石榴子石的教案

石榴子石的教案第1页/共19页分类1—铁铝石榴子石2

类别：硅酸盐矿物—岛状硅酸盐—石榴子石族；

晶系和空间群：等轴晶系；

晶泡参数:a0=1.1526nm；

透明度：不透明；

光泽：玻璃光泽；

硬度：7-7.5；

解理：无解理；

密度：4.318克/立方厘米

其他性质：鉴定特征根据其形态特征易于鉴别，但本族中各种矿物的相互区别，应进行密度，折射率，晶胞参数等的测定才能确定；

成因和产状：是典型的变质矿物之一，常见于各种片岩，片麻岩中。砂矿中常有铁铝榴石；

主要用途：可以作为研磨材料，透明色美者可以作为宝石；

主要产地：亚洲，美国等。第2页/共19页分类2—镁铝榴石1

商业名为红石榴，成分中总含有铁铝榴石。红榴石(来自希腊文pyrōpós，其意为“火眼”)是一种红色的石榴石，化学上等同镁铝硅酸盐，化学式为Mg3Al2(SiO4)3，镁的位置可以由钙及二价铁取代。颜色范围由深红至差不多黑色。透明红榴石会被用作宝石。包裹体：内部较纯净，包裹体较少，仅见固体包裹体。有时有细小针状晶体或由石英组成的圆形学球状小晶体。产状：主要产于金伯利岩、橄榄岩和蛇纹岩及其风化而成的沙砾层中，此外还可以产于榴辉岩及其他基性火成岩中。产地：主要产地有捷克斯洛伐克、南非、东非、美国、俄罗斯、中国等。来自北卡罗莱纳州红榴石的种类是紫红色的，被称为玫瑰榴石英文源自希腊文，意义为"玫瑰"。其化学成分为红榴石及铁铝石榴子石的同晶混杂，比重为两份红榴石对一份铁铝石榴子石。第3页/共19页分类2—镁铝榴石2红榴石有很多商标例如来自捷克的“波希米亚石榴石”，有部分商标为误称如“好望角红宝石”、“亚利桑那红宝石”、“加利福尼亚红宝石”、“洛矶山红宝石”。其他有趣的发现有来自马达加斯加转为蓝色的石榴石，是红榴石及锰铝石榴石的混合物。其蓝色不是如蓝宝石在减弱日光下的蓝，而是间中可以在尖晶石见到的怀旧灰蓝色及绿蓝色。但在白色发光二极管的光下它的颜色转变为最佳的矢车菊蓝蓝宝石，或是丹泉石，其原因是蓝色石榴石有吸收发射光的黄色成分的性质。应用：红榴石是高压岩石的指标性矿物。一些在地幔中产生的岩石如橄榄岩及榴辉岩，它们含有的石榴石通常会含有一些红榴石种类。第4页/共19页分类3—锰铝石榴石化学式为Mn3Al2(SiO4)3。其英文“Spessartine”来自巴伐利亚的斯佩萨（Spessart）。通常在花岗岩伟晶岩及其关联性岩石，或是部分低品质的变质千枚岩中产生。有漂亮橙黄色的锰铝石榴石可以在马达加斯加发现，即马达加斯加石榴石。紫红色的锰铝石榴石可以在科罗拉多及缅因州的流纹岩发现。颜色：最好为橙红色，一般为黄褐色、红褐色、浅橙色。包裹体：典型的是由液滴组成的羽状体，它们往往具有体征的切碎状外观。产状：主要产于花岗伟晶岩、片麻岩、石英岩以及砂矿中。产地：主要产自斯里兰卡、缅甸、巴西、马达加斯加等。第5页/共19页分类4—钙铝榴石化学式：[Ca3Al2(SiO4)3]Grossolurite颜色以及包裹体：

