石榴石

石榴石（Garnet）是海島硅酸鹽石榴石族礦物的總稱，因晶體形狀像石榴籽而得名，稱為石榴石。石榴石成分復(fù)雜，通常由鈣組成、鎂、鐵、錳元素和鋁、鐵、鉻、鈦、釩、鋯是元素的結(jié)合體，顏色豐富，可分為紅色、黃色、綠色三個系列。優(yōu)質(zhì)石榴石可作為寶石，其余可作為觀賞石或工業(yè)上作為研磨材料。

礦物組成

石榴石是一大類成分復(fù)雜的硅酸鹽礦物的總稱，通常由鈣組成、鎂、鐵、錳元素和鋁、鐵、鉻、鈦、釩、鋯元素組合而成。它的類質(zhì)同象非常廣泛，在同一個系列中可以以任意比例形成完全類質(zhì)同象，在兩個系列之間也可以形成有限替代的不完全類質(zhì)同象，所以自然界產(chǎn)生的石榴石化學(xué)成分不純。

物理特性

石榴石為玻璃至鉆石光澤，透明至半透明或不透明，單折射，折射率隨品種不同而不同，鐵鋁榴石系列折射率從1.710~1.830，榴輝巖系的折射率范圍為1.734~1.940。石榴石的色散值為0.024~0.057，各向同性體，常見異常消光，莫氏硬度7~8（個別品種可低至6.5），密度一般為3.50~4.30g/Cm3，相對密度3.50~4.30，熔點(diǎn)為1170°C ~ 1315°C，無解理和不均勻斷裂。

結(jié)構(gòu)特征

石榴石屬于等軸晶系，晶體結(jié)構(gòu)致密。單晶通常是菱形十二面體、四面體八面體或兩者的集合體是粒狀的、晶狀、致密狀等。石榴石中常見的現(xiàn)象有兩種，一種是透明襯底上有點(diǎn)狀針狀包裹體，另一種是糖漿狀結(jié)構(gòu)，在橙紅色石榴石中通過透光觀察可見。

石榴石晶體有許多特性。一般化學(xué)分子式為A3B2C3O12（A=Y、Gd、Lutetium et al, B=Al、Fe、Ca、Wait, C=Al、Fe、Ca等）石榴石晶體屬于立方晶系，點(diǎn)群為Oh10，空間群為Ia-3d，其中金屬離子A、b和C分別占24（c）16（a）24（d）o離子占96（h）位置。根據(jù)C原子種類的不同，石榴石晶體可分為三種主要類型：鋁石榴石（如YAG)鐵石榴石（如YIG）和鎵石榴石（如YGG）它的結(jié)構(gòu)可以看作是四面體、八面體和十二面體的連接網(wǎng)絡(luò)如下圖所示。24A3+、16B3和24C3分別占據(jù)十二面體、八面體和四面體之間氧配位的中心位置。石榴石中的陽離子可以被其他陽離子取代，可以形成許多品種、各種不同性質(zhì)的石榴石晶體材料在科學(xué)和技術(shù)中非常重要。石榴石的結(jié)晶習(xí)性屬于三維延伸，晶體發(fā)育在三維空間中相等或接近相等。

石榴石可以分為兩個固溶體系列，一個叫鋁石榴石，一個叫鈣石榴石。

鎂鋁榴石

石榴石的英文名來源于希臘語Puropor（似火焰）因?yàn)檫@種礦物的顏色往往是火紅的。也曾將其譯作'紅榴石'手標(biāo)本上的石榴石多為紫紅色，也常見有紫藍(lán)色、玫瑰紅、橙紅、橙黃、粉紅色者，薄片（顯微鏡下觀察巖石狀態(tài)的標(biāo)本）在各種相應(yīng)的光色中，高，n（礦物折射率）=1.705~1.760，同質(zhì)。絳紅色石榴石稱為絳紅色石榴石。鎂鋁石榴石產(chǎn)于幔源包體或金伯利巖中、榴輝巖、蛇紋巖等鎂鐵質(zhì)、在超鎂鐵質(zhì)巖石中，它會變成綠泥石。

鐵鋁榴石

almandine的英文名是一個曲藝詞，類似小亞細(xì)亞的Alabangde（Alaband）與地名有關(guān)，石榴石曾被用來制作彎曲的寶石。手標(biāo)本上的鐵鋁榴石是棕色的、紅、黑色，薄片（顯微鏡下觀察巖石狀態(tài)的標(biāo)本）中呈淡紅、淺紅棕色，具有極高的突起，N=1.778~1.816是均質(zhì)的，常具有篩狀結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗性S多礦物包裹體。棕紅色、粉紅色的鐵鋁榴石被稱為石榴石。榴輝巖主要產(chǎn)于片巖中、片麻巖、角閃巖及榴輝巖、花崗巖和其他變質(zhì)巖可以變成綠泥石、綠簾石等。

