Андрадит - гранат, свойства

Синонимы:  Обычный гранат — common garnet (частью), черный гранат — black garnet, известково-железистый гранат — calciumiron garnet, гранат из Лонгбана—Granat v. Langban, кальциевый гранат — Kalkgranat.

руппа граната

Английское название минерала Andradite

Минерал назван по имени португальского минералога д’Андрада (Дана, 1892).

Формула Ca3Fe2[SiO4]3

Андрадит кристаллы в скарне Узбекистан месторождение Лянгар.
Андрадит кристаллы в скарне Узбекистан месторождение Лянгар.

Содержание

 

Химический состав

Химический состав минерала Ca3Fe2(Si04)3 : СаО — 33,10, Fe2O3—31,43, SiO2—35,47. Наиболее близок к теоретическому состав андрадита из Пьемонта; Са изоморфно замещается Mg Fe2+ , Mn; Fe 3+ замещается Аl, Cr и реже Zr (циркониевый шорломит); Si замещается Ti до 17,3% TiO2 в шорломите. Указывается также на возможность замещения Fe3+ трехвалентным титаном, Ti занимает 1/3 тетраэдрических и 1/4 октаэдрических позиций. Существует непрерывный изоморфный ряд андрадит — гроссуляр и, по-видимому, ряд андрадит — уваровит. В зональных гранатах соседние зоны отличаются по составу. В андрадите из скарнов района Кассиар (Канада) содержится 0,9% SnO2. Спектроскопически в андрадите из Арендаля (Норвегия) обнаружено 1,26% В2O3. Содержание гелия позволяет использовать его для определения абсолютного возраста. Иногда содержит редкие земли.

Разновидности

 По цвету и блеску:

Демантоид — demantoid. Изумрудно-зеленый до серовато-зеленого. Блеск алмазный. Найден в уральских золотоносных россыпях. Назван по сильному блеску, напоминающему блеск алмаза (Норденшельд, у Кокшарова, 1878). Синононимы. Хризолит — chrysolite (частью) — торговое название. В ювелирном деле употребляются названия уральский хризолит, уральский оливин.

Демантоид (гранат) Корякская АО месторождение Тамаатнейское
Демантоид (гранат) Корякская АО месторождение Тамватнейское

Топазолит — topazolite — зеленый, медово-желтый и прозрачный. Встречен в Ларсинасе в Пьемонте (Италия). Назван по сходству с топазом (Бонвуазен, 1806).

Колофонит — colophonite — коричневато-желтый до темного красновато-коричневого со смоляным блеском и раковистым изломом. Найден в Арендале, Норвегия. Назван по смоляному блеску (д’Андрада, Симон, 1807). Синононим Смоляной гранат — Grenet resinite (Гасон, 1804), Pech-Granat (Карстен, 1808), кальдерит — calderite (частью, Пидингтон), смоляная вениса.

Желлетит — jelletite — светло-зеленый до темно-зеленого, желтовато-зеленый. Найден в моренных ледниковых отложениях Швейцарии. Назван по имени Желлета, впервые описавшего минерал (Апджон, 1853). Синононим Джеллитит, желлитит.


По составу:

Аплом — aplome содержит до 16,70% MnO, промежуточный между андрадитом и спессартином. Назван по форме выделения от греч. алхоос, (аплоос) — простой (Аюи, 1801). Синононим Аллохроит—allochroite (д’Андрада, 1800), ротхоффит, ротгоффит — rothoffite (Берцелиус, 1819), полиадельфит — polyadelphite (Томсон, 1836), ксантолит — xantholite (Наталу Игл стона, 1892). 

Бредбергит — bredbergite содержит до 12,44% MgO; промежуточный между андрадитом и пиропом. Назван по имени химика Бредберга (Дана, 1868).

Титансодержащие андрадиты: шорломит — schorlomite и меланит — melanite — Са3(Аl, Fe, Ti)2[(Si, Ti)O4]3.

Андрадит (шорломит) Якутия
Шорломит Якутия


По Кухаренко, андрадиты, содержащие больше 11,5% TiO2, относятся к шорломиту, с меньшим содержанием TiO2 — к меланиту. Нижняя граница содержания TiO2 для меланита не определена. Ито и Фрондел шорломитом называют гранат состава Ca3Ti2Fe2SiO12.

