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第十一节石榴石(Garnet)一、概述二、石榴子石的基本特征三、常见品种四、与相似宝石的鉴别五、石榴石的拼合及其鉴别六、石榴石的质量评价一、概述•英文名Garnet，源于拉丁文Granatum，意为“像种子”、“有许多种子”，因晶体具有石榴籽的形状与颜色。也是最早被利用的一种宝石，在我国古时称为“紫牙乌”（紫红色石榴石）。红色石榴石为一月份生辰石，象征着纯朴和忠实。•石榴石是一个复杂的矿物族，其种类已有12个之多，其成员都有一个共同的结晶习性及稍有差异的化学成分。•自然界资源量和宝石的价值有较大的差别。如暗红色的铁铝榴石和镁铝榴石都为常见宝石，价值不高；橙色、橙红色的锰铝榴石则较为稀有，有较高的商业价值；绿色的翠榴石和钙铝榴石则是石榴石族中的珍贵品种，价值不菲。二、石榴石的基本性质1.化学成分及分类•岛状硅酸盐矿物，该族矿物存在广泛类质同象替代，每种石榴石的化学成分和性质有较大变化。•化学成分通式为A3B2(SiO4)3，其中：A为Mg2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+等二价阳离子；B为Al3+、Fe3+、Cr3+、V3+、Ti3＋、Zr3＋等三价阳离子。•石榴石族可分为两大类质同象系列。在A的位置上含Ca元素时，称为“钙榴石系列”；在B的位置上为Al时，则称为“铝榴石系列”。名称成分变种或其它名称铝榴石系列镁铝榴石Mg3Al2[SiO4]3红榴石（红色的铁镁铝榴石）铁铝榴石Fe3Al2[SiO4]3贵榴石（铁铝榴石）锰铝榴石Mn3Al2[SiO4]3钙榴石系列钙铝榴石Ca3Al2[SiO4]3桂榴石（褐黄、酒黄色铁钙铝榴石）铬钒钙铝榴石（绿色，含铬钒）水钙铝榴石（含羟基）钙铁榴石Ca3Fe2[SiO4]3翠榴石（含铬），黑榴石（含钛）钙铬榴石Ca3Cr2[SiO4]3（1）铝榴石系列三个品种之间可产生完全类质同象。（2）钙榴石系列三个品种之间，类质同象发生在钙铝榴石与钙铁榴石，钙铁榴石与钙铬榴石之间。两个系列之间也发生一定的类质同象，如铁钙铝榴石，就是含有少量铁铝榴石成分的钙铝榴石。2.晶系及结晶习性等轴晶系；常具有完好晶形，常见晶形有菱形十二面体、四角三八面体、六八面体及其聚形。晶面上常有聚形纹。砂矿中常见浑圆状砾石。d－菱形十二面体n－四角三八面体s－六八面体四角三八面体菱形十二面体3.光学性质•颜色：除蓝色外的各种颜色几乎均有出现。与广泛的类质同象替代有密切联系。常见颜色如下：•红色系列：红、粉红、紫红、橙红等•黄色系列：黄、橘黄、蜜黄、褐黄等•绿色系列：翠绿、橄榄绿、黄绿等•光泽及透明度：玻璃光泽～亚金刚光泽，断口为油脂光泽；透明，少数为半透明。•光性：均质体，常出现异常消光（应力或类质同象替代引起的晶格变动），特别是镁铝榴石—铁铝榴石系列。•折射率：随成分变化，无双折率。铝系列的在1.710～1.830之间，钙系列在1.734～1.940之间。品种名称折射率镁铝榴石1.714～1.742，常为1.74铁铝榴石1.760～1.820锰铝榴石1.790～1.814钙铝榴石1.730～1.760钙铁榴石1.855～1.895钙铬榴石1.820～1.880水钙铝榴石1.670～1.730•无多色性。•荧光：石榴石族矿物特别是宝石级的石榴石在紫外光下为惰性。这是石榴石有别于其它红色宝石的特征之一。•吸收光谱：不同品种差别较大。•特殊光学效应：星光效应、变色效应和猫眼效应。－星光效应稀少，常为四射星光（110°、70°斜交，或正交），偶见六射星光。有时正交的四射和六射星光可同时出现在球形石榴石表面。－镁铝榴石、镁铝－锰铝榴石常出现变色效应，日光下蓝绿色而白炽灯下成酒红或红紫色。富含Mn、Fe、V3＋及微量Cr。V3＋是导致变色的最主要原因。镁铝榴石的变色效应锰铝榴石猫眼及内部包体钙铝榴石猫眼及内部包体4.力学性质•解理：常不发育，个别品种可有{110}方向的不完全解理，断口为参差状。