錳鋁榴石

錳鋁石榴石英文名Spessat，位于德國巴伐利亞州西北部（Spesat）的地名命名。手標(biāo)本上的石榴石是棕紅色的、玫瑰紅、黃褐色，薄片（顯微鏡下觀察巖石狀態(tài)的標(biāo)本）中呈淡紅、淺棕色，正且非常高的突起，N=1.792~1.820。錳銅存在于偉晶巖中、花崗巖、在結(jié)晶片巖和錳礦床中，它可以變成黑云母。

鈣鋁榴石

鐵鋁榴石的英文名是Rosa roxburghii（Gross larrea）命名，因?yàn)檫@種礦物的某些亞種是淺綠色的，很像刺李的顏色。手標(biāo)本上的鐵鋁榴石是白色的、黃、褐、綠色，薄片（顯微鏡下觀察巖石狀態(tài)的標(biāo)本）通常無色，有時帶有淡黃色2、淺棕色，高度升高，N=1.735，因其異常的光學(xué)性質(zhì)，常出現(xiàn)在I級灰色干涉色和孿晶中。榴輝巖產(chǎn)于鈣質(zhì)矽卡巖中、富鈣的鋁片巖和蛇紋石可以變成綠簾石、綠泥石、長石、方解石等。含鐵榴輝巖是其變種，呈黃紅色、褐紅色、肉桂色，稱為鐵鈣鋁石榴石或石榴石。含水鐵鋁榴石被稱為水鈣鋁榴石或水石榴石，也稱為水石榴石“南非玉”釩鉻鈣鋁石榴石一般呈亮綠色，又稱Chavelet，發(fā)現(xiàn)于上世紀(jì)六七十年代，由美國珠寶商蒂芙尼創(chuàng)作（Tiffany）捧紅。

鈣鐵榴石

安德拉蒂 它的英文名字是以葡萄牙礦物學(xué)家安德拉德的名字命名的，安德拉德是第一個研究和描述這種礦物的人手標(biāo)本是黑色的、褐紅、黃綠色，薄片（顯微鏡下觀察巖石狀態(tài)的標(biāo)本）顏色是暗黃色的、紅、棕色，正且極度突出，N=1.811~1.895，因其光線異常，為I級灰色干涉色，常具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)和孿晶。鈣鐵榴石產(chǎn)于砂卡巖中。

綠色透明的鈣鐵榴石，稱為石榴石，是石榴石家族中最有價值的寶石之一。致密的黃色鈣鐵榴石被稱為石榴石）石榴石含有TiO2=1%~5%安德拉蒂，切片（顯微鏡下觀察巖石狀態(tài)的標(biāo)本）中呈暗褐色、深紅褐色，有極高的突起（高于鈣鐵榴石突起），N=1.872~1.935。二氧化鈦含有TiO2=5%~20%鈣鐵榴石，暗褐色，薄片狀、黑紅棕色，有極高的突起（高于石榴石突起），N=1.935~22.01。黑榴石、二氧化鈦主要存在于堿性巖石中。

鈣鉻榴石

榴輝巖外文名C，曾擔(dān)任俄羅斯科學(xué)院院長.C.烏瓦羅夫（Уваров）以姓氏命名，手標(biāo)本深綠色、亮綠色，薄片狀綠色，突起極高，N=1.85~1.86，因?yàn)樗漠惓９猓员憩F(xiàn)出很低的干涉色，可以出現(xiàn)環(huán)狀結(jié)構(gòu)。石榴石是一種罕見的石榴石，產(chǎn)于蛇紋石和一些接觸變質(zhì)巖中，可轉(zhuǎn)變?yōu)殂t綠泥石。

此外，還有一些不常見的石榴石品種，以及一些經(jīng)過結(jié)構(gòu)改造后的特殊產(chǎn)品，如金鋅礦、金猛石、森本石、鈉鎂石、烏瓦羅維石等。

石榴石族中最常見的是石榴石長英質(zhì)片麻巖和變質(zhì)巖脈，以及一些麻粒巖、變質(zhì)輝長巖、斜長輝石巖、角閃巖和磁鐵礦石英巖中有不同量的石榴石，太平寨片麻巖中偶見石榴石。

