Пироп -  свойства, применение

Международное название минерала  Pyrope.

Группа граната

Синонимы:

Магнезио-алюминиевый гранат — magnesium aluminium garnet, магнезио-ферроалюминиевый гранат, богемский гранат — bohmischer Granat (Клапрот, 1747), вогезит — vogesite (Вайсбах, 1875), скальный рубин — Felsenrubin (частью, Кёхлин, 1911).
Названием карбункул — carbuncle (Плиний, 77 г. н. э.), иначе карфункель — Кагfunkel (по Дана, 1892) — обозначались красные гранаты (пироп, альмандин), а также шпинель.
Образцы ювелирного качества известны под названиями: капский рубин — Cap-Rubin (по Хинце, 1, стр. 1749), колорадский рубин, аризонский рубин—Arizona ruby, фашодский гранат.

Происхождение названия

Происхождение названия. Пироп — от греческого слова пиропос — подобный огню; назван за его темно-красный цвет.

Пироп Якутия
Пироп, кристаллы в породе.  Фото образца из алмазоносной трубки. Якутия

Формула пиропа

Mg3Al2[SiO4]3

Содержание

 

Химический состав

Химический состав. Mg и Fe••, а также Fe•• и Mn•• в группе гранатов неограниченно заменяют друг друга, давая любые соотношения, но магнезиально-марганцовистый гранат редок. Что касается трехвалентных элементов, то они могут широко заменять один другой.
Из примесей в незначительных количествах иногда присутствуют К2О, Na2O, a также Р2О5, V2O5, ZrO2, BeO и другие.

Химический теоритический состав для Mg3Al2(SiO4)3 : MgO — 30,01, Al2O3—25,29, SiO2—44,70. Наибольшее содержание MgO в природных пиропах — 21,24%; обычно Mg в большей или меньшей степени замещен Fe2+ и Mn, Аl замещен Fe3+ и Cr. Существует непрерывный ряд пироп — альмандин; непрерывные переходы от пиропа к спессартину не установлены. В пиропах Мерунице (Чехия) содержится до 3% иттриевых земель. В кристалах из трубки Обнаженная (Якутия) обнаружено 0,145 г/m U. Железистость — отношение Fe : (Fe+Mg) —  минеральных индивидах всегда больше железистости материнской породы, в которой он заключен.

Гранат промежуточного между пиропом и альмандином состава — родолит.

 

Кристаллографическая характеристика

 

Сингония кубическая, гексаоктаэдрический в. с. 3L44L36L29PC.

Кристаллическая структура

Пространственная группа Iа3d(О10h

Главные формы:

 

Форма нахождения в природе

 

Облик кристаллов.

Облик кристаллов. 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. Поверхность большинства зерен пиропа Якутии (из кимберлитов) и Чехии имеет матовый блеск, часто грубо корродирована; некоторые углубления имеют форму усеченных пирамид, черепитчатую, ступенчатую или представляют подобие отпечатков игл, чечевиц, капель.

 

Часты двойники по

Двойники срастания по (210) представляют также большую редкость.

Агрегаты.

Агрегаты. Часто встречаются в виде сплошных зернистых масс. Округлые зерна, редко кристаллы.

Физические свойства
Оптические

 

Цвет минерала бывает огненно- красный, кроваво-красный, винно-красный, коричневато-красный, оранжевый, розовый, рубиновый, лиловый, редко черный. Светло-лиловая, фиолетово-красная, оранжево-красная и оранжевая окраски связаны с содержанием в минерале Сг8+ и Fe3+, а густо-оранжевая, вероятно, вызвана сочетанием Cr и Ti. С возрастанием содержания Cr2O3 наблюдается изменение цвета пиропа от оранжево-красного до красного и фиолетового. Некоторые якутские пиропы меняют окраску при изменении освещения подобно александриту. Бесцветные прозрачные разности пиропа свободный от примесей железа и хрома — редки. 

