Группа минералов Гранат

Группа минералов Гранат

Группа граната

Минералы группы гранат представляют собой довольно обширную серию самородков, отличающихся по форме, размеру и цвету. При этом они обладают схожей кристаллической решеткой. В своей основе имеют оксид кремния, остальные элементы могут заменять друг друга, образовывая великолепные варианты расцветок. Свое имя — «гранат», камень получил благодаря внешней схожести наиболее распространенного самоцвета красного окраса на одноименный фрукт. Также описываемые экземпляры получили имя карбункул. Но следует отметить, что оба эти названия не применяются в научной сфере. Официально группу гранатоподобных самоцветов обозначают, как класс силикатов.

Химический состав и строение кристаллов граната

Общая формула для всех видов граната выглядит следующим образом: R3R2[SiO4]3. При этом R3 – это кальций, магний или марганец, а R2 – алюминий, железо или хром. Соответственно при разном наборе элементов образуются различные камни, отличающиеся по цвету и форме. При этом их строение на молекулярном уровне схожее вне зависимости от замещения химических элементов.

кристаллическая решетка граната

При детальном изучении минерала, структура выглядит следующим образом. Частицы оксида кремния (SiO4) изолированы друг от друга, их связывают катионы R3 и октаэдры R2. В результате образуется кубическая симметричная сингония – рисунок 1. Чаще всего каждый кристалл имеет небольшой размер – как зернышко гранатового фрукта. При этом в природе встречаются преимущественно гроздья самородков, объединенные в своеобразные щетки или друзы. Твердость кристалла составляет 6,5-7,5 баллов по Моосу, плотность около 3,5 г/см3.

Все минералы группы силикатов растут достаточно быстро. Для этого необходимо поддержание внешних условий – температура, давление и прочее, а также наличие определенных веществ. Ввиду этого достаточно распространены синтетические самоцветы, которые впоследствии используются в промышленности и ювелирном деле. Следует отметить, что при нагревании расплавленные силикаты граната обладают высокой вязкостью, в результате чего и образуются кубические грани, идентичные природным образцам. Чаще всего карбункул встречается в магматических породах – в этих местах земной коры процент нахождения подобных камней очень высок.

Виды граната

Разделяют две основные группы гранатов:

  1. Пиральспиты – вместе с оксидом кремния в строении присутствуют магний, железо, марганец;
  2. Уграндиты – их также называют кальциевые гранаты. Наравне с металлами в структуру всегда входит кальций. Также встречаются экземпляры, в которых SiO4 частично заменяются (OH)4 – их именуют гидрогранатами.

В отличие от малахитов, для которых характерен натечный вид образования, гранат образуется в пустотах и имеет форму неправильных кристаллических многоугольников. Если изучать внешние характеристики камня – можно каждую из вышеперечисленных групп разбить еще на несколько видов. Все они будут отличаться цветом, происхождением, формой и размером.

  • Пироп – имеет очень яркий внешний вид – именно его часто называют карбункул. Отличается насыщенным красным цветом, основные месторождения находятся в ЮАР и на территории России, в Якутии. Химическая формула выглядит следующим образом: Mg₃Al₂[SiO₄]₃. Пиропы чаще всего представляют собой обособленные включения в материнскую породу, они не имеют ярко выраженную форму многогранников, как все остальные представители минерала.
  • Альмандин – самая распространенная группа. Цвета красный, коричневый, иногда фиолетовый. Образуется в Малой Азии. Химическая формула: Fe²⁺₃Al₂[Sio₄]₃.
  • Спессартин – формируется в Германии в районе Шпессарт, отсюда происходит название камня. Также встречается в Карелии. Имеет розовый и желтовато-бурый окрас. Химическая формула: Mg₃Al₂[SiO₄]₃.
  • Гроссуляр – название происходит от латинского слова grossularia, что в переводе означает крыжовник. Внешний вид напоминает одноименные плоды. Окрас светло-зеленый, иногда с переходом в бурые оттенки. Химическая формула: Ca₃Al₂[SiO₄]₃.
  • Андрадит – назван в честь минералога из Бразилии д’Андрада. Может иметь желтый, красный или зеленоватый цвет. Химическая формула: Ca₃Fe³⁺₂[SiO₄]₃. Также встречается прозрачный андрадит, который относится к драгоценным камням и именуется демантоидом. К этой же группе относят меланит – черный гранат, в состав которого дополнительно включен оксид титана.
  • Уваровит – был обнаружен на Урале в России, соответственно назван в честь российского академика Уварова. Обладает изумрудным цветом. Достаточно редкий вид. Химическая формула: : Ca₃Cr₂[SiO₄]₃.

