石榴石的成因礦物學(xué)分析

羅芬紅

摘 要：石榴石，是地質(zhì)學(xué)中的專業(yè)術(shù)語，屬于上地幔主要的造巖礦物之一。石榴石的晶體和石榴籽的顏色、形狀非常十分相似，所以被稱之為“石榴石”。顏色好看且凈度高的石榴子石可以成為寶石，一般石榴石呈紅色。石榴石是常見的硅酸鹽礦物，陽離子類質(zhì)同象而形成的不同的種類。基于此，本文對石榴石的種類以及形成原因進(jìn)行簡要分析。

關(guān)鍵詞：石榴石;成因;礦物學(xué)

引言：石榴石是一種寶石，常見的石榴石呈現(xiàn)為暗紅色，進(jìn)行細(xì)分又可分為玫紅色、酒紅色以及玫紫紅。在我國珠寶界，石榴石工藝名為“紫牙烏”?！把罏酰ㄑ殴茫眮碜杂诎⒗ZYakut，而且又呈紫紅色，因此被稱為紫牙烏。石榴石來自地殼中某一特定區(qū)域，由于它特定的化學(xué)成分及內(nèi)部結(jié)構(gòu)，最后形成的寶石顏色十分鮮艷。其用途也很廣泛，它的硬度屬于中等，傳統(tǒng)工業(yè)經(jīng)常用它來研磨、拋光、清潔物品。

一、石榴石的種類及性質(zhì)

1.石榴石的種類

石榴石主要分為鈣系和鋁系這兩個系列，包括六個主要品種。第一個系列：鐵鋁榴石系列。鐵鋁石榴石，鐵鋁石榴子石是現(xiàn)代的一種叫做紅水晶的寶石。鐵鋁石榴子石化學(xué)式為Fe3Al2（SiO4）3，是最常見的石榴石寶石，呈現(xiàn)出深紅而透明的顏色。又被稱為“東方石榴石”、“紅水晶”或“鐵鋁石榴子石紅寶石”。在云母、片巖等變質(zhì)巖中會有鐵鋁石榴子石產(chǎn)生，有時鐵鋁石榴子石也會附在礦物上，例如，紅柱石、十字石等。鎂鋁榴石，又叫做紅榴石。是一種紅色的石榴石，化學(xué)式為Mg3Al2（SiO4）3，等同于鎂鋁硅酸鹽，且鈣及二價鐵可以取替鎂的位置。紅榴石的顏色一般呈深紅色趨于黑色之間。紅榴石是高壓巖石的指標(biāo)性礦物，透明的經(jīng)常被用作寶石。錳鋁石榴石，化學(xué)式為Mn3Al2（SiO4）3。一般情況下會在花崗巖偉晶巖以及關(guān)聯(lián)性巖石中產(chǎn)生。在馬達(dá)加斯加地區(qū)經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)橙黃色的，而緬因州等地區(qū)會有紫紅色的。第二個系列：鈣鐵榴石系列。鈣鐵榴石，其化學(xué)式為Ca3Fe2（SiO4）3，因為其化學(xué)成分不同，會經(jīng)常表現(xiàn)出紅、黃黑等各種顏色。目前種類有黃或綠色的黃榴石、綠色的翠榴石及黑色的黑榴石。一般情況下，在深處的火成巖中可以發(fā)現(xiàn)。黃榴石為金黃色的變種，黑榴石為黑色的變種。鈣鉻榴石是是最有價值的石榴石之一，因其產(chǎn)地被稱做”烏拉的祖母綠”。鈣鋁榴石，化學(xué)式為Ca3Al2（SiO4）3。呈現(xiàn)出肉桂棕色、紅色及黃色。能夠在已經(jīng)變質(zhì)的透輝石、硅灰石以及方柱石的接觸面上找到鈣鋁榴石。其中一種最引起關(guān)注的變種純凈綠色鈣鋁榴石稱為沙弗來石。在二十世紀(jì)六十年代時首次在肯尼亞及坦桑尼亞被發(fā)現(xiàn)，也是因其地名而取名的。鈣鉻榴石，化學(xué)式為Ca3Cr2（SiO4）3，是一種罕見的鮮亮綠色石榴石，一般情況下呈現(xiàn)為細(xì)小結(jié)晶狀，經(jīng)常與橄欖巖、慶伯利巖中的鉻鐵礦一起發(fā)現(xiàn)[1]。

2.石榴石的性質(zhì)

