石榴石

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基本性质
石榴石，中国古时称为紫鸦乌或子牙乌，是一组在青铜时代已经使用为宝石及研磨料（Abrasive）的矿物。常见的石榴石为红色，石榴石英文"Garnet"来自拉丁文"granatus"（"grain"，即谷物），可能由"Punica granatum"（"pomegranate"，即石榴）而来，它是一种有红色种子的植物，其形状、大小及颜色都与部分石榴石结晶类似。
常见的石榴石因应其化学成分而确认为六种种类，分别为红榴石（Pyrope）、铁铝榴石（Almandine）、锰铝榴石（Spessartite）、钙铁榴石（Andradite）、钙铝榴石（Grossular，变种有沙弗来石（tsavorite）及肉桂石（hessonite））及钙铬榴石（Uvarovite）。石榴石形成两个固溶体系列：（1）红榴石-铁铝榴石-锰铝榴石及；（2）钙铬榴石-钙铝榴石-钙铁榴石。 石榴石在国际上没有等级的区分。所谓的几A都是依个人的看法区分的。同一款石榴石在不同人手中能说出不同A数。 
主要成分
石榴石化学组分较为复杂，不同元素构成不同的组合，故而形成类质同像的系列石榴石族。其通式为A3B2(SiO4)3，其中A代表二价元素（钙、镁、铁、锰等），B为三价元素（铝、铁、铬以及钛、钒、锆等）。常见的有镁铝榴石，其含铬和铁元素而呈血红、紫红和褐红色等；其次是铁铝榴石，呈紫红色，包体发育的晶体，可琢磨出四射星光；镁铁榴石呈淡玫瑰—紫红色，是石榴石类宝石的重要品种之一；钙铝榴石含微量钒和铬离子，故而有称为上品的绿色品种。
由于三价阳离子半径相近，彼此间易发生类质同像代替。二价阳离子则不同，由于Ca比Mg、Fe、Mn等离子的半径大，难于与之发生类质同像代替。因此，通常将石榴石划分为两个系列：
（1）铝质系列：Mg3Al2(SiO4)3－Fe3Al2(SiO4)3－Mn3Al2(SiO4)3
是以半径较小的Mg、Fe、Mn等二价阳离子和以Al为主要三价阳离子组成的类质同象系列，常见品种有镁铝榴石、铁铝榴石、锰铝榴石。
（2）钙质系列：Ca3Al2(SiO4)3－Ca3Fe2(SiO4)3－Ca3Cr2(SiO4)3
是大半径的二价阳离子Ca为主的类质同象系列，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，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石存在。 
结晶习性
晶系：等轴晶系。
结晶特点：石榴石族属于等轴晶系宝石，在结晶体结构上，属岛状硅酸盐，常见结晶形态为菱形十二面体，四角三八面体、六八面体及聚形，晶面可见生长纹。集合体为粒状或块状。 
光学性质
折射率：1.74-1.90
光泽：玻璃光泽
透明度：透明至微透明
颜色：品种不同而异
镁铝榴石：红色、紫色、黄红色
铁铝榴石：褐色、暗红色、紫红色
锰铝榴石：黄橙色、橙红色
钙铝榴石：褐黄色、黄色、黄绿色、绿色
钙铁榴石：黄绿色、翠绿色、黑色
钙铬榴石：绿色
另外还有橙色和褐红色的钙铝榴石（桂榴石）和绿色、浅粉红色的钙铝榴石变种（水钙铝榴石），绿色水钙铝榴石与翡翠相似；还有蜜蜡黄、黄褐色的锰铝榴石，钙铁榴石呈翠绿色者为极佳品，这是含微量铬的原因。绿色钙铁榴石又有“翠榴石”之称，晶体一般不大，大于4克拉的优质翠榴石罕见。钙铁榴石还有黄--绿黄色的黄榴石和黑色的黑榴石；钙铬榴石呈鲜艳祖母绿色，也是与铬离子含量有关，但其粒度太小，难以作宝石饰品。石榴石为等轴晶系，常为菱形十二面体和四角三八面体的单形或聚形晶体。
