Гранаты (группа минералов)

Грана́ты (от лат. granatum – с зёрнами; название дано по внешнему сходству кристаллов с зёрнами плодов гранатового дерева), группа минералов класса силикатов. Общая химическая формула A₃ B₂ (SiO₄ )₃ , где A – Mg, Fe²⁺ , Mn, Ca; B – Al, Fe³⁺ , Cr³⁺ , Ti³⁺ , V³⁺ . В группировке (SiO₄ )^4– часть атомов кремния может замещаться на атомы алюминия и железа, а кислорода – на гидроксильные группы (OH). Относятся к силикатам островной структуры. В группе гранатов насчитывается около 20 минеральных видов. Наиболее распространены алюминиевые гранаты – пиральспиты (пироп, альмандин, спессартин) и кальциевые гранаты – уграндиты (уваровит, гроссуляр, андрадит), образующие непрерывные изоморфные ряды. Кристаллизуются в кубической сингонии.

Кристаллы ромбододекаэдрической или тетрагон-триоктаэдрической формы. Встречаются в виде сростков кристаллов, друз, сплошных зернистых агрегатов. Гранаты разнообразны по цвету: бесцветные (гроссуляр и пироп с минимальными содержаниями Fe и Cr), розовые, буровато-красные (альмандин), оранжевые (спессартин), кроваво-красные, тёмно-красные (пироп), жёлтые (спессартин и некоторые пироп-гроссуляровые гранаты), зелёные (железистый гроссуляр, уваровит), коричневые, чёрные (андрадит).

Кристаллы гроссуляра разной окраски (Мексика).

Блеск стеклянный, жирный, смоляной, до алмазного. Твёрдость по шкале Мооса 6,5–7,5; плотность (в зависимости от химического состава) 3,57–4,3 г/см³ . Спайность обычно отсутствует.

Происхождение

Гранаты – гипогенные минералы. Пиральспиты обычно магматического или метаморфического происхождения. Пироп входит в состав ультраосновных магматических пород и кимберлитов (является минералом-спутником алмаза); альмандин и спессартин – характерные акцессорные минералы кислых магматических пород и гранитных пегматитов; кроме того, альмандин широко распространён в метаморфических породах (кристаллических сланцах, гнейсах и др.). Уграндиты – типичные минералы контактово-метасоматических образований (скарнов). Благодаря высокой плотности и значительной механической прочности гранаты накапливаются в россыпях.

Практическое значение

Красиво окрашенные прозрачные и полупрозрачные разновидности гранатов – ювелирные камни: зелёный демантоид и зеленовато-жёлтый до золотисто-медового топазолит (разновидности андрадита); малиновый прозрачный альмандин; красный и фиолетово-красный пироп, родолит (малиново-розовый пироп); жёлто-оранжево-красный гессонит и ярко-зелёный цаворит (разновидности гроссуляра); изумрудно-зелёный уваровит и др. В геммологии часто используются торгово-маркетинговые названия ювелирных гранатов: умбалит, гранат Малайя, гранат Мали и др.

Гранаты также используют для производства абразивных материалов.

Синтетические гранаты

Синтетические гранаты представляют собой кристаллические соединения состава R₃ M₂ (MO₄ )₃ [R – редкоземельные элементы (РЗЭ), M – Al, Fe, Ga], по структуре подобные природным гранатам. Обладают высокими прочностью, твёрдостью, термостойкостью, показателем преломления более 1,8; химически стойки. Синтетические гранаты используют в основном в виде монокристаллов, которые выращивают по методу Чохральского, горизонтальной направленной кристаллизацией, из раствора в расплаве и др. Шихту для выращивания гранатов готовят смешивая оксиды соответствующих металлов. Наибольшее распространение получили синтетические гранаты на основе оксидов Al и Ga. В лазерной технике гранаты с РЗЭ в качестве основного элемента используют как пассивные модуляторы добротности или активные среды [например, Er₃ Al₂ (AlO₄ )₃ ], как фазовращатели [например, Dy₃ Al₂ (AlO₄ )₃ , Tb_3–x Y_x Al₂ (AlO₄ )₃ ]; легированные другими РЗЭ или переходными металлами (например, Cr, Co) – как активные среды. Синтетические гранаты на основе оксида Fe [например, Y₃ Fe₂ (FeO₄ )₃ ] применяют как материал магнитных запоминающих устройств и магнитных сердечников для микроволновой и телевизионной аппаратуры. Синтетические гранаты также используют для ювелирных целей (гранатиты).

Литература

Минералы. Справочник. Т. 3, вып. 1. Силикаты с одиночными и сдвоенными кремнекислородными тетраэдрами / отв. ред. Э. М. Бонштедт-Куплетская, Н. Н. Смольянинова. – Москва : Издательство Академии наук СССР, 1972.
Яковлев Ю. М. Монокристаллы ферритов в радиоэлектронике / Ю. М. Яковлев, С. Ш. Генделев. – Москва : Советское радио, 1975.
Балицкий В. С. Синтетические аналоги и имитации природных драгоценных камней / В. С. Балицкий, Е. Е. Лисицына. – Москва : Недра, 1981.
Миловский А. В. Минералогия : учебник для вузов / А. В. Миловский, О. В. Кононов. – Москва : Издательство Московского университета, 1982.
Корнилов Н. И. Ювелирные камни / Н. И. Корнилов, Ю. П. Солодова. – 2-е изд., перераб. и доп. – Москва : Недра, 1986.
Киевленко Е. Я. Геология самоцветов. – Москва : Земля : Экост, 2001.
Багдасаров Х. С. Высокотемпературная кристаллизация из расплава. – Москва : Физматлит, 2004.
Смит Г. Х. Драгоценные камни / пер. с англ. А. С. Арсанов [и др.]. – 3-е изд., доп. – Москва : АСТ : Астрель, 2006.
Блистанов А. А. Кристаллы квантовой и нелинейной оптики : учебное пособие для студентов вузов. – Изд. 2-е, испр. – Москва : Московский институт стали и сплавов, 2007.
Шуман В. Драгоценные и полудрагоценные камни : все виды и разновидности : 1600 отдельных экземпляров / [пер. с нем. О. Л. Резниченко]. – Москва : Бертельсманн Медиа Москау, 2010.
Бетехтин А. Г. Курс минералогии : учебное пособие. – 4-е изд., испр. и доп. – Москва : Книжный дом Университет, 2018.

Интернет-ресурсы[править | править код]

Дополнительные материалы[править | править код]

Минеев С. Д. Гранаты / С. Д. Минеев, А. И. Пономаренко // Горная энциклопедия. В 5 т. – Москва : Советская энциклопедия, 1986. – Т. 2. – С. 162–163.