Pyrope

Pyrope
Granát, Madagaskar. JPG
Pyrope z Madagaskaru
Obecné a klasifikace
ostatní jména

Český granát

chemický vzorec Mg 3 Al 2 [SiO 4 ] 3
Minerální třída
(a případně oddělení) 		Ostrovní silikáty (nesosilikáty)
Systém č. Strunzovi
a Daně 		9. AD.25 ( 8. vydání : VIII / A.08)
51.04.03a.01
Podobné minerály jiné granáty, spinel , rubín
Krystalografická data
Krystalový systém krychlový
Třída krystalů ; symbol kubický hexakisoctahedral; 4 / m  3  2 / m
Vesmírná skupina Ia 3 d (č. 230)Šablona: skupina místností / 230
Příhradové parametry a  = 11,459  Å
Jednotky vzorce Z  = 8
Časté krystalické tváře Kosočtverečný dvanáctistěn {110}
Fyzikální vlastnosti
Mohsova tvrdost 7 až 7.5
Hustota (g / cm 3 ) naměřeno: 3,582; vypočteno: 3,5591
Výstřih Ne
Přestávka ; Houževnatost skořápka, tříska
barva černo-červená, fialově červená, krvavě červená, oranžovo-červená, růžová, bezbarvá
Barva čáry Bílý
průhlednost transparentní až průsvitné
lesk Lesklý sklo
Křišťálová optika
Index lomu n  = 1,714
Dvojlom žádný, často slabě dvojlom s nezjistitelným vyhynutím

Minerální pyrop (z řeckého Pyropos „ohnivých“) je křemičitan ostrov ze skupiny granátu a má chemické složení Mg 3 Al 2 [SiO 4 ] 3 .

Minerál krystalizuje v krychlové krystalové soustavě , často v (zaoblených) zrnech. Vyskytuje se také v agregátech. Čistý pyrope z. B. z bílého břidlice v Dora Maira masivu je bezbarvý. Začleněním železa (Fe 2+ ) namísto hořčíku (Mg) se barva pyrope pohybuje od růžové po krvavě červenou a černo-červenou, často s nádechem hnědé.

Etymologie a historie

Jedno z prvních zmínek o granátech jako drahokamu lze najít v Bibli v knize Exodus, 28.18 EU, jako kámen na náprsníku velekněze Árona. Ve své práci Naturalis historia v knize 35, kapitole 25, Plinius starší shrnul řadu červených minerálů pod pojmem karbunkul , včetně granátů. Další diferenciaci této skupiny na tři podskupiny (rubín, spinel a granát) provedl Albertus Magnus kolem roku 1250 ve své práci De mineralinus et rebus metallicus . Současný název Pyrop je odvozen z řeckého pyroposu „ohnivého vzhledu“, který se zmiňuje o červené barvě.

V 18. století byla široká škála minerálů označována jako granát na základě jejich vnějších charakteristik (zejména krystalické formy), včetně B. také leucit . To se změnilo, když začaly systematické chemické analýzy minerálů. V průběhu těchto výzkumů, v roce 1797 , Martin Heinrich Klaproth jako první určil složení pyrope známého v té době jako „český granát“.

Georg Menzer objasnil krystalovou strukturu granátu v roce 1929 a Loring Coes junior se podařilo syntetizovat čistý pyrope při 30 000 barech a 900 ° C v polovině 50. let s nově vyvinutými vysokotlakými lisy od společnosti Norton Company ( Massachusetts , USA). Syntetické pyropy z Coeovy laboratoře použil Skinner v roce 1956 ke stanovení fyzikálních vlastností (mřížková konstanta, index lomu, hustota) čistého pyrope a Anna a J. Zemann o pět let později pro první strukturální zušlechťování pyrope.

klasifikace

Strukturální klasifikace Mezinárodní mineralogické asociace (IMA) je jednou ze skupin pyropu na granát, kde spolu s almandinem , Andraditem , Calderitem , Eringaitem , Goldmanitem , Grossularem , Knorringitem , Morimotoitem , majoritem , Menzeritem (Y) , Momoiitem , Rubinit , Spessartine a Uvarowite tvoří granátovou skupinu s 12 kladnými náboji na čtyřboké koordinované poloze mřížky.

V průběhu procesu kodifikace bylo zastaralé, ale stále v provozu 8. ročníku minerální třídění podle Strunz pyropy patřily k oddělení „ostrov silikátů (Nesosilicates)“, kde spolupracoval s almandiny, andradit, Calderit, Goldmanit, grossular, Henritermierit , Hibschite , Holtstamit , Hydrougrandit , Katoit , Kimzeyit , Knorringit, Majorit, Morimotoit, Pyrope , Schorlomit , Spessartin, Uwarowit, Wadalit a Yamatoit (zdiskreditováno, protože jsou totožní s Momoiite) „skupina granátů“ se systémem č. VIII / A.08 .

