Granátová skupina

granát
Almandine-163762.jpg
Almandine z Garnet Ledge poblíž Wrangell , Wrangell Island , Aljaška s kosočtvercovým dodecahedronem a lichoběžníkovými povrchy (velikost 2,3 cm × 2,3 cm × 2,2 cm)
Obecné a klasifikace
chemický vzorec obecný strukturní vzorec: [8] X 3 [6] Y 2 ( [4] ZO 4 ) 3
Třída minerálů
(a případně oddělení) 		Silikáty a germanáty - ostrovní silikáty (nesosilikáty)
Systém č. na Strunze
a na Danu 		9. AD.25 ( 8. vydání : VIII / A.08)
51.04.03a až 51.04.03d a 51.04.04
Krystalografická data
Krystalový systém krychlový
Krystalová třída ; symbol kubický hexakisoctahedral; 4 / m  3  2 / m
Časté křišťálové tváře {110}, {211}
Fyzikální vlastnosti
Mohsova tvrdost 6,5 až 7,5
Hustota (g / cm 3 ) 3,5 až 4,3
Výstřih nedokonalý
Přestávka ; Houževnatost skořápkovitý, třískavý, křehký
barva variabilní, často červenohnědá, žlutozelená, černá
Barva čáry Bílý
průhlednost průhledné až neprůhledné
lesk Sklo, tuk, lesk pryskyřice
magnetismus ferimagnetický

Skupina granátů (krátký granát ) je důležitou skupinou horninotvorných minerálů z oddělení ostrovních silikátů (nesosilikátů).

Obecný granátový vzorec je: [8] X 3 [6] Y 2 [ [4] ZO 4 ] 3 nebo A 3 2+ B 2 3+ [RO 4 ] 3 , kde „X“, „Y“ a „Z 'nebo' A ',' B 'a' R 'nepředstavují chemické prvky , ale představují definovaná místa v krystalové mřížce. Příslušná mřížková místa mohou být obsazena různými ionty :

  • X nebo A: převážně dvojmocné kationty , dodekaedrické obklopené osmi kyslíkovými anionty, většinou Mg 2+ , Fe 2+ , Mn 2+ a Ca 2+, ale také Y 3+ nebo Na +
  • Y nebo B: převážně trojmocné kationty, oktaedrické obklopené šesti kyslíkovými anionty, většinou Al 3+ , Fe 3+ , Cr 3+ a V 3+ , ale také Ti 4+ , Zr 4+ , Sn 4+ , Sb 5+ nebo Mg 2+ , Mn 2+
  • Z nebo R: převážně čtyřmocné kationty obklopené čtyřmi kyslíkovými anionty, většinou Si 4+ , ale také Al 3+ , Fe 3+ , Ti 4+ , P 5+ , As 5+ , V 5+
  • Anion: většinou O 2- , zřídka také (OH) - nebo F -

V horní skupině granátů, která zahrnuje všechny minerály krystalizující se strukturou granátu, včetně minerálů z jiných minerálních tříd (např. Halogenidy, hydroxidy), zahrnuje skupina granátů všechny minerály s 12 kladnými náboji na jednotku vzorce v poloze Z. V současné době (2013) se jedná pouze o křemičitany .

Granátové minerály obvykle krystalizují v krychlové krystalové soustavě a tvoří převážně izometrické krystaly s charakteristickými tvary kosočtvercového dodecahedronu (také zastaralých granátů ), icositetrahedra a jejich kombinací.

Granáty jsou obecně průhledné až průsvitné, s mnoha cizími příměsemi a v hrubých minerálních agregátech také neprůhledné. Nepoškozené nebo nezvětšené krystalické povrchy mají lesk podobný sklu až tuku . Barva granátu je velmi variabilní, i když převládají načervenalé barevné odrůdy. Paleta se pohybuje od světle zelené přes žlutozelenou až po tmavě zelenou, světle žlutou až žlutooranžovou a oranžovo-červenou a také od světle růžové až po téměř černě vypadající tmavě červenou. Méně časté jsou bezbarvé a hnědé odrůdy a velmi zřídka také barevné ( třpytivé ) a modré granáty. Nicméně, barva linka je vždy bílá.

Jejich relativně vysoká hustota (3,5 až 4,5 g / cm 3 ), Mohsova tvrdost (6,5 až 7,5) a lom světla (n = 1,61 ( katoit ) až n = 1,96 ( kalderit )) je zajímavý jako drahokam i pro průmyslové aplikace .

Etymologie a historie

Otevřené ovoce z granátového jablka ...
... ve srovnání s granátovým minerálem

Termín granát (latinský granatus pro granátový drahokam) byl poprvé vytvořen ve středověku , ale má svůj původ v latinském slově granum pro zrno nebo jádro nebo granatus pro zrnitý nebo bohatý na semena a odkazuje na jedné straně na výskyt minerál v zrnech, který Podobně jako semena granátového jablka ( Punica granatum ), ale také oranžovo-červené až červenofialové barvy květu, ovoce a semen granátového jablka.

Granáty byly již ve starověku používány jako drahé kameny. Ve středověku byli známí společně s rubíny a spinely pod názvem carbuncle (také carbuncle stone ) - většina z nich v té době pocházela z Indie. Slovo „smaragd“ za starou metaforu pro červené granátu vznikl v 13. století z hornoněmčina carbuncle (a krátce poté karfunkel , „maligní vřed, carbuncle “, pravděpodobně pod vlivem hornoněmčina vunke „zapalovací“) z stará francouzská carboncle nebo latinská forma carbunculus ( „malý zářící uhlí“), z latinského carbo ( „uhlí“).