石榴石有很多种颜色，包括红、橙、黄、绿、蓝、紫、棕、黑、粉红及透明。其中最罕见的蓝石榴石，于1990年代后期在马达加斯加贝基利（Bekily）首先被发现。此外在美国部分地区、俄罗斯及土耳其亦有其踪影。因为含钒量高的原因（约为1wt.%，V2O3），其颜色在白热光（incandescent）下会由蓝绿色转为紫色。部分其他种类的石榴石都有转色的性质。在日光下，它们的颜色类别有绿、米黄色、棕、灰及蓝色；但在白热光下，它们会出现淡红、带紫或粉红色。因为它们的转色特性，此种石榴石常被错认为金绿宝石（Chrysoberyl）。各种石榴石的光波传输性质由有宝石质素的透明样品至工业用的不透明研磨料都有。矿物的光泽可以分类为玻璃及树脂类。
力学性质
硬度：因为不同种类的石榴石化学成分变化很大，有部分种类的原子化学键作用较强。因此这些矿物群展示出的硬度范围会由约6.5至7.5摩氏硬度不等。当中较硬的种类如铁铝石榴子石常被用作研磨料用途。
解理：石榴石并不会出现解理（Cleavage），所以当它们在压力下破裂时会产生明显的不规则小块。
密度（比重）：3.5-4.3 g/cm 。
地质状况
产地
镁铝榴石主要产在超基性岩中及其残坡积砂矿中，大粒的宝石级镁铝榴石罕见。原苏联、挪威、捷克和中国江苏均有产出；镁铁榴石主要产自美国和坦桑尼亚等国；铁铝榴石生成在云母片岩和角闪片麻岩等变质岩及砂矿之中，产地有斯里兰卡、巴西、马达加斯加、印度等国；钙铝榴石是矽卡岩的产物，但在蛇纹岩和辉长岩的蚀变带上也有发现，例如肯尼亚、巴基斯但、原苏联和中国产出绿色钙铝榴石。桂榴石产自斯里兰卡；锰铝榴石产在伟晶岩中，一些变质岩中也有出现，宝石级锰铝榴石产自缅甸、斯里兰卡、巴西等国；钙铁榴石是片岩和变质灰岩带的产物，呈褐色和绿色，翠榴石和黄榴石产在蛇纹岩中，黑榴石产在富碱性火成岩中，在原苏联和刚果均有产出；钙铬榴石是气成热水溶液与含钙超基性岩作用的产物，原苏联和美国均有发现。
多数宝石级石榴石发现在冲积砂矿中。 
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（geothermobarometry）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。 
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石（omphacite）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（Plagioclase），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（Peridot）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（Xenolith）由金伯利岩从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（prospecting）中金伯利岩的指标矿物。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。
分类
石榴石的颜色受成分影响，呈现多种颜色，其中红色系列包括红色、粉色、紫红、橙红；黄色系列包括黄色、橘黄、密黄、褐黄；绿色系列包括翠绿、橄榄绿、黄绿。晶面呈玻璃光泽、亚金刚光泽，断口显油脂光泽。透明至半透明。均质体，不具多色性，没有双折射现象。石榴石可以分成两个系列、六个主要品种：铁铝榴石系列（镁铝榴石、铁铝榴石、锰铝榴石）和钙铁榴石系列（钙铬榴石、钙铝榴石、钙铁榴石）。 
铁铝榴石系列
（1）铁铝石榴石
铁铝石榴子石是一种现代称为红水晶（carbuncle，虽然原本几乎所有红色宝石都会称为此名）的宝石。红水晶英文 “carbuncle”源于拉丁文，其意为“活炭”或“燃烧中的炭”。铁铝石榴子石英文“Almandine”是小亚细亚地区阿拉班达（Alabanda）的讹用，而那处在古代正是切割红水晶的地点。
