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石榴石的英文名称为Garnet，来自于拉丁语Granatum。意思是“像种子”或“有许多种子”。这是因为石榴石晶体具有石榴籽的形状与颜色。数千年来，石榴石被认为是信仰、坚贞和淳朴的象征。红色的石榴石是一月的生辰石。一、石榴石的基本性质(一)矿物名称石榴石(Garnet)。在矿物学中属于石榴石族。(二)化学成分及分类石榴石是岛状硅酸盐矿物，由于这一族矿物存在着广泛的类质同象替代，因此每一种石榴石的化学成分亦有较大变化。石榴石的化学成分通式为A3B2(Si04)3.其中A表示二价阳离子，以Mg2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+等离子为主；B代表三价阳离子，多为Al3+、Cr3+，Fe3+、Ti3+、V3+及Zr3+等。由于进入晶格的阳离子的半径相差较大，又将这种类质同象替代分为两大系列。一类是B位置以三价阳离子Al3+为主，A位置以半径较小的Mg2+、Fe2+、Mn2+等二价阳离子之间进行类质同象替代所构成的系列，称为铝质系列，常见品种有镁铝榴石、铁铝榴石、锰铝榴石；另一类是A位置是大半径的二价阳离子Ca2+为主，B位置以A13+、Cr3+，Fe3+等三价阳离子之间进行类质同象替代所构成的系列，称为钙质系列，常见的有钙铝榴石、钙铁榴石、钙铬榴石。此外，一些石榴石的晶格还附加有OH-离子，形成含水的亚种，如水钙铝榴石等。由于广泛的类质同象替代，石榴石的化学成分通常很复杂，其宝石种属的划分。自然界石榴石的成分通常是类质同象替代的过渡态，很少有端员组分的石榴子存在。(三)晶系及结晶习性石榴石族矿物属等轴晶系。硅氧四面体在晶体内部空间呈岛状分布，之间由以三价阳离子为中心的八面体以及以二价阳离子为中心的十二面体(畸变的立方体)相连接。石榴石通常具有完好的晶形，常见的晶形有菱形十二面体(d)、四角三八面体(n)、六八面体(s)以及三者的聚形。石榴石晶面上常有聚形纹。(四)光学性质1．颜色石榴石的颜色千变万化，除蓝色以外的各种颜色几乎均有出现。这与其广泛的类质同象替代有密切的联系。作为宝石的石榴石，常见的颜色有：（1）红色系列包括红色、粉红、紫红、橙红等；（2）黄色系列包括黄、橘黄、蜜黄、褐黄等；（3）绿色系列包括翠绿、橄榄绿、黄绿等。2．光泽及透明度石榴石的光泽多为玻璃光泽。即使同属玻璃光泽的石榴石也依其折射率值的不同彼此之间会有些差异。折射率较高的品种可呈亚金刚光泽。断口为油脂光泽。石榴石为透明矿物，其透明度一般都较好，但是一些石榴石内部包体过于密集，会降低石榴石的透明度。例如，一些星光石榴石的透明度就远不如相同品种的石榴石。此外，石榴石的集合体通常呈半透明至不透明状。例如，我国青海、新疆等地产出的绿色水钙铝榴石呈半透明状，粉红色宝石级水钙铝榴石也呈半透明状。3．光性特征石榴石为均质体矿物，正常情况下应为全消光，但石榴石常出现异常消光现象。造成这种异常消光的原因主要是石榴石内部晶格的变动。晶格变动主要由两种原因引起：①应力作用导致石榴石内部晶格变动，特别是变质成因的石榴石，这种异常消光很普遍；②类质同象替代普遍而复杂造成的晶格变化。4．折射率石榴石是均质体矿物，其折射率值随成分变化而略有不同，无双折射率。从矿物学角度来看，铝系列的石榴石折射率值在1．710—1．830之间，钙系列的石榴石折射率值在1．734～1．940之间。5．多色性无。6．荧光性石榴石族矿物特别是作为宝石级的石榴石，在紫外线下为惰性，这是石榴石有别于其他红色宝石的特征之一。7．吸收光谱不同的石榴石品种吸收光谱差别较大，石榴石的颜色多样性是由于不同的致色元素造成的，其中最主要的还是类质同象替代改变了其对光的吸收，因而产生截然不同的吸收谱。不同品种石榴石的特征吸收谱将在下面的有关内容中介绍。8．特殊光学效应石榴石中可以出现星光效应、变色效应和猫眼效应。石榴石中星光效应稀少，通常出现四射星光，偶见六射星光。由于针状包体方向不同，在不同的晶面方向出现的星线角度和数量有一定的差异。当针状金红石包体平行于石榴石菱形十二面体晶棱方向(即4个三次轴方向)时，在菱形十二面体面上可以观察到110°和70°的斜交四射星光；当针状包体平行于石榴石八面体晶棱方向(即6个二次轴方向)时，在立方体面上可以观察到正交的四射星光，而在八面体面上可以观察到六射星光；有时正交的四射星光和六射星光可以同时出现在球形石榴石表面。