Шорломит назван по сходству с шерлом (Шепард, 1846). Синоним шерломит, ферротитанит — ferrotitanite (Уитни, 1849), титаномеланит, титанмеланит — titanmelanite (Маковски, 1938), титановый гранат — titangarnet, иваарит, иваариит, ииваариит — ivaarite (Куторга, 1850).
Меланит (ченый гранаи)тназван по цвету от греч.  мелас —черный (Вернер, 1800). Синононим пиренеит — pyreneite (Вернер, 1811). Встречаются в виде отдельных кристаллов и их скоплений. Содержание редких земель в шорломите в среднем составляет 0,2—0,3 % .  Шорломиты из щелочных пегматитов Африканды содержат 0,006% Sc, из щелочных ультраосновных пород Ковдора — от 0,086 до 0,15% Nb2O5. Среднее отношение Nb2O5 : Та2O5 в шорломитах Кольского полуострова и Карелии около 14.

Плавятся с трудом. Перл буры в окислительном пламени желтый, при охлаждении бесцветный, в восстановительном пламени зеленый. После прокаливания растворяется в НСl с выделением студневидного кремнезема. Шорломит редок. Характерен для щелочных пород и связанных с ними жильных образований. Установлен в щелочных ультраосновных породах Тувы, Кольского полуострова и Карелии (Ковдор, Африканда, Озерная варака, Турий мыс 186,); в Ковдоре и на Турьем мысе ассоциируется с андрадитом, монтичеллитом, флогопитом, титанитом; отмечено замещение шорломитом пироксена, титаномагнетита, перовскита. В Магнет-Ков (шт. Арканзас, США) встречается в сиенитах и фонолитах в ассоциации с брукитом (арканзитом), нефелином, томсонитом, бурым гранатом. Содержится в сиенитах Айс Ривер (Британская Колумбия, Канада). Обнаружен в скарнах у Подзамека (Нижняя Силезия, Польша).
Меланит также характерен для щелочных пород, известен в контактах щелочных гранитов с известняками. Встречен в ряде мест Кольского п-ова и Карелии (Озерная варака, Турий мыс).

 

Кристаллографическая характеристика

Сингония  кубическая, гексаоктаэдрический в. с. 3L44L36L29PC.

 

Кристаллическая структура

 

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 андрадита додекаэдрический, формы, которые вообще чрезвычайно характерны для всех гранатов.

Двойники срастания минерала по (210) представляют также большую редкость.

Агрегаты. Минерал встречается в виде сплошных зернистых масс или  хорошо образованных кристаллов, сростков кристаллов.

 

Физические свойства


Оптические

  • Цвет андрадита  черный, светло-бурый, темно-бурый, коричневый, красный, красно-бурый, красновато-коричневый, медно-коричневый, винно-красный, серовато-зеленый, реже зеленый, желтый, зеленовато-бурый. В зависимости от цвета выделяется ряд разновидностей минерала.
  • Черта отсутствует из-за высокой твердости минерала.
  • Блеск  сильный стеклянный, почти алмазный или смоляной.
  • Прозрачность Прозрачен, полупрозрачен или непрозрачен.
  • Показатели преломления N = 1,895

Механические

  • Твердость 6,5—7,5  Микротвердость 920—1370 кГ/мм2 при нагрузке 50 г; неодинакова в различных зонах и направлениях
  • Плотность 3,53—4,08
  • Спайность  в минерале обычно не наблюдается, лишь на кристаллах из Якобсберга (Швеция) установлена она по (110) В андрадит отмечена отдельность по (110).
  • Излом у андрадита неровный.

Химические свойства

После прокаливания камень легко разлагается в НСl с выделением студневидного кремнезема; демантоид растворяется в НСl без предварительного прокаливания. В отличие от других гранатов флотируется рисайклом — при pH 3,5—4, жирными кислотами— при рН>3—4.

Прочие свойства

Минерал слабомагнитен.  При нагревании минерала до 750—850° анизотропный андрадит становится изотропным. При 1150° искусств, андрадит распадается на гематит и α-CaSiO3 (на воздухе при давлении 1 атм.).

Плавится при 1180° .

Искусственное получение.

Синтезирован из смеси волластонита, Fe2O3 и FeCl3 при давлении 20 000 атм и 900°. Из смеси порошков соответствующих окислов получен при 1280° и атмосферном давлении (в течение 720 час.), а также при 480° и давлении 150 атм (около 500 час.). Высокотемпературный гидротермальный синтез из смеси CaCO3, Fe(OH)3, SiO2 (аморфного) в 5%-ном растворе Na2CO3 осуществлен при давлении 400—800 атм и температуре 600—700°. Совместно с волластонитом получен нагреванием смеси состава 3SiO2* Fe2O3-3CaO до 500° при давлении водяного пара 500 бар. Из смеси Са(ОН)2, Fe2O3 и SiO2 в хлоридных растворах (СаСl2, NH4Cl) В присутствии Na2B4O7 получен при 255—280° и давлении 1500 атм; при замене Са(ОН)2 на СаСO3 температура образования андрадита повышалась до 460—475°.

