греч. pyropós - огнеподобный).  Почти всегда содержит довольно большую примесь закисного железа, чем приближается по составу к альмандину, так что провести резкое различие между двумя этими разновидностями не всегда возможно. Пироп может иметь разную, но чаще - рубиново-красную или малиновую окраску, иногда с лиловым оттенком, особенно если бывает близок по составу  к альмандину. Но цвет пиропа обусловлен не только и не столько железом, сколько хромом. Тот факт, что цвет пиропа определяется хромом, подчеркивается большим сходством цвета пиропа с цветом рубина, а это в свою очередь указывает на связь пиропа с ультраосновными породами и на его глубинность. Камни с желтоватым оттенком имеют гораздо меньшую ювелирно-коллекционную ценность. Разновидность родолит получила название от греч. «камень цвета розы» в связи со специфическим розовым цветом.

    ••  Альмандин Fе3Аl2(SiO4)3 - по названию местности — Аламанда (Малая Азия). Цвет красный, коричневый, фиолетовый. самый распространённый из гранатов. Обычен в кристаллических сланцах и гнейсах.

    ••  Спессартин Мn3Аl2(SiO4)3 (назв. от плато Шпессарт (Spessart) в Баварии, Германия) - цвет розовый, красный, желтовато-бурый. Встречается в пегматитах и кристаллических сланцах (Восточная Сибирь, Карелия).

   ••  Гроссуляр Са3Аl2(SiO4)3 (назв. от лат. grossularia - крыжовник, из-за сходства с плодами крыжовника) - цвет светло-зелёный (тсаворит) или зеленовато-бурый. Характерен для скарнов.

   ••  Андрадит Са3Fе2(SiO4)3 - в честь португальского минералога д’Андрада Э. Сильва (1763—1838). Цвет желтый (топазолит), бурый, красный, зеленовато-бурый. Встречается также в скарнах, реже в сланцах и других горных породах.

    ••  Уваровит Са3Сr2(SiO4)3  Часть хрома в уваровите всегда замещена алюминием. Назван в честь графа С.С. Уварова, президента Санкт-Петербургской Академии наук. Яркий цвет уваровита связан с присутствием хрома, уваровит отличается высоким показателем преломления (1,87) при относительно низкой плотности (~ 3,77). В отличие от родственных разновидностей гранатов уваровит не плавится в пламени обычной паяльной трубки. Цвет изумрудно-зелёный. Образует мелкокристаллические корочки в хромите. Редкий. Хорошие образцы известны из Сарановского месторождения хромита на северном Урале. 

   Известны  следующие гранаты с промежуточным  составом, относимые к разновидностям:

    ••  Гессонит - Fе-гроссуляр специфического красивого красного цвета

    ••  Меланит - Тi-андрадит с изоморфным замещением NаТi на СаFе3+

    ••  Шорломит - сильно обогащенная титаном разновидность черного цвета и с металлическим блеском

    ••  Демантоид - прозрачная зелёная до зеленовато-желтой разновидность андрадита, с сильным блеском и световой дисперсией. Для Уральских демантоидов характерны радиально расположенные почти в каждом камне волокнистые включения золотисто-жёлтых кристаллов биссолита или оставшиеся от его разрушения полые каналы («конский хвост»). Эти включения не только типичны для демантоида, но могут даже повысить его цену. Встречаются демантоиды с эффектом «кошачьего глаза», который создается в некоторых зёрнах за счет обилия и плотного расположения включений. Демантоид является наиболее ценным из гранатов. От других зеленых драгоценных камней его легко отличить по высокому показателю преломления, отсутствию двупреломления и сильной дисперсии.

    ••  Топазолит - прозрачный желтовато-зеленый андрадит, иттриевый гранат с замещением YАl на СаSi

    ••  Кимцеит - с содержанием ZrO2 около 20%

    •• Гибшит - с некоторым количеством фосфора, замещающим часть атомов кремния и с содержанием воды (гидрогранаты, особенно гидрогроссуляр).

   ••  Цаворит - (назв. по месту находки близ национального парка "Цаво" и реки "Цаво", Танзания) - редкий ярко-зелёный разных оттенков гранат, прозрачная разновидность гроссуляра. Впервые найден в Африке в 1967 году британским геологом Кэмпбеллом Бридж в горах на северо-востоке Танзании. Кристаллы до 1-5 карат многочисленны, а весом более пяти карат очень редки, поэтому и огранённый цаворит размером более двух карат является редкостью. Умеренно дорогой ювелирный камень, хорошо поддающийся огранке. B России не встречен, но известен уже достаточно хорошо. 

   Химический  состав: 

   Минералы  группы гранатов представляют собой  твёрдые растворы в основном каких-либо двух минералов. Они именуются, как правило, по преобладающему минералу, но иногда имеют собственные названия, например, родолит - смесь пиропа с альмандином или железистый пироп, ферроспессартин - смесь спессартина с альмандином, гессонит - гроссуляра с андрадитом; демантоид - андрадита с уваровитом или хромсодержащий андрадит. В связи с одинаковой кристаллической структурой и сходством многих свойств, все минералы группы граната характеризуются совместно. Гипотетические члены ряда гранатов не встречаются в чистом виде, но могут слагать значительную часть в природных минералах.  