铁铝石榴子石化学式为Fe3Al2(SiO4)3，深红色的透明石头常被称为珍贵的石榴石而作为宝石，它亦是最常见的石榴石宝石。铁铝石榴子石在如云母、片岩等变质岩产生，同时亦会附在矿物上如十字石（staurolite）、蓝晶石（kyanite）、红柱石（andalusite）及其他。铁铝石榴子石的绰号有“东方石榴石”、“铁铝石榴子石红宝石”、及“红水晶”。
（2）镁铝榴石
镁铝榴石又名红榴石（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。红榴石的颜色范围由深红至趋于黑色。透明红榴石会被用作宝石。
来自北卡罗莱纳州梅肯县红榴石的种类是紫红色的，被称为玫瑰榴石（rhodolite），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。
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D区的丹泉石（tanzanite），其原因是蓝色石榴石有吸收发射光的黄色成分的性质。
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（eclogite），它们含有的石榴石通常会含有一些红榴石种类。
（3）锰铝石榴石
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）。它们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（Mandarin garnet）。紫红色的锰铝石榴石可以在科罗拉多州及缅因州的流纹岩发现。
钙榴石
钙位于X的位置：钙铁石榴石Ca3Fe2(SiO4)3、钙铝榴石Ca3Al2(SiO4)3、钙铬榴石Ca3Cr2(SiO4)3。
（1）钙铁榴石
石榴石
钙铁榴石化学式为Ca3Fe2(SiO4)3，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（topazolite），绿色的翠榴石（demantoid）及黑色的黑榴石（melanite）。钙铁榴石可以在深处的火成岩例如正长岩、蛇纹石（serpentines）、片岩及结晶化的石灰岩中发现。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。
（2）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（vesuvianite）、透辉石（diopside）、硅灰石（wollastonite）及方柱石（wernerite）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（Tsavo）地区发现，而同时亦以此地命名。
（3）钙铬榴石
化学式为Ca3Cr2(SiO4)3，是一种罕见的鲜亮绿色石榴石，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（Outokumpu）的大理岩结晶及片岩发现。 
镁铬榴石
镁铬榴石化学式为Mg3Cr2(SiO4)3。纯正端元（endmember）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。 
稀有种类
（1）钙位于X的位置：
钙钒榴石（Goldmanite）Ca3V2(SiO4)3、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。
（2）附有氢氧根-钙位于X的位置：
水绿榴石（Hydrogrossular）Ca3Al2(SiO4)3-x(OH)4x、水钙铝榴石（Hibschite）Ca3Al2(SiO4)3-x(OH)4x 、（x 在 0.2 与 1.5 之间）、加藤石（Katoite）Ca3Al2(SiO4)3-x(OH)4x（x 大于 1.5）。
（3）镁或锰位于X的位置：