Изучен в системе 3СаСO3— Fe2O3—3SiO2; синтезирован при давлении 500 атм в 5%-ном растворе NaCl и температуре 500° в течение 5—7 час. и 600° в течение 45—50 мин.  Может возникать при кристаллизации стекла соответствующего состава, при кристаллизации породы, содержащей 60% щелочных полевых шпатов и 35% хлорита, при давлении водяного пара 1000 бар и температуре 600°.
Установлен в составе динасовых кирпичей сталеплавильных печей.

Диагностические признаки

По внешним признакам его легко узнаются по характерному облику кристаллов,  блеску, высокой твердости и сравнительно большой удельному весу.

Спутники. кварц, кальцит, скаполит, плагиоклаз, ортоклаз, оливин, роговая обманка, хлорит и микроклин-пертит эпидот, диопсид, цоизит, актинолит, пироксен.

Происхождение и нахождение

Минерал широко распространен. Он наиболее типичен для скарнов.  Андрадит  встречается в изверженных породах, пегматитах, гидротермальных жилах и регионально-метаморфизованных породах. Андрадитовые скарны обычно сопровождают магнетитовые месторождения контактового происхождения: гора Магнитная, гора Высокая, гора Благо дать (Урал), Дашкесан (Азербайджан) и др. Образование андрадита в метаморфических породах указывает на повышенный потенциал кислорода. Наиболее легко образование андрадита могло происходить в породах, содержащих кварц, кальцит и магнетит. Согласно экспериментальным данным, оптимальные условия замещения андрадитом кальцита — низкое парциальное давление СO2 и температура около 600°. При недостатке кальция и большом количестве кремнезема минерал не возникает, но образуются минералы с низким содержанием кальция (роговая обманка, гиперстен, кордиерит, силлиманит, биотит). Он не наблюдается вместе с более железистым пироксеном, так как в этом случае образуются магнетит, кварц, кальцит и пироксен промежуточного состава.

Образование демантоида связано с взаимодействием основной магмы и известняков в глубинных условиях.

Изменение минерала

Под действием гидротермальных растворов замещается другими минералами, особенно серпентином, хлоритами, эпидотом, актинолитом, гематитом, иногда пренитом, магнетитом, титанитом, альбитом, роговой обманкой. В скарнах Турьинских рудников (Урал) проявилось изменение андрадита с образованием тонко вкрапленного пирита, кварца, кальцита и магнетита. В зоне гипергенеза минерал может терять часть железа; как продукты его выветривания отмечены нонтронит, бурые гидроокислы железа и опал.

Месторождения

Как акцессорный минерал он содержится в сиенитах полуострова Святой Нос (Байкал) в ассоциации с кварцем, кальцитом, пироксеном, скаполитом, плагиоклазом, ортоклазом, иногда с лазуритом и нефелином. Обнаружен в нефелиновых сиенитах Фукушинсан (КНДР).

Установлен в перидотите Симонита, преф. Гумма (Япония) вместе с оливином, роговой обманкой, хлоритом. В Вюрлитце (горы Фихтель, Германия) андрадит (топазолит) наблюдался в трещинах серпентинита вместе с сепиолитом, тальком, асбестом, миллеритом, кварцем и кальцитом.

Андрадит встречается в риолитах и туффитах Подвыгорлатского угольного бассейна (Чехия); наблюдался в вулканических выбросах Монте-Соммы (Италия), в фумарольных отложениях вулкана Фантале (Эфиопия).
В при контактовых зонах пегматитов Слюдянки (Прибайкалье) минерал ассоциируется с кварцем и микроклин-пертитом; в тех же зонах встречаются кальцит, пироксен, титанит. Иттриевый андрадит найден в гранитных пегматитах южнее Гатино Парк, Квебек (Канада) вместе с плагиоклазом, кварцем, цирконом, титанитом и др.
Андрадит, вероятно гидротермальный, в ассоциации с натролитом, ортитом и кварцем встречается в разрушенной части дайки нефелиновых сиенитов во Франклине (шт. Нью-Джерси, США). В полевошпатовых жилах Глен Льюс (Абердиншир, Шотландия) андрадит встречается с альбитом, эгирин-авгитом, титанитом, турмалином. В золотоносных кварцевых жилах Ольгинского рудника (Алтай) в андрадите наблюдались вростки золота. В кварцевых жилах рудника Коммунар (Алтай) андрадит обнаружен в жеодах кварца. На Белоусовском, Змеиногорском и Крюковском месторождениях Западного Алтая андрадит выделялся в начале отложения сульфидов.

