7. Группа граната

Сюда относится обширная группа минералов с общей формулой A₃B₂[SiO₄]₃, где A = Mg,Fe^••, Мn^••,Са и B=Al,Fe^•••, Мn^•••. Среди них особенно многочисленны минеральные виды двух изоморфных рядов:

 
             Альмандиновый ряд - (Mg, Fe, Mn)3Al2 [SiO4]3 

               Пироп - Mg3Al2 [SiO4]3 

               Альмандин - Fе3 Al2 [SiO4]3 

               Спессартин - Mn3Al2 [SiO4]3 

             Андрадитовый ряд - Ca3(Al Fe, Cr)2[SiO4]3 

               Гроссуляр - Ca3Al2 [SiO4]3 

               Андрадит - Ca3Fe2[SiO4]3 
   
               Уваровит - Ca3Cr2 [SiO4]3 

Так как все они кристаллизуются в одной сингонии и имеют много общих свойств, мы дадим общее описание их.

Гранаты (формулы см. выше). "Гранатус" по-латыни - подобный зернам. Название дано по сходству цвета первоначально изученных кристалликов граната с цветом зернышек в плодах гранатового дерева. "Вениса" - старое русское название гранатов. Происхождение названий отдельных минеральных видов различно.

Пироп - от греческого "пиропос" - подобный огню; назван за его тёмнокрасный цвет.

Альмандин - искаженное название местности Алабанда, где в старые времена гранили камни ("алабандская вениса" Плиния).

Спессартин - по местности Спессарт в Баварии.

Гроссуляр - так была названа бледнозеленая разность (по ботаническому названию крыжовника); в 1790 г. она была открыта акад. Э. Лаксманом по р. Вилюю (Восточная Сибирь).

Эссонит (гессонит) - железистая разновидность гроссуляра коричневого цвета из Цейлона.

Андрадит - по имени португальского минералога д'Андрада, описавшего в 1800 г. марганцево-железистый гранат.

Демантоид - прозрачная зеленая разность андрадита (в россыпях р. Бобровки на Урале).

Уваровит - в честь министра Уварова; открыт на Урале (анализ был произведен акад. Г. И. Гессом в 1832 г.).

Шорломит является богатой титаном разновидностью андрадита.

Химический состав. Теоретический состав главных минеральных видов приведен в табл. 13.

Mg и Fe^••, а также Fe^•• и Mn^•• в рассматриваемой группе минералов неограниченно заменяют друг друга, давая любые соотношения, но магнезиально-марганцовистый гранат редок. Что касается трехвалентных элементов, то они могут широко заменять один другой. Правда, хромсодержащие гранаты в природе встречаются очень редко.

Из примесей в незначительных количествах иногда присутствуют K₂O, Na₂O, а также P₂O₅, V₂O₅, ZrO₂, BeO и др.

Рис. 290. Кристаллы граната (обычно распространенные)

Сингония кубическая; гексаоктаэдрический в. с. 3L⁴4L³₆6L²9PC. Кристаллы вообще чрезвычайно характерны для гранатов. Облик кристаллов. Наиболее распространенной является форма ромбического додекаэдра (110} (рис. 290), 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. Двойники срастания по (210) представляют также большую редкость. Агрегаты. Часто встречаются в виде сплошных зернистых масс.

Цвет гранатов варьирует весьма широко. Бесцветные прозрачные разности редки. Наиболее обычные цвета различных минералов приведены в табл. 14. Гранаты синего цвета не встречаются.

Хромсодержащие гранаты обычно окрашены в яркозеленый цвет, а иногда, при малом содержании хрома, - в красный. В зеленый цвет иногда окрашены и некоторые прозрачные разности андрадита (демантоид). Вообще каких-либо строгих закономерностей окраски гранатов в зависимости от их состава не установлено. Черта белая или светло окрашенная в различные оттенки. Блеск жирный, стеклянный, иногда близкий к алмазному (андрадит) или алмазный (шорломит). Показатели преломления главных минеральных видов приведены в табл. 14. Они увеличиваются по мере увеличения содержания FeO, Fe₂O₃ и TiO₂.