Pod rohem legendárního stvoření jednorožce se předpokládalo, že tam roste kámen carbuncle, který dokáže zahojit všechny rány. Byli obzvláště populární v 19. století, kdy byly české pyropy tak populární, že byly odeslány do Ameriky.

klasifikace

Strunz

Mezitím zastaralá, ale stále používaná 8. edice minerální klasifikace podle Strunze , skupina granátů patřila k obecnému oddělení „ ostrovních křemičitanů (nesosilikátů)“, nese systém č. VIII / A.08 a skládala se z členů almandin , Andradit , Calderit , Goldmanit , grossular , Henritermierit , Hibschite , Holtstamit , Hydrougrandit (zdiskreditovaný 1967 jako zbytečné názvu skupiny), katoite , Kimzeyit , Knorringit , majorite , Morimotoit , pyrop , Schorlomit , Spessartin , Uwarowit , Wadalit a Yamatoit (zdiskreditováno, protože jsou totožné s Momoiitem).

9. vydání Strunzovy minerální klasifikace, které platí od roku 2001, také přiřadí skupinu granátů k oddělení „ostrovních silikátů“. Toto je však dále rozděleno podle možné přítomnosti dalších aniontů a koordinace příslušných kationtů , takže skupina granátů se systémem č. 9.AD.25 podle složení členů almandin, andradit , blythit , calderite, goldmanite, grossular, henritermierite , hibschite, holtstamite , hydroandradite , katoite , kimzeyite , knorringite , majorite , momoiite ( IMA 2009-026 ), morimotoite , pyrop , Schorlomit , Spessartin, Skiagit , Uwarowit a Wadalit v podsekci „Ostrov křemičitany bez dalších aniontů; Lze najít kationty v oktaedrické [6] a obvykle větší koordinaci “.

Dana

Systematika minerálů podle Dany , která se používá hlavně v anglicky mluvícím světě , přiřadí skupinu granátu do sekce „ostrovní silikátové minerály “. Zde se však dělí na podskupiny „řada Pyralspit“ (systém č. 51.04.03a ), „řada Ugrandite“ (systém č. 51.04.03b ), „řada Schorlomit-Kimzeyit“ (systém č. 51.04.03c ) „ Hydro granáty “ (systém č. 51.04.03d ) a „Tetragonální hydro granáty “ (systém č. 51.04.04 ) v podsekci „ Ostrovní křemičitany: skupiny SiO 4 pouze s kationty v koordinaci [6] a> [6] “.

IMA / CNMNC

Klasické klasifikace uvedené výše určují hlavní skupiny (třídy) na základě jejich složení a rozdělují je podle strukturálních kritérií.

Současná klasifikace granátu, kterou vyvinula Mezinárodní mineralogická asociace (IMA) v roce 2013, funguje obráceně. Definuje horní skupinu granátu na základě typu struktury a rozděluje ji podle chemických hledisek, kationtového náboje v tetrahedrálně koordinované poloze Z do 5 skupin a 3 jednotlivých minerálů. Kromě toho byla vložena klasifikace podle rozdělení náboje na pozice mřížky a přidány hypotetické koncové odkazy.