镁铬榴石（Knorringite）Mg3Cr2(SiO4)3、镁铁榴石（Majorite）Mg3(Fe,Al,Si)2(SiO4)3、铁锰榴石（Calderite）Mn3Fe2(SiO4)3。 
人造合成
钇铁石榴石（yttrium iron garnet,YIG），化学式为Y3Fe2(FeO4)3，五个三价铁离子占据两个正八面体及三个四面体的位置，而三价钇离子被八个氧离子排列成一个不规则立方体。两个铁离子的位置显出不同的自旋，产生磁性。钇是一个有550K居里温度的亚铁磁性（Ferrimagnetism）物质。如果把稀土金属取代个别位置，特别的性质例如磁性将会产生。钇铁石榴石因为其磁性及磁光性质而应用在微波及光学通讯仪器上。镓石榴石（gadolinium gallium garnet），化学式为Gd3Ga2(GaO4)3，合成后可以用作磁泡记忆（Magnetic bubble memory）。钇铝石榴石(Yttrium aluminium garnet, YAG)，化学式为Y3Al2(AlO4)3，被化学合成后作宝石用途。当涂上钕(Nd)后，钇铝石榴石会被用为Nd:YAG激光器（Nd-YAG laser）的激活激光媒质（Active laser medium）。 
应用
石榴石砂是一个好的研磨料，亦是一个常用来代替喷砂处理（Sandblasting）中的硅砂。
与高压水混合后，石榴石在水刀切割（Water jet cutter）中被用作切割钢及其他物料。
石榴石砂亦被用为水净化的媒介。
石榴石滤料又名“玉砂”或“天然金刚砂”，具有较强的硬度和很好的耐酸耐碱性，是一种岛状结构的铝（钙）硅酸盐，它色多优美，经高纯磁选出的有灰、红、绿、白等多种染色体，是国外当前新开发的立体喷墙涂料，还是玻壳厂唯一能做彩壳喷砂耐磨料，由于它内部化学分子多，化学稳定性好等特点。是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑为原料通过电阻炉高温冶炼而成。 
象征意义
在美国它是一月的诞生石（birthstone），它是结婚纪念日两周年的宝石，它是康涅狄格州的州矿物（state mineral），它亦是代表纽约的宝石。
鉴别与评价
肉眼鉴别
石榴石有众多品种，其中翠绿色、粒透明者属名贵品种。莫桑比克产的石榴石，价格亦很高，国产石榴石大多颜色发黑，且价格较低。评价石榴石最重要的颜色，颜色要鲜艳纯正，其次是透明度要高， 这样加工好的宝石才明亮出“火”；再次，瑕疵要少，款式要美；大小的因素对一般品种价值的影响则较小。需要注意的是，石榴石中也有星光及猫眼宝石，如果色正，星线或眼线好，则是具较高价值的品种。
虽然不同种的石榴石，颜色不同，折光率、比重和硬度也略有差异，但所有石榴石都是等晶系、单折射宝石，没有二色性和偏光性。 常见宝石石榴石及特征颜色：铁铝榴石，褐红色；镁铝榴石，红色；锰铝榴石，橙黄色；钙铝榴石，黄绿色；钙铁榴石，绿色；镁铁榴石，玫瑰红色及钙铬榴石，翠绿色。 作为一般的鉴赏者或顾客，是无需确定石榴石的具体种属的，只要了解它们确是石榴石即可。市场上和石榴石相似的宝石并不多，主要有红宝石、红锆石、尖晶石、人工合成的钇铝榴石、钆镓榴石和玻璃仿制品等。
1、石榴石与其他玉石的鉴别
红定石、红锆石都有二色性，红锆石还具强烈的双影，而石榴石无二性，因此易与石榴石区分；尖晶石一般颜色较淡，详细鉴定要用仪器。各色天然石榴石都有一些瑕疵或结晶包裹体（如针状金石，一些气液二相包裹体等），而石榴石及玻璃则往往很干净，或有圆球状面包屑状气泡，在切尔西下呈强红色等。实际上，对于某些特定的石榴石，它还可有自己独特的特征，如翠榴石（钙铁榴石的绿色变种）往往有“马尾状”的纤维包裹体。
另外，市场上所谓的“绿碧榴”和石榴石没有一点关系，其实就是葡萄石。葡萄石不是绿色的石榴石，这两种是完全不同的概念。市场上把葡萄石和绿色石榴石搭边，无非是为了金钱利益。翠榴石的价值非常昂贵，价比钻石，市场上极为罕见。