铁钙铝榴石常呈褐黄色至褐红色，包裹体极为典型，大量的圆形晶体和独特的油脂或糖浆状内部效应产生了特殊的粒状外观，晶体可能是磷灰石或锆石。

绿色钙铝榴石包括铬钒钙铝榴石，呈明亮的蓝绿-黄绿色，钒被认为是致色原因，一些宝石中还含有Cr。具有针状至纤维状晶体包裹体。这个品种在查尔斯滤镜下呈粉红色或红色。变种：水硅钙榴石，其特征是化学成分中含水和羟基（OH），晶体呈块状，绿、粉红至灰白色，在一些品种中颜色由Cr所致，透明-微透明，含细粒和通常无固定形状的黑色不透明包裹体。在X-射线下发橙黄色，绿色材料在查尔斯滤镜下可呈粉红色。产状和产地：主要产于受变质的不纯钙质岩石中，尤其是接触带上，此外还产于片岩和蛇纹岩中。主要产地有美国、南非、巴基斯坦等。第6页/共19页分类5—钙铁榴石化学式为Ca3Fe2(SiO4)3，Andradite颜色：依据不同化学成分可以是红、黄、棕、绿或黑色。已确认的种类有黄或绿色的黄榴石，绿色的翠榴石及黑色的黑榴石。产状和产地：钙铁榴石可以在深处的火成岩例（如正长岩、蛇纹石、片岩及结晶化的石灰岩中发现。主要产于片岩和蛇纹岩中的有翠榴石和黄榴石，产于富碱火成岩中的有黑榴石和钛榴石，变质岩及其接触带中的有褐色和绿色品种。主要产地有俄罗斯、扎伊尔、挪威、瑞典、美国和朝鲜等。翠榴石曾因为其产地而被称为“乌拉的祖母绿”，亦是其中一种最有价值的石榴石。黄榴石是钙铁榴石金黄色的变种而黑榴石则是其黑色的变种。品种：钛钙榴石一种黑色的并几乎不透明的品种，很少用作珠宝。翠榴石是Cr致色的绿色品种，因而具有典型的铬光谱，在红区具有双线，在橙区可能有伴生的两个模糊带，在紫区可能有一条强的铁吸收带。翠榴石具有十分典型的“马尾”状包裹体，它具有十分重要的鉴定意义。第7页/共19页分类6—钙铝榴石化学式为Ca3Al2(SiO4)3，虽然钙位置可以被二价铁取代而铝的位置则可以由三价铁取代。钙铝榴石英文名称“Grossular”来自醋栗(gooseberry)的植物学名“grossularia”，其原因在于在西伯利亚发现由以上成分组成的绿色石榴石。其他颜色有肉桂棕（肉桂石变种）、红及黄色。因为它与有相似黄色的锆石有比较差的硬度，它的另一英文名称为“hessonite”，来自希腊文，意思为低等的。钙铝榴石可以在已经变质的石灰岩与符山石、透辉石、硅灰石及方柱石的接触面发现。其中一种最引起关注的变种是产自肯尼亚及坦桑尼亚的纯净绿色钙铝榴石称为沙弗来石。此石榴石在1960年代肯尼亚沙弗地区发现，而同时亦以此地命名。第8页/共19页分类7—钙铬榴石化学式为Ca3Cr2(SiO4)3。Uvauoite。Cr是其化学成分的主要部分。它是一种罕见的鲜亮绿色石榴石，由Cr致色，通常以细小结晶状与橄榄岩、蛇纹岩、庆伯利岩中的铬铁矿一起发现。它在俄罗斯乌拉山脉及芬兰奥托昆普的大理岩结晶及片岩发现。晶体较小，适用于加工的极少，作为宝石，它还鲜为人知。钙铬榴石是一种罕见的矿物，与铬铁矿及蛇纹石共生，产于有Ca和Cr的变质环境中。最有名的产地为芬兰奥托孔普，呈漂亮的绿色晶体，其他产地还有挪威、俄罗斯、南非、加拿大等。第9页/共19页分类8—稀有种类钙钒榴石（Goldmanite）:Ca3V2(SiO4)3钙位于A的位置锆榴石（Kimzeyite）:Ca3(Zr,Ti)2[(Si,Al,Fe)O4]3钙钛榴石（Morimotoite）:Ca3TiFe(SiO4)3钛榴石（Schorlomite）:Ca3(Ti,Fe)2[(Si,Ti)O4]3水绿榴石（Hydrogrossular）:Ca3Al2(SiO4)3-x(OH)4x附有氢氧根,钙位于A的位置水钙铝榴石（Hibschite）:Ca3Al2(SiO4)3-x(OH)4x(而x在0.2与1.5之间)加藤石（Katoite）:Ca3Al2(SiO4)3-x(OH)4x(而x大于1.5)镁铬榴石（Knorringite）:Mg3Cr2(SiO4)3镁或锰位于A的位置镁铁榴石（Majorite）:Mg3(Fe,Al,Si)2(SiO4)3铁锰榴石（Calderite）:Mn3Fe2(SiO4)3第10页/共19页分类9—镁铬榴石化学式为Mg3Cr2(SiO4)3。纯正端元的镁铬榴石永不会在自然界出现。镁铬榴石只会在高压下产生，并常在金伯利岩中发现。它被用作测试钻石是否存在的一个指标矿物。第11页/共19页分类10—变色石榴子石有变色效应的石榴子石。已知有两个亚种：1、锰铝—镁铝榴石，产于东非的坦桑尼亚和肯尼亚，呈橙色到红橙色并泛粉色调，被称为“马来亚石”，或翁巴榴石，其中一些在日光或日光灯下为黄绿或蓝绿色、在白炽灯下为红或紫红色。其变色与含钒有关（V2O5>1%），而与含铬（CrO30.1%）无关。2、中国新发现的一种钙铁榴石，其化学成分（电子探针分析结果）为(Ca2.74,Fe2+0.478)Fe3+1.669[Si1.05O4]3，在日光或日光灯下呈浅绿色者在白炽灯下为橙红色，而在日光或日光灯下呈黄色者在白炽灯下为深亮红色。第12页/共19页地质产状镁铝榴石主要产于基性岩和超基性岩中。铁铝榴石常见于片岩和片麻岩中。钙铝榴石和钙铁榴石是夕卡岩的主要矿物。钙铬榴石产于超基性岩中。石榴子石在自然界广泛分布于各种地质作用中。此外，石榴子石由于性质稳定，在砂矿中分布广泛。第13页/共19页矿床成因可开采和选取石榴子石的矿床中，中国已知的石榴子石矿床成因类型有六种：①超基性岩型石榴子石矿床；②混合岩化伟晶岩型石榴子石矿床；③榴辉岩型石榴子石矿床；④片岩型石榴子石矿床；⑤矽卡岩型石榴子石矿床；⑥第四纪残积坡积冲积型石榴子石矿床。

