鈣鐵榴石

鈣鐵榴石

鈣鐵榴石,英文名稱Andradite,是為紀念巴西的礦物學家J.B.d'AndradaeSilva而命名。顏色以黃、綠、褐、黑為主,其中含鈦呈黑色者稱為黑榴石(Melanite);黃色者稱為黃榴石(Topazolite);綠色者稱翠榴石(Demantoid)。如果顏色美麗且透明者,則可作為寶石之用,可惜並不多見,其中帶有亮麗綠色的翠榴石,因微量的鉻元素取代了鐵,顏色近似祖母綠,最具價值。鈣鐵榴石多產在接觸變質的石灰岩和大理岩中,由含鐵的溶液,將岩石中的鈣置換而成;部份也產於正長岩、蛇紋岩和綠泥石片岩中。

物理性質

鈣鐵榴石鈣鐵榴石
晶系:等軸晶系
晶體:單晶呈十二面體,偏方錐面體、六八面體及其混合型
硬度:6.6 ~ 7.5
解理/斷口:無解理;{110}有良好裂理;貝殼狀斷口
光澤:玻璃光澤、油脂光澤到金剛光澤
顏色:以黃色綠色褐色色為主
條痕白色
密度:3.7 ~ 4.1g/cm3
其他:透明到半透明;具脆性;熔化後略帶磁性。

化學特性

鈣鐵榴石鈣鐵榴石
化學成分:Ca3Fe2(SiO4)3
化學分類:矽酸鹽
化學性質:(1)石榴石群礦物的成份,以X3Y2(SiO4)3的化學式來表示;其中X可以為Mg、Ca、Fe2+和Mn2+;Y則為Al3+、Fe3+和Cr3+。不過由於離子普遍有置換情形而產生固溶體,因此成份通常很難純淨。(2)燒熔後,可溶於沸鹽酸;將溶液蒸發後,可殘留下氧化矽的膠質。

野外產狀

(1)產於接觸變質的石灰岩和大理岩中,由含鐵的溶液,將岩石中的鈣置換而成。
(2)產於正長岩、蛇紋岩和綠泥石片岩中,和長石霞石白榴石綠簾石和磁鐵礦共生。

分布概述

鈣鐵榴石鈣鐵榴石

產於俄羅斯的烏拉爾,和含金的礦砂及變質岩共生。別的產地還有義大利北部、薩伊肯亞。黃榴石晶體分布在瑞士和義大利的阿爾卑斯山的變質岩中。黑榴石產生於變質岩和火山熔岩中,質優的晶體分布在義大利的厄爾巴島、法國和德國境內。(晶體結構—等軸;成分—矽酸鈣鐵;硬度—6.5;比重—3.85;折射率—1.85—1.89;雙折射—無;光澤—玻璃至金剛般的)

重要產地

鈣鐵榴石鈣鐵榴石
中國河北省

世界其他地區:
(1)美國New Jersey的Franklin、Arkansus的Magnet Cove、Colorado的Crested Butte、Arizona的Stanley Butte and Siera Ancha、Nevada的sonama Range、California的Garnet Hill、Alabama的Prince of Wales Is,
(2)加拿大Quebec的Ice R. alkalic complex、Ontario的Marmora
(3)法國Hautes Pyrénées的Barèges的Pic d'Espada和Erslios
(4)挪威的Dramnen、Feiringen、Arendal、Augst-Agder、Stoko
(5)瑞典Värmland的Långban、Sala
(6)芬蘭Lake Lagoda的Pitkaranta
(7)義大利Piedmont的Ala Valley
(8)瑞士Valais的Zermatt
(9)奧地利Salzburg的Untersuizbachtal、Tyrol的Pfitschtal
(10)德國的Schwarzenberg、Saxony、Wurlitz、Rieden am Laacher See、Kaiserstuhl
(11)義大利Umbria的Terni、Trentino的Pfirschtal、Rome的Albanhius、FRASCATI的Val Malenco
(12)斯洛伐克的Dobsiná
(13)羅馬尼亞的Dognascska和Moravicza
(14)希臘Serifas的Mega Xhorid、Otjosondu、Namibia、Andros Is.
(15)俄羅斯central Ural Mts.的Nizhni Tagil、Chutosky Pen.的Chutosky Mts.
(16)墨西哥Chihuahua的Lazaro Cardenas、Colima的Trapichillos
(17)南非共和國的Black Rock

主要用途

(1)鈣鐵榴石中以顏色近似祖母綠翠榴石最具寶石價值
(2)硬度高,可以作為研磨材料

鑑定特徵

鈣鐵榴石鈣鐵榴石
(1)利用特殊的晶形及其顏色
(2)利用產狀、比重及折射率的不同來鑑定
(3)鈣鐵榴石熔化後帶有磁性
(4)燒熔後可溶於沸鹽酸;將溶液蒸發後,可殘留下氧化矽的膠質

