Гранат альмандин

Группа граната

Название минерала  — искаженное название местности Алабанда (Испания), где в старые времена гранили камни («алабандская вениса» Плиния).

Английское минерала Almandine

Синонимы: Алабандикус — alabandicus (Плиний), биджази (Бируни, II век), бечета, бичета, антракс (частью) — древнерусские названия (Ферсман, 1954), сирийский гранат — sirianischer Granat (Клапрот, 1798), альмандит — almandite (Иглстон, 1892), карбункул — carbuncle (частью; Дана, 1892), гренландит — greenlandite (Клапрот, по Честеру, 1896), железо-алюминиевый гранат (железо-глиноземистый гранат) — iron-aluminium garnet, драгоценный гранат — precious garnet, восточный гранат — oriental garnet, обычный гранат — common garnet (частью), скальный рубин — Felsenrubin (частью, Кёхлин, 1911).
Названия, применяемые в ювелирном деле: кибдельский рубин, цейлонский рубин, аделаид-рубин, коллинский гранат, благородный гранат.

 

Содержание

• Химический состав
• Форма нахождения в природе
• Физические свойства
• Химические свойства. Прочие свойства
• Диагностические признаки. Спутники.
• Происхождение
• Месторождения
• Практическое применение
• Физические методы иследования
• Кристаллооптические свойства в тонких препаратах (шлифах)
• Купить изделия из граната (альмандин)

 

Формула Альмандина

Fe₃Al₂[SiO₄]₃

Химический состав

Химический состав алмандина Fe₃Al₂(SiO₄)₃ теоретически состоит : FeO — 43,34, Аl₂O₃—20,51, SiO₂— 36,15.  Наибольшее содержание FeO — 38,54% (образец из Боталака в Англии, анализ. Характерны изоморфные замещения: Fe²⁺ — Mg, Mn, Са; Аl — Fe³⁺, редко Cr; Si — Ti. Альмандин с небольшим содержанием Са и Mg получил название кальциевого пиральмандина (calc-pyralmandine), с небольшим содержанием Mn — марганцовая разновидность, манганальмандина (manganalmandine). Существует непрерывный изоморфный ряд от альмандина до пиропа и от альмандина до спессартина. В минерала из Куоиека в Британской Колумбии (Канада) содержание Mn уменьшается, а содержание Fe и Mg увеличивается к периферическим частям зерен. Как в изверженных, так и в метаморфических породах ранние альмандины более обогащены марганцем, чем поздние. Альмандин из рудника Риуо (Япония) содержит в среднем 7,7 г/m Ge, 2,5 г/m — Ga, 36 г/m In. В кристаллах из гранитных пегматитов Монгольского Алтая обнаружено 0,0012% Be, в пробах из гранита Сибири — 0,025% Nb205 и 0,029 Та₂O₅. Содержание СаО и отношение FeO : MgO в образцахе из гнейса Стони-Рапидс в провинции Саскачеван (Канада), ассоциирующемся с роговой обманкой, выше, чем в альмандине, ассоциирующемся с силлиманитом. Акцессорный спессартин-альмандин из Собской интрузии на Полярном Урале содержит 0,08% TR₂O₃ и 0,08 ZrO₂. В кристаллах из мусковитоносных пегматитов Гутаро-Бирюсинского р-на, Красноярский край, среди TR203 главную роль играет Y, составляя 55— 71 % от их суммы. Общее содержание редких земель в альмандине увеличивается к концу процесса пегматитообразования. Содержание гелия позволяет использовать описываемый минерал для определения абсолютного возраста. В зональных зернах соседние зоны отличаются по составу .

Разновидности: пиральмандин ( с небольшим содержание кальция и магния), манганальмандин ( с небольшим содержание марганца)

Кристаллографическая характеристика

Сингония кубическая, гексаоктаэдрический в. с. 3L⁴4L³₆6L²9PC.

Кристаллическая структура

Пространственная группа Iа3d(О¹⁰_h

 

Главные формы. .Наиболее распространенной является форма ромбического додекаэдра {110}, реже в комбинации с тетрагон-триоктаэдром {211}. Последняя форма может быть представлена и самостоятельно, причем грани бывают покрыты штрихами, параллельными длинной диагонали. Крайне редко встречаются грани куба или октаэдра.

Форма нахождения в природе

 

Облик кристаллов додекаэдрический, формы, которые вообще чрезвычайно характерны для всех гранатов.

Двойники срастания по (210) представляют также большую редкость.

 

Агрегаты. Крупные или мелкие хорошо образованные сростки кристаллов, эллипсоидальные желваки и сплошные массы со скорлуповатой отдельностью.

 

Физические свойства

Оптические

Цвет. Имеет красновато-коричневый, темно-красный, фиолетово-красный, желтовато-красный, красно-бурый, темно-малиновый, оранжевый, бурый, розовый, бесцветный, бледно-фиолетовый. Красная окраска вызывается Fe2+ в восьмерной координации.