Твердость 6,5-7,5. Более высокой твердостью обладают альмандин, пироп и спессартин (7-7,5). Спайность несовершенная по {110}, обычно отсутствует. Излом неровный. Уд. вес 3,5-4,2 (см. табл. 14).

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

П. п. тр., за исключением хромовых гранатов, более или менее легко плавятся, особенно андрадит и близкие по составу к нему разновидности. При сплавлении дают шарики, окрашенные в различные цвета. Железистые разновидности при этом становятся магнитными. С бурой и фосфорной солью многие из них реагируют на Fe, Mn и Cr. В HCl лишь андрадит растворяется с большим трудом, выделяя студенистый кремнезем. Остальные разлагаются только после сплавления.

Происхождение. Наибольшим распространением пользуются гранаты контактово-метасоматического происхождения, возникающие в результате реакций преимущественно кислых магм с карбонатными породами (известняками и доломитами) в условиях сравнительно высоких температур. Нередко встречаются в виде сплошных масс (гроссуляр и андрадит) или входят в состав скарнов, состоящих главным образом из известковистых силикатов: диопсида, геденбергита, эпидота, везувиана, иногда волластонита, актинолита, хлоритов, гельвина и др. Андрадитовые скарны содержат также рудные минералы.

Реже встречаются месторождения гранатов (главным образом альмандина), возникшие под воздействием кислых магм на основные метаморфические породы (амфиболиты, роговообманковые гнейсы, роговообманково-хлоритовые породы и др.), особенно если последние наблюдаются в виде ксенолитов среди изверженных пород.

Как новообразования гранаты широко распространены также в кристаллических сланцах: слюдяных, хлоритовых, тальковых, амфиболовых и др. Состав образующихся гранатов зависит от состава исходных горных пород. При метаморфизме пород, богатых Al и Fe, образуется альмандин, известковистых пород-гроссуляр, магнезиально-глиноземистых пород - пироп и т. д. В кристаллах гранатов, достигающих иногда значительных размеров (до 1 см и больше), нередко устанавливаются включения посторонних минералов, образующихся в сланцах. В парагенезисе с ними довольно часто наблюдаются мусковит, биотит, кварц, дистен, силлиманит, графит, рутил, магнетит и др.

Уваровит и другие богатые хромом гранаты довольно часто наблюдаются в виде хорошо образованных кристаллов в ассоциации с хромшпинелидами и хромовыми хлоритами в пустотах (главным образом в трещинах) среди месторождений хромистых железняков в ультраосновных изверженных горных породах (Сарановское месторождение на Урале).

В процессе выветривания гранаты, как относительно стойкие в химическом отношении минералы, переходят в россыпи. Однако железистые гранаты при интенсивных процессах выветривания разлагаются, образуя бурые железняки в виде железных шляп. Еще легче разрушаются марганцовистые гранаты с образованием гидроокислов марганца.

Практическое значение. Прозрачные красиво окрашенные разности гранатов применяются в ювелирном деле как полудрагоценные камни. В настоящее время они большого значения не имеют.

Гранаты, обладающие высокой твердостью (альмандин, пироп, спессартин), широко применяются в качестве абразивного материала. Для этой цели более пригодны гранаты, образовавшиеся в виде изолированных сравнительно крупных кристаллов, нежели гранаты из сплошных зернистых масс. Около 90% гранатов идет на изготовление так называемой гранатовой бумаги или полотна, употребляемых преимущественно для полировки твердых пород дерева (дуба, ореха, клена, красного дерева и др.), шлифования зеркальных стекол, полировки кожи, твердого каучука, целлулоидных и других изделий.

Для получения абразивных материалов гранатсодержащие породы подвергаются специальному обогащению. Промышленными считаются породы, содержащие более 10% хорошо образованных крупных кристаллов (более 1см в поперечнике).

Месторождения. Наиболее широким развитием гранаты пользуются в скарнах. Они являются постоянными спутниками магнетитовых месторождений контактового происхождения: гора Магнитная, гора Высокая, гора Благодать (Урал), Дашкесан (Закавказье) и др. С гранатовыми скарнами бывают связаны также месторождения шеелита.