名石比較

鈣鐵榴石鈣鐵榴石
晶體化學:化學通式A3B2[SiO4]3。類質同像極為廣泛,化學成分複雜。其中,A=Mg2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+及Y、K、Na等;B=Al3+、Fe3+、Cr3+、Ti4+、V3+、Zr4+等。三價陽離子半徑相近,彼此間易發生類質同像代替。二價離子則不同,Ca2+較之Mg2+、Fe2+、Mn2+的離子半徑大,故難於與之發生類質同像替代。故通常將石榴子石族礦物劃分為兩個系列:
鐵鋁榴石系列:(Mg,Fe,Mn)3Al2[SiO4]3
鎂鋁榴石pyropeMg3Al2[SiO4]3
鐵鋁榴石almanditeFe3Al2[SiO4]3
錳鋁榴石spessartiteMn3Al2[SiO4]3
鈣鐵榴石系列:Ca3(Al,Fe,Cr,Ti,V,Zr)2[SiO4]3
鈣鋁榴石grossulariteCa3Al2[SiO4]3
鈣鐵榴石andraditeCa3Fe2[SiO4]3
鈣鉻榴石uvaroviteCa3Cr2[SiO4]3
鈣釩榴石goldmaniteCa3V2[SiO4]3
鈣鋯榴石kimzeyiteCa3Zr2[SiO4]3
此外還有錳榴石(blythite,Mn3Mn2[SiO4]3)、錳鐵榴石(calderite,Mn3Fe2[SiO4]3)、鐵榴石(skiagite,Fe3Fe2[SiO4]3)、鎂鐵榴石(khoharite,Mg3Fe2[SiO4]3)、鎂鉻榴石(knorringite,Mg3Cr2[SiO4]3)、錳釩榴石(yamatoite,Mn3V2[SiO4]3)等。
結構與形態:等軸晶系,a0=1.1459~1.248nm;Z=8。單位晶胞較大。[SiO4]四面體為B組陽離子的八面體[AlO6]、[FeO6]、[CrO6]所連線。其間形成較大的十二面體空腔,可視為畸變的立方體,其中心位置為A組陽離子Ca2+、Fe2+、Mg2+等占據,配位數為8。以鈣鋁榴石為例,晶體結構中1個[AlO6]八面體與周圍6個[SiO4]四面體以共角頂相連線;而與Ca的畸變立方體以共棱方式相連,每個O與1個Al和1個Si相連,並與2個稍遠的Ca相連。因而石榴子石結構比較緊密,其中以沿L3軸方向最緊密,也是化學鍵最強的方向。類質同像代替可引起晶格常數a0的變化。當Al3+、Mg2+、Fe2+升高時,a0減小;Ca2+、Fe3+含量升高,a0明顯增大。六八面體晶類,Oh-m3m(3L44L36L29PC)。常呈完好晶形。常見單形:菱形十二面體d{110},四角三八面體n{211}及二者的聚形,晶面上常有平行四邊形長對角線的聚形紋,歪晶較常見。集合體常為緻密粒狀或緻密塊狀。
物理性能:顏色多樣且隨成分而變化。如鈣鉻榴石因含Cr3+而呈綠色,鎂鋁榴石則隨Cr3+含量的增高由淺變深,由橙色調變為紅、紫紅色調。玻璃光澤居多,有時近於金剛光澤,如鈣鐵榴石。在日光下鉻鎂鋁榴石呈藍色或綠色,而在燈光下呈紫紅色及鮮紅色。硬度6.5~7.5,含OH-者則硬度可降低至5,相對密度3.5~4.2,且隨成分而變化。鈣釩榴石具弱電磁性。
偏光鏡下:高正突起,淡粉紅或淡褐色,個別呈濃褐色、深紅褐色,均質性,鈣鋁-鈣鐵榴石顯明顯的非均質性。折射率受成分、結構影響。一般隨a0增大,Fe、Mg、Al含量降低,而Ca、Fe、Zr含量升高,折射率則增大。在水中的穩定性良好。含OH-者易溶於酸。水鈣榴石在705℃脫去結構水,在440℃、900℃有兩個放熱峰,即440℃時,Fe2+→Fe3+;900℃時發生相變。因此,石榴子石含鐵等變價元素時熱穩定性不高。
產狀與組合:廣泛形成於各種地質作用中。
鑑定特徵:根據其特徵的晶形、顏色及油脂光澤、高硬度等易於辨認。準確鑑定礦物種則需精確測定成分、密度、折射率,或進行X射線衍射分析等。
工業套用:主要用作磨料、水質濾料、裝飾材料和寶石原料等。

質量要求

關鍵在於顏色和透明度。對於紅色品種要求濃艷而透明,顏色則壞依次為純紅、濃紅、淡紅、紫紅,最佳者為血紅色。綠色品種達到祖母綠一樣者極為珍貴,顏色好壞依次為深綠、黃綠、淺綠。透明度要高,不透明品種要注意是否有管狀平行包裹體。此外,要求原石裂紋少,晶體內無黑心或無顏色不純的帶狀構造。晶體越大越好,最低要求在3mm以上。

重要變種

鈣鐵榴石鈣鐵榴石
翠榴石(demantoid)

鈣鐵榴石的重要變種,色澤非常好,翠綠中稍微閃黃,非常像祖母綠翠榴石的名字來源於德文的Demant,意為金剛石,這是由於翠榴石有較高的色散和光澤,好的翠榴石質地清澈,色澤鮮明。同樣是鉻致色。但是翠榴石最讓人失望的是,沒有大顆粒的,上一克拉的就比較少見了,10克拉以上的就只有在某某拍賣會,某某博物館才能看見了。除了被切割成祖母綠型,翠榴石也常被切割成圓鑽型以突出它的高色散,翠榴石的高色散和其中的“馬尾巴”包裹體是其重要識別標誌

標本欣賞

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