镁铝榴石和镁铝—锰铝榴石常常出现变色效应，日光下呈现蓝绿色而在白炽灯光下呈现酒红色或带有红色调的紫色。变色石榴石富含Mn、Fe、V3+及微量的Cr。这些元素的吸收作用产生了复杂光谱：在蓝绿区存在两个吸收峰(488nm和506nm)和橙黄区的宽吸收带(以575nm为中心)。488nm吸收峰可能与Mn2+有关，506nm处的吸收峰是由Fe2+造成的，而橙黄区的吸收宽带主要由Cr和V共同作用产生。并且V3+在镁铝一锰铝榴石中导致黄绿区的吸收带向长波偏移，从而使变色石榴石对红、绿光的吸收达到均衡的状态。所以在变色石榴石中，V3+应该是导致变色的最主要原因。二、石榴石的品种(一)镁铝榴石化学成分为Mg3Al2(Si04)3，其中常见少量的Fe、Mn替代Mg。自然界中几乎没有纯的镁铝榴石。Mg2+占据十二面体K空间，常常或多或少地被Fe2+、Mn2+等离子取代。其中Mg2+和Fe2+最容易形成完全的类质同象替代，当Fe2+和Mn2+原子数之和小于Mg2+原子数时，可将其定名为镁铝榴石。镁铝榴石的颜色以紫红色—橙色色调为主，宝石级镁铝榴石常见有紫红色、褐红色、粉红色、橙红色等(见图3-1-285)。研究发现，颜色深浅的变化与其中含的Cr2O3、有关。当Cr2O3高时，红色色调加深，当Cr2O3、低时，橙色色调加深，少量产于金伯利岩中的镁铝榴石还具变色效应。镁铝榴石的密度值为3．78(+0．09，-0．16)g／cm3。折射率为1．714～1．742，常见1．74。镁铝榴石的吸收光谱为：564nm宽吸收带，505nm吸收线。含铁的镁铝榴石可有445nm、440nm吸收线；优质镁铝榴石可有Cr吸收，685nm、687nm吸收线及670nm、650nm吸收带。例如，捷克波西米亚和美国亚里桑纳州等地产出的深红色含Cr的镁铝榴石就属此类。镁铝榴石的特征包体有针状矿物及其他形状的结晶矿物包体。据Gubelin实验室研究，波西米亚镁铝榴石中常含有石英晶体。另一些晶质包体可能是普通辉石。亚里桑纳镁铝榴石中还可见一些八面体形状的矿物包体。还有相当数量的镁铝榴石在显微镜下看不见包体。由于石榴石解理不发育，因此在镁铝榴石中很少见到裂隙。(二)铁铝榴石铁铝榴石也称为贵榴石，主要化学成分为Fe3Al2(Si04)3，其中Fe2+常被Mg2+、Mn2+等离子取代，形成类质同象替代系列。宝石级铁铝榴石常见的颜色以红色色调为主，包括褐红色、粉红、橙红等。铁铝榴石的密度为4．05(+0．25，-0．12)g／cm3，其密度随Fe2+被Mg2+取代的多少而变化，Mg2+取代Fe2+越多，密度值越低。铁铝榴石的折射率比较高，为1．760～1．820，常见1．79。铁铝榴石为均质体矿物，但在偏光镜下，很多铁铝榴石可有异常消光。铁铝榴石的特征吸收光谱由Fe2+的吸收造成，在573nm强吸收带，在504nm、520nm(绿区)处有两条较窄的强吸收带，称为“铁铝榴石窗”。此外，铁铝榴石还可以在423nm、460nm、610nm、680～690nm有一些弱的吸收带。铁铝榴石吸收谱线的强弱与Mg2+的类质同象替代有关，Mg2+取代Fe2+越多，则吸收就越弱。铁铝榴石的常见包体有针状包体、结晶矿物包体等。针状包体通常呈三个方向定向排列，相互以110°、70°角相交。当这种定向排列的针状包体非常密集时，可使石榴石产生四射和六射星光效应。铁铝榴石中结晶矿物包体通常具有完好的晶形。斯里兰卡产的铁铝榴石中，还常见特征的“锆石晕圈”，即细小的锆石晶体被包裹在铁铝榴石中，在其周围还带有一个晕环，是由锆石内所含微量的放射性元素辐射造成。其他还有磷灰石、钛铁矿、尖晶石等包体。(三)锰铝榴石锰铝榴石的主要化学成分为Mn3A12(SiO4)3，其中Mn2+通常由Fe2+部分取代，A13+常由Fe3+取代。宝石级锰铝榴石常见颜色有：棕红色、玫瑰红色、黄色、黄褐色等。锰铝榴石的密度为4．12～4．20g／cm3。锰铝榴石的折射率为1．790～1．814，使用普通的宝石折射仪难测。锰铝榴石的特征吸收光谱为Mn2+离子吸收，主要有430nm、420nm和410nm三条吸收线和460nm、480nm、520nm三条吸收带，有时可有504nm、573nm吸收线。但由于这些特征吸收谱均分布于分光镜的蓝区，背景较暗，有时观察起来会有一定困难。锰铝榴石的包体可以是多种多样的，波浪状、浑圆状、不规则状晶体或液态包体。由于内部有平行排列的针状包体，在锰铝榴石中可出现猫眼效应。