Черта отсутствует из-за высокой твердости.

Блеск жирный, стеклянный. N - 1,705

Отлив

Прозрачность просвечивает, реже прозрачен.

Показатели преломления

 N =

Механические

 

Твердость 7–7,5.

Плотность  3,51 Плотность возрастает с увеличением содержания альмандиновой молекулы.

Излом неровный.

Спайность несовершенная по (110), обычно отсутствует.

 Установлена прямая зависимость между n, плотность и содержанием Cr2O3.

 

Химические свойства

Не растворяется в кислотах, даже в HF.
После прокаливания разлагается в НСl с выделением студневидного кремнезема.

Прочие свойства

Обладает магнитной вращательной силой. Парамагнитный. Магнитная восприимчивость 1,34—1,51 • 10~8 г/см Теоретического состава должен быть диамагнитным.
Теплота образования АЯ298= (—) 1429,5 ккал/моль; энтропия S°9g = =58 кал/град-моль; изобарный потенциал образования (химическое сродство) AZ298=(—) 1438,35 ккал/моль.
Для инфракрасного спектра поглощения характерны два основных максимума (2381—2439 и 1754—1786 см~х).

Поведение при нагревании Температура плавления 1185°. Плавится инконгруэнтно при давлении от 25 до 36 кбар, выше 36 кбар конгруэнтно.

Искусственное получение

 Получен из смеси каолинита, Si02, MgO и MgCl2 при температуре 900° и давлении 30 000 атм., из смеси соответствующих окислов при нагревании до 1600° и давлении 50—60 кбар. Стабилен при давлении 15—40 кбар и температуре 1000—1750°. При меньшем давлении распадается на Al-энстатит, сапфирин и силлиманит.
 

Диагностические признаки

Диагностические признаки. Макроскопически легко узнаются по характерному облику кристаллов, жирному блеску, высокой твердости и сравнительно большому удельному весу. Под микроскопом от ставролита отличается по изотропности, от альмандина — по показателю преломления.

 

Сопутствующие минералы  алмаз, оливин

 

Происхождение минерала и нахождение в природе

Происхождение пиропа: Наблюдается как акцессорный минерал в алмазоносных кимберлитах (спутник алмаза).

Намного чаще встречаются месторождения, возникшие под воздействием кислых магм на основные метаморфические породы (амфиболиты и роговообманково-хлоритовые породы и другие), особенно если последние наблюдаются в виде ксенолитов.

Как новообразования, достигающие значительных содержаний, встречается в в кристаллических сланцах: слюдяных, хлоритовых, тальковых, амфиболовых и другие. Состав образующихся гранатов зависит от состава исходных горных пород и от давления, действующего при метаморфизме (при высоких давлениях возникают высокомагнезиальные альмандины, вплоть до пиропа в гроспидитах и эклогитах).

В кристаллах гранатов, достигающих иногда значительны размеров (до 20 см и больше), нередко устанавливаются включения посторонних минералов, образующихся в сланцах. В парагенезисе с ними довольно часто наблюдаются мусковит, биотит, кварц, кианит, силлиманит, графит, рутил, магнетит и другие.

В процессе выветривания гранаты, как относительно стойкие в химическом отношении минералы, переходят в россыпи.

Изменение минерала

 Превращается в зеленое вещество —«келифит»— kelyphite (Шрауф, 1882), которое представляет смесь волокнистого амфибола, полевого шпата, пироксена, шпинели, хлорита, биотита, кальцита и образует корочки на зернах пиропа. Наиболее интенсивно келифитизация проявилась в эклогитах. По данным Матеса, образование келифитовых колец вокруг пиропа не является результатом гистерогенного разрушения. Согласно данным Йодера, келифит образуется по пиропу в присутствии H2O при температуре 600° и давлении около 30 000 psi.
Несомненно также образование по пиропу хлорита. При изменении родолита с гиперстеном образовались антофиллит и биотит.