Черта минерала как и у всех гранатов из-за высокой твердости отсутствует.

Блеск  стеклянный

Отлив жирный

Прозрачность  Прозрачный до непрозрачного.

Показатели преломленияjavascript:void('h3')

 N = 1,83,

Механические

Твердость 7-7,5

Плотность минерала 3,7—4,26

Спайность у минерала несовершенная по (110), обычно отсутствует, заметны следы отдельности .

 

Химические свойства

He растворяется в кислотах

Прочие свойства

Черновато-красный альмандин при освещении ртутной лампой становится минералом черного цвета.  Минерал обладает парамагнитной вращательной силой. Магнитная восприимчивость в поле напряжения 1000 эрстед от 80 до 150-10-6 эл. магн. ед.  Из пород может выделяться электросепарацией. Диэлектрическая проницаемость 4,3.

Минерал разлагается при нагревании до 900°, образуется смесь гердинита, железистого кордиерита и фаялита. При давлении 10 кбар плавление начинается около 1100°, с увеличением давления на каждые 5 кбар температура плавления возрастает примерно на 100°; при давлении ниже 10 кбар плавится инконгруэнтно с образованием магнетита, шпинели, мелилита, , оливина.

Искусственное получение

Альмандин состава Fe₃Al₂(SiO₄)₃ получен из стекла соответствующего состава и из смеси двухводного оксалата железа, γ-Аl₂O₃ И стекловатого SiO₂ при температуре 830—1030° и давлении 2000— 10 000 бар. Ниже 785° альмандин устойчив при атмосферном давлении, а выше 800°—при давлении 2000 атм. В других условиях распадается на смесь герцинита, Fe-кордиерита и фаялита. При температуре около 700° и давлении 500—700 кГ/см² альмандин получен вместе со спессартином. Синтез  осуществлен также при 900⁰ и давлении 10 000 атм из смеси каолинита, Fe₂O₃, SiO₂ и FeCl₂-4H₂O.

Диагностические признаки

Макроскопически альмандин легко узнаются по характерному облику кристаллов, жирному блеску, высокой твердости и сравнительно большому удельному весу.

Спутники.

Кварц, топаз, биотит, магнетит, диописид, актинолит, пироксен, роговая обманка, кианит, ставролит, флогопит.

Происхождение и нахождение

Альмандин наиболее распространенный минерал среди гранатов. Известен как акцессорный минерал изверженных пород. Встречается в пегматитах, менее обычен в контактово-метасоматических образованиях. Особенно характерен для регионально-метаморфизованных пород.

По Ферсману,  возникает при кристаллизации в кислой плюмазитовой магме, находящейся под большим давлением. Шайрер и Яги  отрицают возможность магматического образования, а также значение высокого давления для его образования; они предположили, что альмандин устойчив при пониженной температуре и недостатке воды (альмандин не образуется в системе FeO — Аl₂O₃— SiO₂ и разлагается при 300°). Соболев с соавторами, описавшие этот минерал из стекловатых дацитов Закарпатья, пришли к заключению, что он образовался при высоких температурах и при высоких давлениях.

Характерен для трех фаций метаморфических пород: амфиболовой, гранулитовой и эклогитовой. Альмандиновой составляющей обогащены гранаты пород низких степеней метаморфизма. Содержание железа в гранатах, образовавшихся при диафторезе, зависит от температуры. При возрастании степени метаморфизма в гранатах уменьшается содержание альмандиновой и спессартиновой молекул и возрастает содержание пироповой молекулы. Это дает возможность использовать гранаты в качестве индикаторов степени метаморфизма. Согласно Энгелам, в кристаллах из парагнейсов Адирондака (США) с увеличением степени метаморфизма увеличивается содержание Mg, Cr, Ti, V, Zn и уменьшается содержание Mn, Fe, Yb, Y.

Встречается в тяжелой фракции осадочных пород в прибрежных морских песках, в коре выветривания. В некоторых осадочных породах является аутигенным.

Изменения минерала.

Часто альмандин замещается хлоритом и эпидотом, реже — биотитом, роговой обманкой, скаполитом, полевым шпатом, гематитом, серицитом. В породах, претерпевших перекристаллизацию, альмандин перешел в шпинель и гиперстен (Винчел, 1953), в кордиерит и магнетит.

Месторождения

Акцессорный альмандин содержится в биотитовых плагиогранитах и лейкократовых микроклиновых гранитах Восточного Саяна, архейских гранитоидах Кольского полуострова, каолинизированных гранитах Лаге Коруна (Испания), в граните и аплите Донегола (Англия). В ксенолитах гранодиорита Ковра (Новый Южный Уэльс, Австралия) наряду с альмандином наблюдаются кордиерит, силлиманит, шпинель. Обнаружен в гранатовом перидотите Южного Хариса (Внешние Гебриды, Великобритания). В Закарпатье содержится в дадите и липаритодадите, в области Саар-Пфальц (Германия) —в риолите, в Скаури (Сатерленд, Англия)— в долерите. В полостях риолита встречен в штат. Невада (США) в ассоциации с кварцем, а в штат. Колорадо—с санидином, кварцем и топазом. Встречен также в вулканических породах Бороундал (Англия), в андезитах Словакии, в гранатокварцевых порфиритах Нисиноми (Япония).