2、石榴石与其仿制品的鉴别
石榴石的仿货很少很少。很容易分辨。辨别石榴石主要从下面四点入手：
（1）石榴石如果颜色超艳超通透的，如果价格又很诱人，悠着点，有问题。
（2）看棉絮杂质，石榴石里面很容易有黑点、冰裂的。
（3）石榴石比一般水晶要重，拿在手上掂量下，如果比粉晶要轻，就要警惕。
（4）石榴石比较细腻，表面手感很滑，摸起来很舒服很油的感觉~ 而且放在手里有种冰凉的感觉，沁人心田，不是粉晶的“玻璃”感觉。
仪器鉴别
和石榴石相似的宝石有红宝石、红色尖晶石等。红宝石是非均质体，有二色性，特征的铬吸收光谱，有明显的荧光反应，可有平直色带，针状包裹体可成120°交角；尖晶石的折射率偏低，有荧光反应，可见八面体形包裹体。石榴石为均质体，无二色性，查尔斯镜下无反应，翠榴石可有马尾状的包裹体。优质的水钙铝榴石呈鲜绿色，与翡翠极为相似。水钙铝榴石往往有黑色斑点，折射率为1.73，红区无特征吸收。
评价标准
（1）颜色：越浅越好，石榴石这种水晶天生颜色就比其它的重，所以色浅很难得! 那种一眼看过去跟黑的似的，是成色最差的。除了比较特别的翠榴石之外，我们比较常见的都是红色石榴石，然而红色根据颜色的深浅不一在价格上也会有所不同，价格以紫红色石榴石为最高，其次是玫红、酒红，而在这些颜色基础上，颜色越浅的石榴石价格越高，而一眼看上去好黑，黑的跟黑曜石一样的石榴石则为比较次等的石榴石了。
（2）内含物：越少越好。
（3）裂隙：越少越好，天然晶石体内都会有天然冰裂的，对于石榴石来说是很正常的表现，想要找到一点都没有的是难上加难！一点没有的那绝对就称得上是上品了，肯定是石榴石中天价的存在！而有冰裂的石榴石是正常的，但是以冰裂越少为越好，其实所有的天然水晶都是如此。没有绝对，只有相对。
（4）晶体通透度：晶体越通透价格越高，好的石榴石手链在单一光源的照射下整个晶体通透发光，就像一个圆润饱满的石榴籽一样，惹人喜爱。而差一点的石榴石或者是人造石榴石则不会有那么好的效果。
（5）整体质感：顶级的石榴石表面光亮，光泽强烈。质感好的石榴石比同类质感低的价格又要高出很多。
保养
（1）轻拿轻放，避免受到碰撞与摩擦。
（2）避免高温，避免和酸、碱溶液接触。
（3）镶嵌类首饰须经常检查，避免宝石脱落。
（4）做家务或劳动时尽量避免佩戴。
（5）用温水和软毛刷清洁。
上品之最
石榴石的产地几乎遍及全球，德国是出产石榴石最多的国家。
公认最珍贵的石榴石是产自乌拉尔山脉波布洛夫河床金矿的“典曼多石榴石”。这种石榴石原石普遍很小，重量一般不超过3克拉。由于拥有诱人的透绿，因此被称为“乌拉尔祖母绿”，上品价值连城。
历史上最大一块石榴石原石重达20吨，搬运时用了100匹马。这块产自乌拉尔山脉的“玫瑰石榴石”被雕刻制作成了叶卡捷琳娜二世的孙子尼古拉一世的棺椁。
美国国家自然历史博物馆中珍藏着世界上最好的一颗褐黄色透明的石榴石（铁钙铝榴石），是一个雕刻精巧的基督头像，重61.5克拉，堪称无价之宝。
中国地质博物馆中藏有一颗产于新疆的橙红色锰铝榴石大晶体，重达1397克拉。
珍稀宝石--天然蚀像翠石榴石：
（1）尺寸：∮10.5㎝
（2）重量：1600克
（3）颜色：黄绿色
（4）硬度：7.5度
（5）产地：中国江苏东海
（6）收藏者：中国第四纪冰川遗迹陈列馆
这颗翠石榴石油脂～玻璃光泽，颜色为橄榄绿，晶体表面有天然菱形凹孔蚀像，2011年4月在中国江苏东海发现，并被中国第四纪冰川遗迹陈列馆收藏。
翠榴石的高色散和其中的“马尾巴”包裹体是其重要识别标志。在显微镜下观看，翠榴石内一般都有一些石绵纤维，由中间的结晶态包裹体发散出弯曲黄棕色至黄色纤维，这些束状的丝和发散的线状包裹体看起来很像焰火。这些纤维状包裹体经常单独或成群出现，没有明显的形状或发散中心。这是辨别真假翠榴石的标志。高纯净度是宝石中唯一不需要人工填充和不能造假的宝石。

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