Granátová horní skupina: minerály se strukturou granátu
Příjmení Skvělý Skupina Kenogranat: neobsazená pozice Z. anotace
[8] M 2+ 3 [6] M 3+ 2 [4] □ 3 X - 12
Katoite Hydroxidy Cca 3 Al 2 □ 3 (OH) 12
Hydroxidy Cca 3 Fe 3+ 2 □ 3 (OH) 12 hypotetický koncový článek, až 35 mol% v andraditu, syntetický
Halogenid Cca 3 Al 2 □ 3 F 12 hypotetický terminál, až 11 mol% v hydrogrossulárním
Halogenid Mn 2+ 3 Al 2 □ 3 F 12 hypotetický terminál, až 8 mol% ve spessartinu
Příjmení Skvělý nejmenovaná skupina: halogenidy se 3 náboji na Z anotace
[8] M + 3 [6] M 3+ 2 [4] M + 3 X - 12
Kryolitionit Halogenidy No 3 Al 2 Li 3 F 12
Příjmení Skvělý nejmenovaná skupina: oxidy se 6 náboji na Z anotace
[8] M 2+ 3 [6] M 6+ 2 [4] M 2+ 3 X 2- 12
Yafsoanit Oxidy Cca 3 Te 6+ 2 Zn 3 O 12
Oxidy Pb 3 Te 6+ 2 Zn 3 O 12 hypotetický koncový článek, až 9 mol% v yafsoanitu
Oxidy Cca 3 U 6+ 2 Fe 2+ 3 O 12 hypotetický koncový článek, až 24 mol% v elbrusitu
Příjmení Skvělý Skupina Henritermierite: Silikáty s 8 náboji na Z anotace
[8] M 2+ 3 [6] M 3+ 2 [4] (M 4+ 2 □) X 2- 8 X - 4
Holtstamit Křemičitany Cca 3 Al 2 Si 2 □ O 8 (OH) 4
Henritermierit Křemičitany Cca 3 Mn 3+ 2 Si 2 □ O 8 (OH) 4
Křemičitany Mn 2+ 3 Al 2 Si 2 □ O 8 (OH) 4 hypotetický terminál, až 28 mol% ve spessartinu
Křemičitany Mn 2+ 3 Al 2 Si 2 □ O 8 F 4 hypotetický terminál, až 20 mol% ve spessartinu
[8] M 2+ 3 [6] M 5+ 2 [4] (M 3+ 2 M 2+ ) X 2- 12
Černá Hora Oxidy Cca 3 Sb 5+ 2 Fe 3+ 2 Fe 2+ O 12
Oxidy Cca 3 Sb 5+ 2 Fe 3+ 2 Zn 2+ O 12 hypotetický koncový článek, 20 mol% v Černé Hoře
Příjmení Skvělý Skupina bititicitů: oxidy s 9 náboji na Z anotace
[8] M + 3 [6] M 6+ 2 [4] M 3+ 3 X 2- 12
Oxidy No 3 Te 6+ 2 Fe 3+ 3 O 12 syntetický
[8] M + M 2+ 2 [6] M 5+ 2 [4] M 3+ 3 X 2- 12
Oxidy NaCa 2 Sb 5+ 2 Fe 3+ 3 O 12 syntetický
[8] M 2+ 3 [6] (M 5+ 1,5 M 3+ 0,5 ) [4] M 3+ 3 X 2- 12
Oxidy Cca 3 Sb 5+ 1,5 Fe 3+ 0,5 Fe 3+ 3 O 12 hypotetický terminál, 33 mol% v Černé Hoře
[8] M 2+ 3 [6] (M 5+ M 4+ ) [4] M 3+ 3 X 2- 12
Bitikleit Oxidy Cca 3 Sb 5+ Sn 4+ Al 3 O 12
Dzhuluit Oxidy Cca 3 Sb 5+ Sn 4+ Fe 3+ 3 O 12
Usturit Oxidy Cca 3 Sb 5+ Zr 4+ Fe 3+ 3 O 12
Elbrusite Oxidy Cca 3 U 5+ Zr 4+ Fe 3+ 3 O 12
[8] (M 4+ 0,5 M 2+ 2,5 ) [6] M 4+ 2 [4] M 3+ 3 X 2- 12
Oxidy Čt 4+ 0,5 Ca 2+ 2,5 M 4+ 2 M 3+ 3 O 12 hypotetický terminál, až 20 mol% v kerimasitu
[8] M 3+ 3 [6] M 3+ 2 [4] M 3+ 3 X 2- 12
JÁG Oxidy Y 3+ 3 Al 3+ 2 Al 3+ 3 O 12 hypotetický koncový článek, až 8 mol% v menzeritu- (Y), spessartinu a andraditu
YIG Oxidy Y 3+ 3 Fe 3+ 2 Fe 3+ 3 O 12 hypotetický koncový článek, až 8 mol% v menzeritu- (Y), spessartinu a andraditu
Příjmení Skvělý Schorlomitová skupina: Silikáty s 10 náboji na Z anotace
[8] M 2+ 3 [6] M 4+ 2 [4] (M 4+ M 3+ 2 ) X 2- 12
Kimzeyit Křemičitany Cca 3 Zr 2 SiAl 2 O 12
Irinarassit Křemičitany Cca 3 Sn 4+ 2 SiAl 2 O 12
Hutcheonit Křemičitany Cca 3 Ti 2 SiAl 2 O 12
Schorlomit Křemičitany Cca 3 Ti 2 SiFe 3+ 2 O 12
Kerimasite Křemičitany Cca 3 Zr 2 SiFe 3+ 2 O 12
Toturit Křemičitany Cca 3 Sn 4+ 2 SiFe 3+ 2 O 12
Příjmení Skvělý Skupina granátu: Silikáty s 12 náboji na Z anotace
[8] (M 3+ 2 M 2+ ) [6] M 2+ 2 [4] M 4+ 3 X 2- 12
Menzerit- (Y) Křemičitany Y 2 přibližně Mg 2 Si 3 O 12
Křemičitany Y 2 přibližně Fe 2+ 2 Si 3 O 12 hypotetický koncový článek, až 20 mol% v menzeritu- (Y)
[8] M 2+ 3 [6] M 3+ 2 [4] M 4+ 3 X 2- 12
Pyrope Křemičitany Mg 3 Al 2 Si 3 O 12
Grossular Křemičitany Cca 3 Al 2 Si 3 O 12
Spessartine Křemičitany Mn 2+ 3 Al 2 Si 3 O 12
Almandine Křemičitany Fe 2+ 3 Al 2 Si 3 O 12
Eringait Křemičitany Cca 3 Sc 2 Si 3 O 12
Goldmanit Křemičitany Cca 3 V 3+ 2 Si 3 O 12
Rubinit Křemičitany Cca 3 Ti 3+ 2 Si 3 O 12
Momoiit Křemičitany Mn 2+ 3 V 3+ 2 Si 3 O 12
Knorringit Křemičitany Mg 3 Cr 3+ 2 Si 3 O 12
Uvarowit Křemičitany Cca 3 Cr 3+ 2 Si 3 O 12
Andradite Křemičitany Cca 3 Fe 3+ 2 Si 3 O 12
Kalderit Křemičitany Mn 2+ 3 Fe 3+ 2 Si 3 O 12
Blythite Křemičitany Mn 2+ 3 Mn 3+ 2 Si 3 O 12 hypotetický koncový odkaz
Khoharit Křemičitany Mg 2+ 3 Fe 3+ 2 Si 3 O 12 hypotetický koncový článek, syntetický
Lyžařský výlet Křemičitany Fe 2+ 3 Fe 3+ 2 Si 3 O 12 hypotetický koncový článek, syntetický
[8] M 2+ 3 [6] (M 4+ M 2+ ) [4] M 4+ 3 X 2- 12
Většina Křemičitany Mg 3 SiMg Si 3 O 12
Morimotoit Křemičitany Cca 3 TiFe 2+ Si 3 O 12
[8] (M 3+ 1,5 M + 1,5 ) [6] M 3+ 2 [4] M 4+ 3 X 2- 12
Křemičitany (Y, Yb) 3+ 1,5 Na + 1,5 M 3+ 2 Si 3 O 12 hypotetický terminál, až 7 mol% v almandinu, spessartinu, grossular
[8] (M 2+ M + 2 ) [6] M 4+ 2 [4] M 4+ 3 X 2- 12
Křemičitany M 2+ Na 2 Si 2 Si 3 O 12 hypotetický terminál, až 12 mol% v pyrope grossular
Příjmení Skvělý Skupina Berzeliite: Vanadate / Arsenate s 15 náboji na Z anotace
[8] (M 2+ 2 M + ) [6] M 2+ 2 [4] M 5+ 3 X 2- 12
Shepherdite Vanadates Ca 2 Na Mg 2 V 5+ 3 O 12
Palenzonaite Vanadates Ca 2 Na Mn 2+ 2 V 5+ 3 O 12
Berzeliite Arzenáty Ca 2 Na Mg 2 Jako 5+ 3 O 12
Mangan berelit Arzenáty Ca 2 Na Mn 2+ 2 Jako 5+ 3 O 12
Arzenáty Ca 2 Na Fe 2+ 2 Jako 5+ 3 O 12 hypotetický koncový článek, až 6 mol% v berzeliitu
[8] M + 3 [6] M 3+ 2 [4] M 5+ 3 X 2- 12
Fosfáty No 3 Al 2 P 5+ 3 O 12 hypotetický koncový člen, až 1 mol% v almandinu a pyropu