 

Месторождения пиропа

 Среднераспространенный минерал. Встречается главным образом в кимберлитах, перидотитах, змеевиках. Отмечен в хондритовом метеорите Курара, Западная Австралия, где развился по оливину. В кимберлитах в основном является интрателлурическим.
Пироп широко распространен в кимберлитах Южной Якутии (иногда образует включения в алмазе)  вместе с диопсидом, хромпикотитом и оливином. Содержится в кимберлитах Южной Африки. Отмечен в серпентинизированных перидотитах докембрия в Кокчетавском массиве (Центральный Казахстан). В Чехии встречается в кимберлитах, в серпентинизированных перидотитах (Кутна Гора, Колин, Лин- горка, Мерунице, Тржтено, Кршемже), а также во вторичных месторождениях — в туфах, галечниках и песчаниках (Чешские Средние горы, Северо-Восточная Чехия). Близ Стокдейла (шт. Канзас, США) содержится в серпентинизированном перидотите в виде фенокристаллов. В Какануи (Новая Зеландия) наряду с авгитом и роговой обманкой встречается в нижнеолигоценовой вулканической брекчии.
Пироп с примесью альмандинового компонента характерен для эклогитов. Отмечено метасоматическое образование пиропа при  эклогитизации ксенолитов кристаллических сланцев, наблюдаемых в ксенолитах среди кимберлитов Якутии. В отличие от гранатов из перидотитов он содержит больше кальциевого компонента; состав его варьирует в широких пределах. Широко распространен в эклогитах Якутии, связанных с кимберлитами, а также в эклогитах Норвегии, Англии, Чехии, Индии. Обнаружен среди гнейсов Северной Карелии. В гранатовых амфиболитах Кемпирсая (Южный Урал) пироп образовался путем замещения плагиоклаза. Описан из метаморфических глиноземистых пород Анабарского массива, где пироп-альмандин находится в ассоциации с сапфирином, силлиманитом, гиперстеном, кордиеритом и биотитом.
Наблюдался в тяжелой фракции карбонатных пород Приангарья. Накапливается в делювиальных и аллювиальных россыпях.  Большой известностью пользуются месторождения густо-красного граната (пиропа) из Богемского серпентинизированного перидотитового в Чехии, широко используемого в ювелирном деле.
 

 

Практическое применение пиропа

Прозрачные, красиво окрашенные разности гранатов применяются в ювелирном деле.

Гранаты, обладающие высокой твердостью (альмандин, пироп, спессартин), применяются в качестве абразивного материала. Для этой цели более пригодны гранаты, образовавшиеся в виде изолированных сравнительно крупных кристаллов, нежели гранаты из сплошных зернистых масс. До начала широкого использования карборунда и алунда около 90 % гранатов шло на изготовление так называемой гранатовой бумаги или полотна, употребляемых преимущественно для полирования твердых пород дерева (дуба, ореха, клена, красного дерева и др.), шлифования зеркальных стекол, полирования кожи, твердого каучука, целлулоидных и других изделий. Теперь доля гранатов в этом виде материалов заметно уменьшилась. Для получения абразивных материалов гранатсодержащие породы подвергаются специальному обогащению. Промышленными считаются породы, содержащие более 10 % хорошо образованных крупных кристаллов (более 1 см в поперечнике). Может употребляться для определения возраста по гелиевому методу. Служит индикатором месторождений алмазов.

Физические методы исследования

Дифференциальный термический анализ

 

Главные линии на рентгенограммах: 

 

Старинные методы.

Под паяльной трубкой пироп плавятся. При сплавлении дают шарики, окрашенные в различные цвета. Железистые разновидности пиропа при этом становятся магнитными. С бурой и фосфорной солью многие из них реагируют на Fe, Mn и Cr. В HCl разлагаются только после сплавления..

Mineralmarket

Галлерея