На контакте плагиоклазовых порфиритов и плагиогранитов в Джетыгаринском районе (Казахстан) андрадит сопровождается эпидотом, диопсидом, цоизитом, актинолитом. Андрадит входит в состав скарнов наряду с диопсидом, геденбергитом,, эпидотом, везувианом, иногда с волластонитом, актинолитом, хлоритами; такие скарны нередко содержат рудные минералы: магнетит, гематит, сульфиды железа и меди, шеелит и др.  В скарнах Карамазара и Моголтау (Средняя Азия) наиболее ранними минералами являются андрадит-гроссуляр и диопсид, позже образовались более железистый андрадит и геденбергит, затем выделялись гематит и магнетит; отмечается андрадит второй генерации, который развился по гранатам первой генерации и магнетиту; вместе с ним отлагались родонит, роговая обманка, эпидот, гематит. В скарных бассейна р. Гехи (Кафанский район, Армения) минерал сопровождается пироксеном, эпидотом, кварцем, кальцитом, полевым шпатом. В Турьинских рудниках (Урал) по пироксен-андридитовым скарнам образовался магнетит; последний в свою очередь подвергся замещению андрадитом поздней генерации. В скарнах Южной Якутии андрадит ассоциируется с эпидотом, магнетитом, пироксенами, роговой обманкой, актинолитом, флогопитом, пиритом, хлоритом; местами он является продуктом замещения роговой обманки. В хребте Танну-Ола (Тувинская АО) в гранат-магнетитовом и пироксен-гранат-эпидотовом скарнах андрадит нередко встречается в виде мелких октаэдров, частично он замещен магнетитом; спутниками андрадита являются пироксен, актинолит, эпидот. Для скарнов р. Майдантал (Чаткальский район, Киргизия) характерна ассоциация андрадита с пренитом, геденбергитом, кварцем, апофиллитом.

Оловосодержащий андрадит обнаружен на скарновом участке месторождения Плавно (Рудные горы, Чехия) в ассоциации с пироксеном, карбонатами, сфалеритом и пиритом и в Питкяранте (Карелия). В скарнах Центральной Швеции андрадит встречается с актинолитом, диопсидом, иногда с эпидотом, роговой обманкой; по предположению Магнуссона, все эти минералы могли образоваться при реакции в твердом состоянии.

Андрадитсодержащие метаморфические породы обнаружены в Алданском и Анабарском массивах, в Алдано-Слюдянском метаморфическом комплексе — с салитом, кварцем, скаполитом, кальцитом, титанитом, пирротином, апатитом.

Встречен в щелочных метасоматитах Хинганского месторождения (Малый Хинган) в ассоциации с сидерофиллитом, альбитом, адуляром, эпидотом, кальцитом. В Пайсберге (Швеция) ассоциируется с родонитом, клинопироксеном, хлоритом, биотитом, гематитом, баритом и ортитом. Обнаружен в коре выветривания кристаллических пород Украинского кристаллического массива около с. Марьяновки (бассейн р. Соб, Побужье).

Практическое применение

Андрадит служит для изготовления абразивов. Демантоид применяется как полудрагоценный камень.

 

Физические методы исследования

Дифференциальный термический анализ

 

Главные линии на рентгенограммах:   3,026(8) — 2,707(10) — 1,659(7) — 1,611(10) — 1,099(7) — 1,065(7)

Старинные методы. Под паяльной трубкой  сравнительно легко сплавляется в магнитный королек (магнитность зависит от содержания железа).

Кристаллооптические свойства в тонких препаратах (шлифах)

В шлифах бесцветный, светло-желтый, палево-желтый, янтарно-желтый, розовато-желтый, буровато-коричневый, красновато-коричневый. Наблюдается зональность, иногда ритмичная; зоны могут отличаться по окраске, показателям преломления. Преимущественно аномально двуосный, реже изотропный. В оптически аномальных гранатах различаются слабо двупреломляющие полоски, параллельные (110). Сечения кристаллов иногда состоят из анизотропных зон, образующих правильные шестиугольники; характерны закономерно гаснущие секторы, сходящиеся в центре кристалла; их основаниями являются грани (110); ядра кристаллов обычно не имеют зонального строения, но им свойственно секториальное погасание; количество секторов, их форма зависят от кристаллографической ориентировки разреза монокристальных индивидов; иногда направление удлинения полосок образует угол около 60° со следом грани (110) данного сектора и параллельно следу грани (110) одного из смежных секторов. В некоторых индивидах двупреломляющие полосы ориентированы перпендикулярно к следу грани (110) и располагаются ближе к периферии; их пересечение с зонами, параллельными граням, в каждом секторе создает прямоугольную решетку, которая по чередованию различных двупреломляющих полос напоминает собой полисинтетические двойники. Мелкие секториальные зерна при скрещенных николях имеют вид сферокристаллов.

Mineralmarket

Галлерея