   В родингитах щелочно-ультраосновной формации относительно крупные выделения граната, представляющие наиболее раннюю его генерацию, вместе с клинопироксеном заполняет псевдоморфозы по оливину и отдельные пустоты (некоторые заполняются исключительно желтоватым, желтовато-зеленоватым, травянисто-зеленым или темно-коричневым гранатом). Гранат более поздней генерации (по появлению которого выделяется скарноидный этап пироморфической стадии) представлен агрегатом мелких буроватых шестигранных или изометричных зерен, которые появляются в нераскристаллизованных участках основной массы и внутри микролитов клинопироксена. Следует также отметить, что помимо метасоматических гранатов, вмещающие породы содержат акцессорные первично-магматические гранаты, несколько типов которых были выделены из пород щелочно-ультраосновного комплекса Восточной Камчатки, подвергшихся родингитизации (их типоморфные особенности подробно рассмотрены в работах [5,54]).

   Кристаллохимические формулы минералов рассчитаны на 12 атомов кислорода и 8 катионов, при  этом определение содержания в минералах Fe2O3 проводилось исходя из стехиометрии [77]. Конечные миналы вычислялись по методу П.Риквуда и др. [108]. По своему химическому составу исследованные минералы являются высококальциевыми гранатами (рис.39) и соответствуют андрадиту (для части гранатов - Ti-андрадиту), содержащему до 35% других молекул. Для этих гранатов характерна высокая железистость, титанистость и крайне низкая глиноземистость, что заметно отличает их от составов гранатов из родингитов офиолитовых и зонально-концентрических комплексов. Особенности химизма находят свое отражение в положении фигуративных точек составов гранатов из родингитов изученного типа на тройной композиционной диаграмме (рис.39а). Они занимают поле, обособленное от гранатов из офиолитовых родингитов, и характеризуются повышенными содержаниями пироповой, альмандиновой и андрадитовой молекул. Состав вторичных уграндитовых метасоматических гранатов заметно отличается от составов первично-магматических акцессорных гранатов пиральспитового типа (рис.39б), различные типы которых были выделены из пород щелочно-ультраосновного комплекса Восточной Камчатки, подвергшихся родингитизации [5,54]. Несмотря на значительные различия в составах акцессорных гранатов, связанных, главным образом, с изоморфизмом двухвалентных катионов Mg --> Fe2+ --> Mn, они, в целом, более глиноземистые и хромистые, чем гранаты апомеймечитовых родингитов, в то время как последние - гораздо более кальциевые и титанистые.

      

    Кристаллохимическая характеристика: 

   Сингония  кубическая, гексоктаэдрический вид  симметрии. Структура гранатов состоит  из изолированных групп (SiO4), расположенных  вдоль винтовой оси четвертого порядка. Этим объясняется присущий гранатам ромбододекаэдрический и тетрагонтриоктаэдрический габитус кристаллов, причем изменение соотношения между двухвалентными и трехвалентными катионами, по-видимому, может быть ответственным за преобладание ромбододеаэдрического облика для кальциевого ряда гранатов, а тетрагонтриоктаэдрического - для алюминиевого.

    По характеру изоморфных замещений  выделены:

    •• I. (Мg, Fе, Мn) АI -гранаты, называемые  пиральспитами;

    •• II. (Аl, Fе, Cr) Са -гранаты, называемые уграндитами.

   Установлены непрерывные ряды: пироп - альмандин, альмандин - спессартин, гроссуляр - андрадит и андрадит - уваровит. Между Al-гранатами  и Ca-гранатами нет полной изоморфной смесимости.  

   Свойства: 

   Цвет  минералов семейства гранатов различный до любого, кроме синего. Блеск стеклянный, жирный, до алмазного. Прозрачны или полупрозрачные. Цвет черты белый или светло-серый. Твёрдость 6,5 - 7,5. Хрупкие. Плотность 3,5 - 4,3. Спайность отсутствует, иногда наблюдается отдельность. Излом неровный до полураковистого.

    

   Происхождение: 

   Распространены  в магматических и контактово-метасоматических месторождениях. В м-ниях, связанных  с метаморфическими кристаллическими сланцами, гнейсами и амфиболами. Некоторые  из гранатов могут являться породообразующими минералами.

   Алюминиевые гранаты (пиральспиты) - главным образом  магматического происхождения. Пироп  встречается в ультраосновных породах  и образуется только в условиях высокого давления, он характерен для некоторых  перидотитов, кимберлитов, а также серпентинитов.  Шорломит - в нефелиновых сиенитах, альмандин и спессартин в гранитах и особенно в гранитных пегматитах. Спессартин встречается  в гранитных пегматитах (в редкометальных пегматитах находят кристаллы ювелирного качества), в метаморфических породах и богатых марганцем скарнах, а альмандин бывает типичен и для регионально метаморфизованных глиноземсодержащих осадков, в которых он часто образует порфиробласты, иногда за счёт ставролита, обычен в кристаллических сланцах и в гнейсах.. В западной части Норвегии в амфиболитах были найдены порфиробласты граната диаметром до 1 метра.