Podskupiny, zastaralé názvy a hypotetické koncové odkazy

Klasifikace IMA nerozděluje granát dále na podskupiny. Ve starší literatuře existuje rozdělení založené na běžných řadách smíšených krystalů na dvě základní skupiny / řady:

Skupina Pyralspit:

  • Pyrop ( granát hořečnatohlinitý ): Mg 3 Al 2 [SiO 4 ] 3
  • Almandin ( železo-hliníkový granát ): Fe 3 Al 2 [SiO 4 ] 3
  • Spessartin ( manganový hliníkový granát ): Mn 3 Al 2 [SiO 4 ] 3

Skupina Ugrandit:

  • Uwarowit ( granát vápenatý chrom ): Ca 3 Cr 2 [SiO 4 ] 3
  • Hrubý ( granát vápníkového hliníku ): Ca 3 Al 2 [SiO 4 ] 3
    • Grandit : Mezičlánek smíšené série Grossular-Andradit
    • Plazolite : Mezičlánek smíšené série Grossular-Katoit
  • Andradit ( granát vápníku a železa ) Ca 3 Fe 3+ 2 [SiO 4 ] 3

Další názvy směsných krystalových kompozic, hypotetických kompozic nebo syntetických sloučenin:

  • Hibschit : Ca 3 Al 2 [(SiO 4 ) > 1,5 ((OH) 4 ) <1,5 ], nepočítá se jako nezávislý minerál, ale jako meziprodukt smíšený krystal řady grossular - katoit.
  • Hydroandradit : Ca 3 Fe 3+ 2 [(SiO 4 ) > 1,5 ((OH) 4 ) <1,5 ], nepočítá se jako nezávislý minerál, ale jako odrůda andraditu.
  • Jako chloromayenite , wadalite je již počítán mezi horní skupiny granátu. Odchylky od struktury granátu jsou příliš velké.

Modifikace a odrůdy

Achtaragdit z „ústí řeky Akhtaragda“, Viljuj umyvadlo, Rusko (rozměry: 2,5 x 2,4 x 1,5 cm)
  • Akhtaragdite (také Akhtarandite , anglicky Akhtaragdite ): Pseudomorfóza hrubých katoitových smíšených krystalů (hydrogrossulární) po minerálu horní skupiny mayenitů , případně také od Hibschita po Wadalita z Wiljui v Rusku. Eightaragdite se většinou vyskytuje ve formě čtyřstěnných nebo triakiststraedických krystalů od bílošedé až šedohnědé barvy.
  • Bredbergit (podle Jamese Dwighta Dana , kolem roku 1900): Zastaralý a již nepoužívaný název pro odrůdu bohatou na hořčík andradit
  • Demantoid (po Nils von Nordenskiöld , kolem roku 1870): Odrůda Andradite zbarvená žlutozeleně cizími příměsemi
  • Melanit (po Abrahamu Gottlobovi Wernerovi , 1799): Je považován za odrůdu andraditu bohatou na titan a byl pojmenován podle řeckého slova μέλας pro černou , protože se vyskytuje převážně v šedočerných až smolně černých krystalech nebo hrubých agregátech.
  • Topazolith (pro PC Bonvoisin, 1806): Světle žlutá, „ topaz podobná “ odrůda Andradite, poprvé byla objevena ve Valle di Lanza v italské oblasti Piemontu
  • Xalostocite : Název pro husté prorůstání průsvitných růžově zbarvených bigulů s bílým mramorem, který byl pojmenován podle místa, kde byl nalezen v Xalostocu v mexickém státě Morelos .

Vzdělávání a umístění

Granáty přicházejí v masivní nebo zrnité formě, ale často také jako makroskopické krystaly, které mohou vážit až 700 kg.

Granáty jsou zvláště běžné v metamorfovaných horninách, jako jsou ruly , slídy nebo eklogity ; vyskytují se také ve vyvřelých horninách a sedimentární v těžkých minerálních mýdlech (plážové sedimenty, říční sedimenty). Většina dnes přirozeně nalezených drahých kamenů pochází z USA , Jižní Afriky a Srí Lanky .

Přesné chemické složení vždy závisí na složení okolní horniny: Například pyrop bohatý na hořčík se často vyskytuje v peridotitech a serpentinitech , zatímco zelený uvarovit se vyskytuje hlavně v serpentinitové hornině obsahující chrom .