Самым древним считается карбункул, именуемый альмандин. Найденные поделки с ним датируются еще годами до нашей эры. Но официально название гранат вошло в минералогию в 13 веке. В качестве отдельного минерала его выделил немецкий магистр алхимии, философ и ученый Альберт Мангус. Он занимался изучением различных минералов, образованных в виде пластин, а также имеющих игольчатый вид кристаллов.

Гранат
Общие сведения (состав и физические свойства) читать
Группа Гранат
магические свойства камней Магические свойства граната читать
камни по знаку зодиака Кому подходит гранат по знаку зодиака читать
Разновидности
красный гранат - александрит гранатКрасный и розовый гранат
зеленый гроссулярЗеленый гранат
Черный гранатЧерный гранат
Коричневый оранжевыйОранжевый и коричневый гранат
желтый гранат золотистыйЖелтый гранат

Месторождения гранатов

Гранатовые силикаты являются одними из важнейших породообразующих минералов. Они формируются под воздействием смены очень высоких температур на более низкие, привычные для человеческого организма, режимы. Именно карбункул часто является сопутствующей породой для драгоценных алмазов. При этом период кристаллизации самого драгоценного минерала значительно превосходит сроки образования граната.

Самородки могут встречаться в вулканических кислых горных породах, в щелочной среде, а также в граните или пиропах. Для каждого из перечисленных условий характерно мартенситное превращение металла. Под воздействием термохимических реакций происходит формирование кристаллов силиката, в результате чего появляются необыкновенные образования в земной коре. Именно поэтому существует такое многообразие этого уникального камня.

В 15-18 веках гранатовые месторождения пользовались большой популярностью в России. И это не случайно. Многие женщины носили бусы из карбункула, украшали красными каменьями праздничную одежду и аксессуары.

Также известны массовые залежи разноцветных самородков в Бразилии, Африке (ЮАР), на территории Азии, на побережье Индийского океана, в Австралии.

В 10-11 веках в Европе произошел ювелирный бум на гранаты. Главным месторождением темно-красного камня считалась Чехия. Именно чешские самородки украшают большинство украшений, которые в данный момент хранятся в европейских музеях. Также были обнаружены гранаты в немецкой коммуне Шпессарт, отсюда и произошло название одного из удивительных желтовато-бурых камней – спессартин.

Гранат в породе

Применение граната

Многие ювелиры мира отдают предпочтение работе с гранатом. Его великолепный и такой разнообразный окрас создает необходимое настроение любому украшению. Не случайно до сегодняшних дней сохранились удивительные образцы. Так, одной из известных исторических находок стала древняя печатка из альмандина, датированная 2 веком до нашей эры (Рисунок 3). Уже тогда, не имея современного оборудования, умельцы сумели идеально выгравировать на камне изображение мужчины.

Гемма из граната

Вместе с этим, гранат также применяется в шлифовальной и строительной промышленности. Его используют при создании точильных кругов, а также дробят до порошкообразного состояния. Впоследствии этот порошок вводят в цементные растворы для повышения уровня износостойкости и улучшения физических характеристик стройматериалов.

В приборостроении и электронике минералы граната иногда используют в качестве замены твердых сапфиров и рубинов.