•密度：3.50～4.30g/cm3，与折射率成正比。•摩氏硬度：7～85.产状石榴石族的矿物在地壳中产出普遍，常以晶体形式产于区域变质岩、接触变质带中,也可作为幔源包体产于各种超基性岩中。或呈卵石状产于冲积层中。不同品种的产出特点略有差异。三、常见品种1.镁铝榴石：Mg3Al2(SiO4)3，常见少量Fe、Mn代替Mg，几乎无纯净的镁铝榴石，当Fe2＋、Mn2＋原子数之和小于Mg2＋时都定名为镁铝榴石。镁铝榴石的商业名为“红榴石”，也曾被称为“火红榴石”。颜色中至深橙红色、红色、紫红色，铁致色，优质者含铬。硬度7.25S.G3.78(+0.09,-0.16)RI1．714～1．742常为1.74色散0.027，中等包裹体内部干净,包体少,有时可见针状晶体。浑圆状的磷灰石，细小的片状钛铁矿等。光谱红区可有吸收线，564nm宽吸收带，505nm吸收线，含铁者可有440、445nm吸收线。产地美国、捷克、南非、斯里兰卡、俄罗斯。产状主要产于各种超基性岩，如金伯利岩、橄榄岩和蛇纹岩及其风化而成的砂砾层中镁铝榴石的变色效应2.铁铝榴石颜色橙红至红、紫红、褐红，铁致色硬度7.5S.G4.05(+0.25,-0.12)RI1.790(±0.030)包裹体金红石针(通常很粗),锆石放射晕圈,不规则浑圆状晶体（磷灰石、钛铁矿、尖晶石等）包体。四射或六射星光。光谱典型“铁铝榴石窗”，黄、绿和蓝绿区三条（573、520、504nm)宽而强的吸收带，橙红区、蓝区可以有弱吸收线。产地印度、斯里兰卡、美国、巴西、赞比亚、坦桑尼亚、中国云南等。产状多种类型的变质岩中，世界各地均有产出最常见的一种石榴石，又称“贵榴石”。以深色、暗色居多。因光泽较强，硬度大，常用作拼合石顶层。成分为Fe3Al2(SiO4)3，越纯，颜色越深。大多含有镁铝榴石和锰铝榴石组分，使颜色变浅。三组金红石针两组金红石针磷灰石包体铁铝榴石铁铝榴石3.锰铝榴石颜色橙红、橙黄、褐红，锰致色硬度7.25S.G4.15(+0.05,-0.03)RI1.810(+0.004,-0.020)包裹体波浪状、不规则和浑圆状晶体包体，针状包体光谱紫区430、420、410nm强吸收线，可有铁铝榴石谱和蓝区吸收线（520、480、460nm）产地斯里兰卡、缅甸、巴西、马达加斯加、美国、澳大利亚、纳米比亚。产状花岗伟晶岩化学式为Mn3Al2(SiO4)3，Fe2＋和Mg2+常部分取代Mn2+，Fe3+取代部分Al3+。锰铝榴石猫眼及内部包体1.68ct/400钙榴石系列最常见的一种石榴石，成分为Ca3Al2(SiO4)3，Al3＋和Fe3＋形成完全类质同象，当前者数量大于后者时称为钙铝榴石。主要品种如下:①铁钙铝榴石（商业称“桂榴石”）：Ca2＋被Fe2＋取代，即（Ca，Fe）3Al2(SiO4)3，Fe3＋致色。②铬钒钙铝榴石：由钒和铬致色。③钙铝榴石集合体：由中～粗粒的绿色和白色钙铝榴石组成的多晶集合体，外观与浅绿色翡翠相似，但色斑为点状，折射率1.74，相对密度3.6，在查尔斯滤色镜下变橙-红色。市场上主要是这种钙铝榴石，而不是水钙铝榴石。④水钙铝榴石：Ca3Al2(SiO4)3-x(OH)4x,块状集合体，有绿色、粉红色、灰白色等，常不均匀，绿色由Cr致色，粉红色由Mn致色。4、钙铝榴石名称铁钙铝榴石铬钒钙铝榴石水钙铝榴石硬度7.257.257S.G3.61(+0.12,-0.04)3.15～3.55透明度透明、半透明透明半透明-不透明RI1.740(+0.020,-0.010)1.720(＋0.010，－0.050)颜色褐黄、酒黄、褐红黄绿、蓝绿绿色、白色、无色、粉色包裹体大量圆形晶体构成糖浆状包体（热浪效应）针状、纤维状晶体暗色矿物，黑色铬铁矿产地斯里兰卡、巴西肯尼亚、坦桑尼亚、巴基斯坦中国、美国、缅甸产状变质岩变质岩变质岩光谱紫区吸收带红区吸收线紫区吸收(带或全吸收)其它或称“桂榴石”滤色镜下变红滤色镜下绿色部分变红钙铝榴石颜色品种（包括乳白色）桂榴石1ct/200钙铝榴石铬钒钙铝榴石2.78ct/12800铬钒钙铝榴石原石水钙铝榴石钙铝榴石猫眼及内部包体水钙铝榴石中暗色包体5、钙铁榴石硬度6.5颜色绿色、黄色、黄绿、黑色。