Metapelit ( slídová břidlice , ruly )

Během metamorfózy silikátových pelitů se granáty bohaté na almandin tvoří přibližně od 450 ° C v reakci chloritoid + biotit + H 2 O na granát + chlorit . Při nízkých teplotách jsou granátové smíšené krystaly bohaté na spessartin a jak teploty stoupají, stále více obsahují almandin. Přibližně od 600 ° C se při odbourávání staurolitu tvoří granát . Jak teploty stále rostou, jsou granáty na pyrop stále bohatší a dokonce i když se skála začíná tát, granáty lze stále znovu vytvářet. B. v reakci biotit + sillimanit + plagioklas + kremen na granát + živec draselný + tavenina. Granát degraduje pouze na spinel + křemen při teplotách nad 900 ° C nebo na ortopyroxen + sillimanit při vysokých tlacích .

Metabasite ( granulitu , eklogit )

V sadě metabazitů (např. Metamorfovaných čedičů ) se granát vyskytuje k tvorbě horniny v eklogitech a granátové smíšené krystaly jsou bohaté na pyrop a grossular .

S rostoucím tlakem se granát tvoří při přechodu z granulitových facií na falogitové facie od přibližně 10 kBar, 900 ° C, když ortopyroxen a plagioklas reagují na granát, klinopyroxen a křemen . V blueschists zpočátku bohatá skořápka bohatá na Fe, která na cestě k tvorbě eklogitických facií stále více pyro- a grossularitu bohatší.

Metasomatóza

Při tvorbě skarnů, když kyselé magmatity přicházejí do styku s karbonátovými horninami a s tím spojený transport látek, je granát také často nalezeným reakčním produktem.

Vyvřelé skály

Melanit v mikroskopu
Tenký řez gangfonolitem Kaiserstuhl s idiomorfními krystaly melanitu. Typické je zónované hnědé zbarvení v lineárně polarizovaném světle. Zelené krystaly jsou aegirinaugit.
Pod zkříženými polarizačními filtry zůstává melanit tmavý jako izotropní minerální fáze.

Výskyt lastur v vyvřelinách je méně častý než v metamorfovaných horninách. Různé granáty (hlavně almadine, spessartine a pyrope) jsou popsány z granitů a granodioritů, jakož i andesitů, ale je sporné, zda jsou tyto výskyty primárními precipitáty příslušného magmatu, nebo zda tyto výskyty jsou xenocrystaly nebo případně reakční produkty z roztavené horniny ( Palingenesis ) je třeba vzít v úvahu. Nespornými primárními formacemi jsou naopak granáty v pegmatitech nebo v nefelinických syenitech a jejich sopečné ekvivalenty, fonolity . Melanit (černý andradit) je charakteristickou granátovou fází v posledních druzích hornin.

Dekompozice granátu (retrográdní převody)

ulity podobné kelyfitové útvary kolem již rozložených krystalů granátu (černé) v hadcovité skále

Za určitých lithofaciálních okolností procházejí granáty v metamorfovaných horninách transformací nebo rozkladem. Výsledek těchto procesů se nazývá kelyfit . Přitom vzniká mnoho nových minerálů.

Krystalická struktura

Granáty obecně krystalizují s kubickou symetrií v prostorové skupině Ia 3 d (vesmírná skupina č. 230) . Jednotková buňka obsahuje 8 vzorcových jednotek a v závislosti na složení má délku okraje od 1 146 nm (pyrop) do 1 256 nm (katoit).Šablona: skupina pokojů / 230

Struktura granátové struktury

O 2− anion

Kyslíkové anionty zaujímají obecnou polohu mřížky 96h s bodovou symetrií 1 . Každý O 2− anion je obklopen 4 kationty:

  • Z-kation, spojený silnou, převážně kovalentní vazbou s přibližně 1 valenční vazbou
  • kation Y, ke kterému existuje převážně iontová vazba s přibližně 0,5 vu (valenční jednotky)
  • dva kationty X, ke kterým existují pouze slabé iontové vazby, každý přibližně 0,25 vu.

Na rozdíl od jiných oxidových struktur s vysokou hustotou kyslíkové ionty netvoří nejbližší obal koulí . Velké 8násobně koordinované ionty by nenašly místo v krychlovém nebo šestihranném těsném obalu kyslíkových koulí. Díky komplexnímu propojení všech koordinačních mnohostěnů přes společné rohy a především mnoho společných hran dosahuje granátová struktura vysoké hustoty.

V závislosti na své velikosti a náboji zaujímají kationty tři různé speciální mřížkové polohy, kde jsou obklopeny 4, 6 nebo 8 kyslíkovými ionty.

Čtyřstěn ZO 4

Struktura granátu 1: čtyřstěn ZO 4

Kationty Z (Si 4+ ) sedí na mřížkové poloze 24d s bodovou symetrií 4 , kde jsou obklopeny 4 kyslíkovými ionty, které jsou umístěny v rozích čtyřstěnu.

Stanovené délky vazby ZO jsou mezi 0,163 nm (pyrop, almandin) a 0,165 nm (zlatý manit). Koordinační čtyřstěn ZO 4 má dva páry různě dlouhých hran:

  • dva protilehlé okraje, které nejsou přilehlé k žádné obsazené poloze mřížky o délkách mezi 0,274 nm (almandin a andradit) a 0,276 nm (zlatý manit)
  • dva protilehlé okraje, které hraničí s XO 8 dodecahedra o délkách mezi 0,250 nm (pyrop, almandin) a 0,258 nm (uwarowite, goldmanite).