石榴石有以下兩種性質(zhì)：第一，光學(xué)性質(zhì)。石榴石的折射率為1.74-1.90，呈玻璃光澤表現(xiàn)為透明或微透明。根據(jù)品種的不同表現(xiàn)出的顏色也不同。例如，鎂鋁榴石表現(xiàn)為紅色、紫色、黃紅色，鐵鋁榴石表現(xiàn)為褐色、暗紅色、紫紅色，錳鋁榴石表現(xiàn)為黃橙色、橙紅色等。石榴石有很多種顏色，包括紅、橙、黃、綠、藍(lán)、紫、棕、黑、粉紅及透明。其中藍(lán)石榴石最為罕見。而藍(lán)石榴石內(nèi)的礬含量較多，所以當(dāng)其處在白熱光下時顏色就會轉(zhuǎn)變?yōu)樽仙?，還有部分石榴石也存在轉(zhuǎn)色的性質(zhì)。在日光下，呈現(xiàn)為綠色、棕色、灰色和藍(lán)色的石榴石若在白熱光照射下就會顯示出淡紅、帶紫色或者粉紅色。正因為石榴石具備轉(zhuǎn)色的性質(zhì)，所以經(jīng)常被誤認(rèn)為是金綠寶石。石榴石的光波傳輸性質(zhì)由有寶石質(zhì)素的透明樣品至工業(yè)用的不透明研磨料都有。礦物的光澤可以分類為玻璃及樹脂類。第二，力學(xué)性質(zhì)。石榴石的硬度，因為不同種類的石榴石化學(xué)成分差異較大，其中，部分種類的原子化學(xué)鍵作用較強(qiáng)。因此這些礦物群展示出的硬度范圍會由約6.5至7.5摩氏硬度不等。其中，鐵鋁榴石的硬度最大經(jīng)常被用作研磨。

二、石榴石的成因

石榴石是自然界中比較常見的礦物之一，它的成因類型繁多且分布廣泛。大部分礦床中都能夠產(chǎn)出石榴石。其中，砂礦是石榴石主要來源之一，此類礦床多為大、中型。除此之外，還可以在榴輝巖類礦床、變粒巖類礦床、火山巖類礦床等各類礦床中發(fā)現(xiàn)。

含有紅榴石成分較多的石榴石只可以在相對高壓的變質(zhì)巖產(chǎn)生。例如，在地殼的底層或者地幔中的巖石。橄欖巖可能含有斜長石，或是含豐富鋁的尖晶石，或是含豐富紅榴石的石榴石，三種礦物都同時存在的話確認(rèn)了一個令橄欖石及輝石礦物平衡的壓力溫度帶。以上三種礦物是以它們在橄欖巖礦物集合物中，在壓力增加的情況下，以其穩(wěn)定性來排列。所以石榴橄欖巖只可能在地殼深處產(chǎn)生。石榴石形成時間十分漫長，是在高壓變質(zhì)巖產(chǎn)生的，是在地殼運(yùn)動過程中產(chǎn)生的這種寶石，里面富含大量的斜長石[2]。而且，它主要產(chǎn)在超基性的巖石中還有可能是殘坡積砂礦中，通常大粒的寶石級鎂鋁榴石比較稀有，因為里面含有各類不同的微量元素，所以能夠呈現(xiàn)出不同的顏色。石榴橄欖巖的捕虜巖，是金伯利巖從一百千米的石榴石珠寶或更深的地方被帶上來的，而由捕虜巖碎片中包含的石榴石則會用作鉆石勘探（中金伯利巖的指標(biāo)礦物。在三至四千米或更深處，輝石成分中的鎂、鐵等把石榴石中的鋁取代了進(jìn)而溶入石榴石中，制造出一個硅含量非常高的石榴石，并有作為鎂鐵榴石的固溶體性質(zhì)。

結(jié)論：綜上所述，天然石榴石的成分復(fù)雜，由于所含物質(zhì)不同，具有豐富的顏色，幾乎涵蓋了所有光譜。不同種類石榴石的形成條件都有所不同，在各個地區(qū)也會有當(dāng)?shù)靥厣氖袷踔猎S多石榴石會根據(jù)生產(chǎn)地來命名。同時也就賦予了它特殊的含義。石榴石的用途也很多，由于其特殊的性質(zhì)可以用來磨料、過濾介質(zhì)、做寶石的原料以及各種精密一起的軸承等。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬騰瀚. 內(nèi)蒙古白音諾爾鉛鋅礦床石榴子石和閃鋅礦成因礦物學(xué)研究[D].中國地質(zhì)大學(xué)（北京），2020.

[2]陳武.錢漢東.石榴石族寶石礦物的產(chǎn)狀和成因[J].寶石和寶石學(xué)雜志，2000，2（4）：33-37.

基金項目：項目名稱：北秦嶺太白地區(qū)片麻巖中石榴石礦物學(xué)特征研究，項目編號：SMXY202023。