翠榴石可变色（绿黄色、橙红色）光泽玻璃光泽—亚金刚光泽S.G3.81～3.87，RI1.855～1.895，翠榴石为1.888～1.889色散0.057，高，常被体色掩盖包裹体矿物包体，翠榴石有纤维状石棉构成的“马尾状包体”光谱红区有铬线，634、618强吸收，690、685弱吸收，440可见吸收带，440以下全吸收产状含铬的变质岩中产地俄罗斯乌拉尔、扎伊尔、韩国、美国Ca3Fe2(SiO4)3，其中Ca2＋常被Mg2＋和Mn2＋置换，Fe3＋常被Al3+置换，当部分Fe3＋被Cr置换时，即为翠榴石（查尔斯滤色镜下变红）。含Ti多的黑色的称为黑榴石。1.02ct/5001.20ct/5900翠榴石中的纤维状石棉及马尾丝状包体•一种罕见矿物，与铬铁矿及蛇纹石共生，颜色呈深绿、翠绿色，似祖母绿色。常呈菱形十二面体小晶体，颗粒太小，难以琢磨成宝石，一般以晶簇标本为主，主要用作观赏、装饰和收藏品。最著名的产地为芬兰奥托孔普，其他产地还有挪威、俄罗斯、南非、加拿大等。6、钙铬榴石•化学成分为Ca3Cr2(SiO4)3，Cr可被Fe置换，故它是一种与翠榴石相似的品种。•颜色：艳绿色、蓝绿色，常称为祖母绿色石榴石。•密度：3.72～3.78g/cm3，•折射率：1.82～1.88。四、与相似宝石的鉴别1.石榴石品种的鉴别品种镁铝榴石铁铝榴石锰铝榴石钙铝榴石钙铁榴石硬度7.257.57.257.256.5密度3.62-3.873.93-4.34.163.57－3.733.81－3.87RI常见1.741.76－1.821.79-1.8141.73—1.761.855－1.895光泽玻璃强玻璃强玻璃玻璃亚金刚色散0.0220.0240.0270.0280.057颜色紫红、褐红、粉红、橙红褐红、粉红、橙红棕红、玫瑰红、黄、黄褐绿、黄、红、无色黄、绿褐、黑•其它：吸收光谱、包裹体、滤色镜等。名称红色石榴石红尖晶石红锆石红宝石红碧玺RI1.74－1.761.71-1.73少量1.7401.811.76-1.781.62-1.65DR无无0.0590.0090.018光谱铬谱、Fe谱风琴管状典型光谱无多色性无无中等褐红—红橙色—红色桃红—浅粉内含物少量针状物和晶体包体八面体晶体包体双影，晶体包体针状金红石，双晶纹气液两相、管状包体2.与相似宝石的鉴别（1）红色系列名称锰铝榴石黄色锆石黄色蓝宝石金绿宝石晶形菱形十二面体四角三八面体四方柱桶状晶体，六方柱六方锥组成晶面上有横纹短柱状、板状RI1.811.811.76—1.781.74—1.75光谱432吸收线653.5诊断线450吸收窄带444吸收线内含物液滴状包体晶体包体、刻面棱双影干净，少量晶体及针状包体晶体、管状包体（2）黄色系列（3）绿色系列与翠榴石相似的宝石主要是绿色锆石、榍石、铬透辉石和祖母绿。尽管它们在颜色上十分相似，但彼此之间的折射率、双折射率、光性、光谱不同，容易区别。绿色锆石、榍石具有明显的双折射现象，此外翠榴石有特征的“马尾状包裹体”以及在查尔斯滤色镜下变红的特征。五、石榴石的拼合及其鉴别•石榴石拼合石常为二层石，顶层为石榴石薄层，底层为玻璃，来模仿各种天然宝石。如以红色石榴石为顶、绿玻璃为底的拼合石模仿祖母绿。鉴别特征如下：①侧视拼合石，上下光泽、颜色有差异，上下部分的折射率、包裹体特征不同。②放大检查可找到粘合层以及粘合层面上可能有气泡。③拼合石具有“红圈（环）”效应。将拼合石台面向下置于白色背景上，用点光源照射，可见一红色圈环绕宝石腰部。•二层石的拼合缝•红圈（环）效应拼合石通常用较便宜的红色铁铝榴石，仅占冠部顶盖的一部分，其目的不是为了增加颜色，而仅仅是为了增加耐久性，或用玻璃冒充石榴石。从上面看，看不到薄片石榴石的颜色，石榴石和玻璃二层石可制作出各种颜色。•红圈(环)效应•石榴石和玻璃的光泽不同•石榴石与玻璃结合处有气