YO 6 osmistěn

Struktura granátu 2: osmistěn YO 6

Kationty Y sedí na mřížkové poloze 16a s bodovou symetrií 3 , kde jsou obklopeny 6 kyslíkovými ionty, které jsou umístěny v rozích osmistěnu. Stanovené délky YO vazby jsou mezi 0,19 nm (pyrop) a 0,20 nm (andradit). Koordinační mnohostěn GO 6 má dvě různé hrany:

  • 6 hran, které neohraničují žádnou obsazenou polohu mřížky o délkách mezi 0,262 nm (pyrop) a 0,289 nm (andradit)
  • 6 hran, které ohraničují polohu X s délkami mezi 0,269 nm (hrubý) a 0,283 nm (andradit)

XO 8 dodecahedron

Granátová struktura 3: XO 8 dodecahedron

Kationty X sedí na mřížkové poloze 24c s bodovou symetrií 222, kde jsou obklopeny 8 kyslíkovými ionty, které jsou umístěny v rozích dodekaedru ( trigondodekahedron ). Stanovené délky XO vazby jsou mezi 0,22 nm (pyrop) a 0,25 nm (andradit, glodmanit). Koordinační mnohostěn XO 8 má 4 různé hrany:

  • 2 hrany, které hraničí se sousedními čtyřstěny ZO 4 o délkách mezi 0,250 nm (pyrop, almandin) a 0,258 nm (uwarowit, goldmanit).
  • 4 hrany, které hraničí se sousedními osmiúhelníky YO 6 o délkách mezi 0,269 nm (hrubý) a 0,283 nm (andradit)
  • 4 hrany, které ohraničují sousední XO 8 dodecahedra s délkami mezi 0,27 nm (pyrop) a 0,297 nm (hrubý)
  • 8 hran, které neohraničují žádnou obsazenou polohu mřížky o délkách mezi 0,278 nm (pyrop) a 0,287 nm (hrubý, zlatý amnit)

Propojení koordinační mnohostěny

Struktura granátu 4: Propojení koordinačního mnohostěnu
Struktura granátu 5: celkový pohled

Čtyřstěn ZO 4 a osmistěn YO 6 jsou ve svých rozích spojeny sdílenými atomy kyslíku a tvoří rámec střídajících se čtyřstěnů a osmistěnů. Granáty jsou ostrovní křemičitany a jejich čtyřstěny ZO 4 nejsou navzájem přímo spojeny.

Dodecahedra XO 8 jsou spojeny společnými hranami a tvoří prstence po třech, jejichž rovina je kolmá na prostorovou úhlopříčku jednotkové buňky. Tyto XO 8 dodecahedronové prsteny jsou navzájem spojeny a vytvářejí rámec, že ​​každý dodecahedron patří ke dvěma takovým prstencům. Dodecahedra jsou přes další hrany spojeny s čtyřstěnem a octahedrou rámce ZO 4 -YO 6 , prostory, mezi nimiž se vyplňuje.

Snížení symetrie

Zvláště hrubozrnné andraditové smíšené krystaly jsou slabě dvojlomné a opticky biaxiální. U almandinu byla také pozorována optická anizotropie. Optické vlastnosti jsou velmi citlivými indikátory odchylek od ideální kubické struktury. Na druhé straně je bylo možné jen zřídka odhalit při rentgenových strukturních průzkumech granátů. Některé studie ukazují trikliniku (vesmírná skupina I 1 (č. 2, pozice 4) ) nebo ortorombickou (vesmírná skupina Fddd (č. 70) ), ale také tetragonální (vesmírná skupina I 4 1 / acd (č. 142) ) nebo monoklinickou pro takové granáty (vesmírná skupina C 2 / m (č. 12) ) Symetrie. Příčin tohoto snížení symetrie je mnoho:Šablona: skupina místností / 2.4Šablona: skupina místností / 70Šablona: skupina místností / 142Šablona: skupina místností / 12

  • Plastická deformace
  • Snížení symetrie v důsledku napětí v mřížce
  • Magnetooptické efekty díky začlenění prvků vzácných zemin
  • Různá distribuce (pořadí) kationtů na různých oktaedrických pozicích
  • Snížení symetrie řádným začleněním OH skupin

použití

Jako brusivo

Díky své tvrdosti se granát používá také jako brusivo při pískování a řezání vodním paprskem .

V technologii

Zejména uměle vyrobené krystaly s granátovou strukturou se používají v přesných mechanických a optických přístrojích. Na rozdíl od přírodních minerálů jsou zde místo křemíku často zabudovány další prvky. Hliníkový granát ytria (YAG, Y 3 Al 2 [Al O 4 ] 3 ), ve kterém je přibližně jedno procento iontů ytria 3+ nahrazeno ionty neodymu 3+ , je laserový krystal ( Nd: YAG-Laser ), as stejně jako Yb: YAG laser dopovaný ytterbiem a Er: YAG laser dopovaný erbiem . Žlutý luminiscenční konvertor bílých LED byl na začátku vývoje cerem dopovaným YAG. Yttrium-železo-granát (YIG) a příbuzní se používají jako mikrovlnný ferit, rezonátory nebo jako filtry YIG ve vysokofrekvenční technologii.

V sedmdesátých a osmdesátých letech byly granáty používány při výrobě paměti magnetických bublin kvůli jejich speciálním ferimagnetickým vlastnostem .

Jako drahokam

Granáty se používají v různých formách jako drahokamy . Člověk rozlišuje mimo jiné tmavě červený pyrop, kterému se také říká Kaprubin, červeno-černý almandin, smaragdově zelený uwarowit, žlutozelený andradit, černý schorlomit a melanit, transparentně nazelenalý demantoid a oranžovo-červený Spessartin. Existuje také grossular. Kromě toho existuje již několik let nová varianta, oranžový mandarínkový granát. Granáty jsou také známé jako drahokamy malého muže.