第14页/共19页地质意义岩石温度史记录石榴石群是利用岩石圈热动力学去理解很多火成岩及变质岩起源的一个关键矿物。石榴石中的元素扩散速度与其他矿物相较之下较为缓慢，而且石榴石亦相对能够抵抗交代作用（metasomatism）。所以个别能够保存其内部复合带的石榴石会被用来理解其身处岩石的温度变化历史。而一些没有复合带的石榴石则会被理解为因为扩散而导致单一化，而因为以上影响而单一化的情况亦可以用来推测身处岩石温度的变化历史。第15页/共19页形成条件石榴石在分析岩石的变质情况亦有其功用。例如榴辉岩可以被定义为有玄武岩成分的岩石，但主要由石榴石及绿辉岩构成。含有红榴石成分较多的石榴石只可以在相对高压的变质岩产生，例如在地壳的底层及地幔中的岩石。橄榄岩可能含有斜长石，或是含丰富铝的尖晶石，或是含丰富红榴石的石榴石，三种矿物都同时存在的话确认了一个令橄榄石及辉石矿物平衡的压力温度带。以上三种矿物是以它们在橄榄岩矿物集合物中，在压力增加的情况下，以其稳定性来排列。所以石榴橄榄岩只可能在地壳深处产生。石榴橄榄岩的捕虏岩，由庆伯利岩从100km或更深处被带上来，而由捕虏岩碎片中包含的石榴石则会用作钻石勘探中庆伯利岩的指标矿物。在300至400km及更深处，辉石成分因为(Mg,Fe)及Si取代了在石榴石的正八面体(Y)位置的2Al而溶入石榴石中，制造出一个硅含量不寻常地高的石榴石，并有作为镁铁榴石的固溶体性质。此高硅含量的石榴石被确认包含在钻石中。第16页/共19页地质形成过程1石榴子石族矿物中不同矿物种具有不同成因的特征，除与地质环境中不同化学成分有关外，还与A类阳离子大小及所处的八次配位的立方体中的稳定性有关，从鲍林法则可知，当阴离子大小不变时(在石榴子石中都统一为O2-)，阳离子越大，其配位数(即与之配位的O2-数)越多；当阳离子较小时，为实现高配位数，就必须增加压力。石榴子石中A类阳离子Ca2+、Mn2+、Fe2+、Mg2+等的配位数都为8。这些离子的半径由Ca2+(0.098nm)、Mn2+(0.096nm)、Fe2+(0.092nm)、Mg2+(0.089nm)依次递减。第17页/共19页地质形成过程2Ca2+呈八次配位，需要压力不大，因此钙铝石榴子石、钙铁