В гранате из Северо-Байкальского пегматитового пояса количество альмандиновой составляющей уменьшается, а количество спессартиновой совставляющей увеличивается при переходе от  высокотемпературных керамических пегматитов к более низкотемпературным редкометальным. В пегматитах Слюдянки (Южное Прибайкалье) альмандин образовался в связи с ассимиляцией боковых пород, встречается у зальбандов жил в ассоциации с биотитом, магнетитом, полевым шпатом, кварцем. Наблюдался в пегматитах Мамского района, в аплитовидных зонах пегматитов Туркестанского хребта (вместе с биотитом и турмалином) в участках пегматитов, где присутствуют ксенолиты сланцев; последние нацело замещены альмандином. Отмечен в пегматитах Аллареченского месторождения, Мурманской обл. , района Мтоко в Родезии, в Монте-Джузеппе в Италии и другим. В скарнах устойчив лишь альмандин с примесью спессартиновой молекулы. Обнаружен на левом берегу р. Большая Лаба (Северный Кавказ) в контакте гранитов и змеевиков; скарновые породы содержат альмандин, диопсид, актинолит, флогопит, хлорит. Встречен на контакте анортозита с мраморами в Адирондаке (США); ближе к мраморам альмандин сменяется гроссуляр-андрадитом.

В некоторых метаморфических породах мамской серии альмандин наряду с силлиманитом относится к главным породообразующим минералам. Широко распространен он в биотит-кордиерит-гранатовых, гиперстен-гранат-биотитовых и биотит-гранатовых плагиогнейсах Алдана. В амфиболитах Шуерецкого района (Карелия Россия) альмандин ассоциируется с роговой обманкой, плагиоклазом, биотитом, а в слюдистокварцевых сланцах Кольского полуострова — с пироксеном, роговой обманкой, эпидотом, магнетитом, полевым шпатом, кварцем. Обнаружен в гнейсах и кристаллических сланцах архея хребта Хамар-Дабан, в гнейсах и амфиболитах Кольского полуострова и Карпат.

В метасоматитах Кривого Рога и Приазовья  (железистые кварциты, магнетит-биотитовые и магнетит-амфиболовые сланцы, амфиболиты) наблюдается вместе с магнетитом, биотитом, куммингтонитом. Отмечен в кордиерит-биотит-гранатовых мигматитах Приднестровья, в алмазоносных эклогитах Якутии, в ксенолитах эклогитов среди щелочных пород трубок взрыва на Памире и в хребте Марун-Кеу (Полярный Урал). В кианит-гранат-слюдистых сланцах Седапурам (Индия) сопровождается кианитом, мусковитом, кварцем, ставролитом, роговой обманкой, биотитом, турмалином, магнетитом, ильменитом, титанитом. В метаморфизованных основных породах Брокен Хила (Новый Южный Уэльс, Австралия) встречается с роговой обманкой и пироксеном. В США установлен в сильно метаморфизованных пелитовых породах Нью-Гэмпшира, в пелитовых роговиках гор Сьерра-Невада, в парагнейсах Адирондака. Севернее Большого Невольничьего озера (Канада) альмандин обнаружен в гнейсах с кордиеритом, силлиманитом, шпинелью, графитом, биотитом, кварцем, микроклином, андезином и турмалином. В парагенетической ассоциации с кордиеритом наблюдаются гранаты, содержащие 71—78% молекулы Fe₃Al₂(SiO₄)₃.

Практическое применение

Имеет широкое применение в качестве абразивного материала. Прозрачные и красиво окрашенные разновидностиы являются полудрагоценными камнями. Альмандин является недорогим камнем и весьма широко используется в доступных изделиях.

 

Физические методы исследования

Дифференциальный термический анализ

 

Главные линии на рентгенограммах: 2,589(10) — 1,595(9) — 1,539(10) — 1,259(9) — 1,071(10) — 1,054(9)

 

Старинные методы. Под паяльной трубкой амальдин сплавляется в темный магнитный шарик.

Кристаллооптические свойства в тонких препаратах (шлифах)

В шлифах  бесцветный, розовый, винно-розовый. Характерны высокий рельеф, шагреневая поверхность. Изотропный. Оптические аномалии обнаруживаются редко; n от 1,754 до 1,87, варьирует в зависимости от состава, возрастает с увеличением содержания Fe+Ti+Mn и понижается с увеличением содержания Са+Mg. Под микроскопом наблюдались включения кварца, полевого шпата, амфибола, магнетита, биотита, хлорита, титанита, кианита, ставролита, мусковита, апатита, циркона, иногда рутила, грюнерита, рудных минералов.