  • Polský císařský orel (vyroben kolem roku 1638), skládající se převážně z granátu (tělo) a rubínu (křídla, ocas)

  • „Hvězda Idaho“, největší 6pólový hvězdný granát

  • Smíšený krystal růžového almandinového pyropu

  • Brož se zeleným demantoidem

  • Uvarovitový přívěsek , dlouhý asi 2 cm

Viz také

literatura

Monografie

  • Thomas Fehr, Maximilian Glas, Joachim Zang: Granát. Minerály skupiny granátů: drahokamy, šperky a lasery (=  extraLapis . No. 9 ). Weise, Mnichov 1995, ISBN 3-921656-35-4 .

V kompendiích

Vědecké články

  • S. Geller: Krystalová chemie granátů. In: Journal of Crystallography. Svazek 125, 1967, s. 1-47. ( Soubor PDF; 2,1 MB )
  • GA Novak, GV Gibbs: Krystalová chemie silikátových granátů. In: americký mineralog. Vol.56, 1971, s. 791-825. ( Soubor PDF; 2,2 MB )
  • H. Hirai, H. Nakazawa: Vizualizace nízké symetrie granitového granátu na precesní fotografii. In: americký mineralog. Vol. 71, 1986, s. 1210-1213. ( Soubor PDF; 2,2 MB )
  • D. Brown, RA Mason: Výskyt sektorového dvojlomu v Almandine z Gagnon Terrane, Labrador. In: Kanadský mineralog. Vol. 32, 1994, str. 105-110. ( Soubor PDF; 835 kB )
  • FM Allen, PR Buseck: XRD, FTIR a TEM studie opticky anizotropních granulárních granátů. In: americký mineralog. Vol. 73, 1988, s. 568-584. ( Soubor PDF; 1,6 MB )
  • DK Teertstra: INDEX REFRAKCE A JEDNOTKOVÉ OMEZENÍ KATALOGICKÉ VALENCE A VZORU OBJEDNÁVKY V MINERÁLECH SKUPINY GARNET. In: Kanadský mineralog. Vol.44, 2006, s. 341-346. ( Soubor PDF; 192 kB )
  • KJ Kingma, JW Downs: Analýza krystalové struktury dvojlomného andraditu. In: americký mineralog. Vol. 74, 1989, s. 1307-1316. ( Soubor PDF; 1,0 MB )
  • DT Griffen, DM Hatch, WR Phillips, S. Kulaksis: Krystalová chemie a symetrie dvojlomného tetragonálního pyralspitu 75 -granit 25 -granát. In: americký mineralog. Vol. 71, 1992, s. 399-406. ( Soubor PDF; 1,1 MB )

webové odkazy

Commons : Grenade (Garnet)  - Sbírka obrázků, videí a zvukových souborů
Wikisource: O Uvarowite a Garnet ohledně jejich zničení  - Zdroje a plné texty