石榴石

生長帶是指礦物在生長過程中，隨著溫度和壓力條件的變化，礦物成分發(fā)生變化的現(xiàn)象。石榴石的生長帶往往由MnO含量從中心到邊緣的變化來反映。在變質(zhì)過程中，石榴石首先出現(xiàn)在中壓相系的鈉長石相中，此時由于變質(zhì)溫度和壓力較低，生長出富含MnO的錳鋁石榴石；隨著變質(zhì)溫度和壓力的升高，錳鋁石榴石在石榴石中重新生長（Sps）成分含量逐漸減少，而榴輝巖（Alm）和鎂鋁榴石（Prp)則逐漸增加。因此，石榴石生長帶記錄了變質(zhì)過程中的溫度和壓力條件。

石榴石化學(xué)成分的變化不僅受石榴石系統(tǒng)總化學(xué)成分的控制，還受石榴石形成環(huán)境的物理?xiàng)l件和共存相數(shù)的控制、因此，石榴石中某些元素的含量和比值可以作為近似的地質(zhì)溫度計(jì)和壓力計(jì)。

大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證實(shí)，石榴石形成的溫度和壓力條件與Mg2和Ca2的含量呈正相關(guān)。因此，Ca2被用于治療Mg/Magnesium, iron and manganese（是基于六個氧的陽離子數(shù)）比值圖不僅可以用來識別不同產(chǎn)狀榴輝巖中的石榴石，而且可以用來區(qū)分地幔巖漿成因和地殼變質(zhì)成因的石榴石。

石榴石的地球化學(xué)性質(zhì)決定了石榴石固溶體的替代性，石榴石為鎂鋁石榴石、榴輝巖和錳鋁石榴石在任何溫度和壓力下都趨于完全混溶，但在不同溫度和壓力下形成的石榴石的百分比各不相同。石榴石中鎂鋁石榴石的含量隨著壓力的增加而增加，因?yàn)閴毫Φ脑黾佑欣阪V鋁石榴石取代鐵鋁石榴石。因此，不同百分比的石榴石成分可能來自地幔的不同深度。金伯利巖中石榴石的成分為60-77%溫度和壓力范圍很寬，為800℃-1700℃,17-40千巴，大致相當(dāng)于60-200公里的深度范圍。

石榴石巨晶的成分為54—60%，屬于鎂鋁-鐵鋁榴石系列無疑低于金伯利巖中鎂鋁石榴石的最大來源深度。然而，石榴石巨晶與金伯利巖和玄武巖中兩種礦物的石榴石包裹體在石榴石成分上的一致性表明，它們穩(wěn)定區(qū)的溫度和壓力范圍是相似的。南非巴蘇托蘭金伯利巖中雙礦物榴輝巖包裹體的形成條件為30Kb和1000 kb-1300℃，即形成于100公里左右的深度，因此推測石榴石巨晶的最大深度應(yīng)為100公里左右。

石榴石中的寶石種類繁多，產(chǎn)地廣泛。不同品種的石榴石產(chǎn)地不同，著名的石榴石產(chǎn)地主要是印度（安得拉邦、奧里薩邦、拉賈斯坦邦）斯里蘭卡、馬達(dá)加斯加、尼日利亞、坦桑尼亞（Savorite或綠色片鈉鋁石、錳鋁榴石）納米比亞（錳鋁榴石、翠榴石）肯尼亞（變色石榴石和藏紅花石）俄羅斯（翠榴石）日本（鈣鐵榴石）墨西哥（鈣鐵榴石）寶石級石榴石在中國十幾個地區(qū)都有發(fā)現(xiàn)，主要在江蘇、廣東、新疆、陜西等地。在所有的產(chǎn)地中，來自江蘇東海的石榴石、新疆準(zhǔn)噶爾的翡翠、四川翠榴石、福建明溪千鋁石榴石是著名的。

石榴石不含游離二氧化硅，可用于研磨、拋光和擦洗材料，或?qū)⑵渲瞥缮拜啞⑸安?、砂紙等，也可以用作過濾器、水廠中的水過濾材料等。石榴石還可以用作鐘表和儀器的軸承、高等級道路防滑鋪裝材料和建筑飾面材料、橡膠和油漆填料等，含鎵、釔石榴石可用作電子計(jì)算機(jī)的存儲材料，釔鋁石榴石可用作激光材料。質(zhì)量好的石榴石可以制成寶石。寶石級石榴石的標(biāo)準(zhǔn)要求如下：透明度好，顏色鮮艷，粒徑大于5毫米。