Андрадит минерал

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

Содержание

• Разновидности
• Кристаллографическая характеристика
• Форма нахождения в природе
• Физические свойства
• Химические свойства. Прочие свойства
• Происхождение
• Месторождения
• Практическое применение
• Физические методы исследования
• Кристаллооптические свойства в тонких препаратах (шлифах)
• Купить гранаты (Андрадит)

 

Андрадит 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.

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.

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 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   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) Отмечена отдельность по (110).
• Излом  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

 

Практическое применение

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

Физические методы исследования