Individuální důkazy

  1. ↑ a b c d e f g h i j Hugo Strunz , Ernest H. Nickel : Strunz Mineralogical Tables. Chemicko-strukturní systém klasifikace minerálů . 9. vydání. E. Schweizerbart'sche Verlagbuchhandlung (Nägele a Obermiller), Stuttgart 2001, ISBN 3-510-65188-X , s.  540-542 .
  2. ↑ a b c d e Edward S. Grew, Andrew J. Locock, Stuart J. Mills, Irina O. Galuskina, Evgeny V. Galuskin, And Ulf Hålenius: IMA Report - Nomenclature of the grannet supergroup. In: americký mineralog. Vol.98, 2013, s. 785-811. ( Soubor PDF; 1,1 MB )
  3. ↑ Hans Jürgen Rösler : Učebnice mineralogie . 4. přepracované a rozšířené vydání. Německé nakladatelství pro základní průmysl (VEB), Lipsko 1987, ISBN 3-342-00288-3 , s.  460-466 .
  4. ^ Friedrich Klockmann : Klockmannsova učebnice mineralogie . Ed.: Paul Ramdohr , Hugo Strunz . 16. vydání. Enke, Stuttgart 1978, ISBN 3-432-82986-8 , s.  666 (první vydání: 1891).
  5. ↑ Minerální portrétní granát: barvy měnící a modré granáty. In: Mineralienatlas Lexikon. Stefan Schorn a kol., Přístup 11. srpna 2021 .
  6. ↑ a b DK Teertstra: INDEX REFRAKCE A JEDNOTKOVÉ OMEZENÍ O KATALOGICKÉ VÁLCE A VZORU OBJEDNÁVKY V MINERÁLECH GARNETOVÉ SKUPINY. In: Kanadský mineralog. Vol.44, 2006, s. 342 ( soubor PDF; 192 kB )
  7. ↑ Otto Zekert (Ed.): Dispensatorium pro farmakpoeis Viennensibus v Rakousku 1570. Ed. Rakouskou asociací lékárníků a Společností pro dějiny farmacie. Deutscher Apotheker-Verlag Hans Hösel, Berlín 1938, s. 143.
  8. ^ Friedrich Kluge , Alfred Götze : Etymologický slovník německého jazyka . 20. vydání. Editoval Walther Mitzka . De Gruyter, Berlín / New York 1967; Dotisk („21. nezměněné vydání“) tamtéž 1975, ISBN 3-11-005709-3 , s. 353.
  9. ^ Theodore Ziolkowski : Carbuncle kámen. In: Euphorion. Svazek 51, 1961, s. 297-326.
  10. ↑ Ortrun Riha : Pojmy: Džusy a symboly. In: Medicína ve středověku. Mezi empirickými znalostmi, magií a náboženstvím (= spektrum vědy. Speciál: Archeologie, historie, kultura. Svazek 2.19), (také v Spektrum der Wissenschaft. 2, 2002) 2019, s. 6–11, zde: s. 10.
  11. ↑ a b c Andreas Karlsson, Dan Holtstam, Luca Bindi, Paola Bonazzi, Matthias Konrad-Schmolke: Přidání složitosti granátové superskupiny: monteneveite, Ca3Sb5 + 2 (Fe3 + 2Fe2 +) O12, nový minerál z Montenevemine, provincie Bolzano , Itálie . In: European Journal of Mineralogy . páska 32 , 2020, s. 77-87 ( researchgate.net [PDF; 5.2 MB ; přístup 15. května 2020]).
  12. ↑ a b AP Dodokin, S. Lyubutin, BV Mill, VP Peshkov: Mössbauerův efekt v antiferomagnetických látkách se strukturami granátu . In: Soviet Physics JETP . páska 36 , č. 3 , 1973, s. 526-531 ( jetp.ac.ru [PDF; 200 kB ; přístupné 2. května 2020]).
  13. ↑ Thomas Fehr, Maximilian Glas, Joachim Zang: Granat. Minerály skupiny granátů: drahokamy, šperky a lasery (=  ExtraLapis . No. 9 ). Weise, Mnichov 1995, ISBN 3-921656-35-4 , s. 19 .
  14. ↑ Thomas Fehr, Maximilian Glas, Joachim Zang: Granat. Minerály skupiny granátů: drahokamy, šperky a lasery (=  ExtraLapis . No. 9 ). Weise, Mnichov 1995, ISBN 3-921656-35-4 , s. 9 .
  15. ↑ Thomas Fehr, Maximilian Glas, Joachim Zang: Granat. Minerály skupiny granátů: drahokamy, šperky a lasery (=  ExtraLapis . No. 9 ). Weise, Mnichov 1995, ISBN 3-921656-35-4 , s. 13 .
  16. ↑ Thomas Fehr, Maximilian Glas, Joachim Zang: Granat. Minerály skupiny granátů: drahokamy, šperky a lasery (=  ExtraLapis . No. 9 ). Weise, Mnichov 1995, ISBN 3-921656-35-4 , s. 3 .
  17. ↑ Eugeny Galuskin, Irina Galuskina: Achtarandite - houbový hibschitový pseudomorf po fázi podobné wadalitu: vnitřní morfologie a mechanismus vzniku. In: Nová ročenka pro mineralogii - pojednání. Svazek 178, 1. vydání 2003, s. 63-74. ( PDF 32 kB ; stručný popis)
  18. ↑ Hans Lüschen: Názvy kamenů. Minerální říše v zrcadle jazyka . 2. vydání. Ott Verlag, Thun 1979, ISBN 3-7225-6265-1 , s. 272 .
  19. ↑ Prvky mineralogie: přizpůsobeno používání seminářů a soukromých studentů , John Lee Comstock při hledání knih Google
  20. ↑ Giambattista Brocchi, Carl August von Bloedau: Mineralogické pojednání J. Brocchiho o údolí Fassa v Tyrolsku: opatřeno dodatky, mapou údolí Fassa a listem horských úseků. v Google Book Search
  21. ↑ Thomas Fehr, Maximilian Glas, Joachim Zang: Granat. Minerály skupiny granátů: drahokamy, šperky a lasery (=  ExtraLapis . No. 9 ). Weise, Mnichov 1995, ISBN 3-921656-35-4 , s. 17 .
  22. ↑ Metamorphism of pelites in FS Spear 1993: Metamorphic Phase Equilibria and Pressure-Temperature-Time Paths. Pp. 337-391.
  23. ↑ Roland Vinx: Skalní odhodlání v poli . 3. Edice. Spectrum, Heidelberg 2011, ISBN 978-3-8274-2748-9 , s. 439 .
  24. ↑ WE Tröger: Optické stanovení horninotvorných minerálů . 2. vydání. páska 2 . Švýcarské vousy, Stuttgart 1969, s. 82 .
  25. ↑ M. Okrusch, S. Matthes: Mineralogie . 9. vydání. Springer, Berlín 2014, ISBN 978-3-642-34659-0 , s. 149 .
  26. ↑ Gibbs 1971, s. 791.
  27. ^ A b c d S.Geller: Krystalová chemie granátů. In: Journal of Crystallography. Svazek 125, 1967, s. 4. ( soubor PDF; 2,1 MB )
  28. ↑ a b c Novac & Gibbs 1971 - tabulky 1, 9
  29. ↑ FM Allen, PR Buseck: XRD, FTIR a TEM studie opticky anizotropních granulárních granátů. In: americký mineralog. Vol. 73, 1988, obr. 3, s. 571. ( soubor PDF; 1,6 MB )
  30. ^ D. Brown, RA Mason: Výskyt sektorového dvojlomu v Almandine z Gagnon Terrane, Labrador. In: Kanadský mineralog. Vol. 32, 1994, str. 105-110. ( Soubor PDF; 835 kB )
  31. ↑ Číslování této polohy osy neodpovídá pořadí mezinárodních tabulek pro krystalografii , protože tam není uvedeno.
  32. ↑ FM Allen, PR Buseck: XRD, FTIR a TEM studie opticky anizotropních granulárních granátů. In: americký mineralog. Vol. 73, 1988, s. 580. ( soubor PDF; 1,6 MB )
  33. ↑ Kingma & Downs 1989, s. 1307.
  34. ↑ a b Hirai & Nakazawa 1986
  35. ↑ Griffen a kol. 1992
  36. ↑ Andre Aubry, Yves Dusausoy, Alain Laffaille, Jean. Protas: Determination et etude de la structure cristalline de l'henritermierite, hydrogrenat de symmetretrie quadratique. In: Bulletin de la Societe frangaise de Mineralogie et de Cristallographie. Sv. 92, 1969, s. 126–133.
  37. ↑ FM Allen, PR Buseck: XRD, FTIR a TEM studie opticky anizotropních granulárních granátů. In: americký mineralog. Vol. 73, 1988, obr. 3, s. 568-569. ( Soubor PDF; 1,6 MB )