9. vydání Strunzovy minerální systematiky , které je v platnosti od roku 2001 a je používáno Mezinárodní mineralogickou asociací (IMA), také klasifikuje pyrope do kategorie „ostrovních silikátů (nesosilikátů)“. Nicméně, toto se dále dělí podle možnou přítomnost dalších aniontů a koordinaci s kationty zapojených tak, že se minerální je klasifikována podle jeho složení v odstavci „ostrov křemičitany bez dalších aniontů; Kationty v oktaedru [6] a obvykle větší koordinaci „lze nalézt tam, kde se nacházejí společně s almandinem, andraditem, calderitem, goldmanitem, grossularem, henritermieritem, holtstamitem, katoitem, kimzeyitem, knorringitem, majoritem, momoiitem, morimotoitem, schorlomitem, spessartinem uwarowite "skupina granátů" se systémem č. 9. Formuláře AD.25 . Do této skupiny byly také zahrnuty granátové sloučeniny blythit, hibschit, hydroandradit a skiagit, které již nejsou považovány za minerály. V té době, wadalite ještě seskupeny s granáty, se ukázala jako strukturálně rozdílné, a jsou nyní přiřazeny samostatné skupiny s chloromayenite a fluoromayenite . Granáty irinarassit , hutcheonit , kerimasit , toturit , menzerit (Y) a eringait popsané po roce 2001 by byly zařazeny do skupiny granátů.

Systematika minerálů podle Dany , která se používá hlavně v anglicky mluvící oblasti , také klasifikuje pyrop do kategorie „ostrovních silikátových minerálů “. Zde je společně s almandinem, spessartinem, knorringitem, majoritem a calderitem ve „granátové skupině (pyralspitová řada)“ se systémem č. 51.04.03a najdete v podsekci „ Ostrovní silikáty: skupiny SiO 4 pouze s kationty v koordinaci [6] a> [6] “.

Chemismus

Pyrope s idealizovaným složením [X] Mg 2+ 3 [Y] Al 3+ [Z] Si 3 O 12 je hořčíkový analog almandinu ( [X] Fe 2+ 3 [Y] Al [Z] Si 3 O) 12 ) a podle směnných reakcí vytváří s dalšími hliníkovými granáty almandin, spessartin a Grossular smíšené krystaly

  • [X] Mg 2+ = [X] Fe 2+ (almandin)
  • [X] Mg 2+ = [X] Mn 2+ (spessartin)
  • [X] Mg 2+ = [X] Ca 2+ (hrubý)

Až na jednu výjimku existuje neomezená mísitelnost se všemi koncovými články z hliníkového granátu, alespoň při geologicky relevantních teplotách. V sérii směsí Pyrope - Grossular existuje mezera mísitelnosti při teplotách pod přibližně 600 ° C a 25-30 mol% Grossular.

Na osmiboké poloze Y může být Al 3+ nahrazen Cr 3+ v souladu s výměnnou reakcí

  • [Y] Al 3+ = [Y] Cr 3+ (knorringit)

Pod vysokými tlaky a teplotami zemského pláště je Al 3+ v poloze Y nahrazen hořčíkem a křemíkem, podle výměnné reakce

  • 2 [Y] Al 3+ = [Y] Mg 2+ + [Y] Si 4+ (většina)

Pyropy této řady s více než ~ 25% mol. Většinou jsou tetragonální .

Krystalická struktura

Pyrop krystalizuje s kubickou symetrií v prostorové skupině Ia 3 d (vesmírná skupina č. 230) a 8 vzorcových jednotek na jednotkovou buňku . Existuje mnoho opatření pro délku okraje kubické jednotkové buňky jak přírodních směsných krystalů, tak syntetických pyropů. U terminálu čistého pyrope mřížkový parametr z. B. vzhledem k a  = 11,459 Å, a  = 11,452 Å nebo a  = 11,450 Å pro přírodní pyrope z bílé břidlice oblasti Dora Meira (Itálie).Šablona: skupina místností / 230

Struktura je granátová . Hořčík (Mg 2+ ) zaujímá polohu X , která je dodekahedrálně obklopena 8 ionty kyslíku. Tato poloha je poměrně velká pro malý iont hořčíku, který tam provádí jasnou, asymetrickou oscilaci kolem středu polohy. Hliník (Al 3+ ) zaujímá polohu Y, která je obklopena 6 ionty kyslíku oktaedrickým způsobem, a poloha Z , která je obklopena 4 kyslíkovými ionty oktaedrickým způsobem, je výhradně obsazena křemíkem (Si 4+ ) .

vlastnosti

To, co je nápadné ve srovnání s jinými křemičitany hořčíku je relativně vysoká tvrdost (7-7,5) a vysoké specifické hmotnosti 3,5 - 3,6 g / cm 3 . Pro srovnání: Forsterit (Mg 2 SiO 4 ), také tvrdost 7, má hustotu 3,3 g / cm 3 a enstatit (MgSiO 3 ) má pouze tvrdost 5–6 a hustotu 3,2 g / cm 3 .

Přírodní pyropy často vykazují slabý, nepravidelně zakalený dvojlom , který se připisuje mřížkovým napětím .

Chemicky čistý pyrope je bezbarvý. Přírodní pyropy jsou obvykle oranžovočervené až fialovočervené a fialovočervené nebo zelené až modré kvůli nízkému obsahu železa (Fe 2+ ), manganu (Mn 2+ ) i chromu (Cr 3+ ) a vanadu ( V 3+ ).

Barva způsobená chromem závisí do značné míry na obsahu chromu v granátu. Nízký obsah chrómu vede k vínově červené barvě, která se se zvyšujícím se obsahem chrómu mění ze šedé na tmavě zelenou. To je způsobeno změnou povahy vazeb chrom-kyslík. Kovalentní část vazeb klesá se zvyšujícím se obsahem chrómu, což vede k posunu vlnových délek absorbovaného světla a nakonec ke změně barvy. Kromě toho pyropy zbarvené chromem nebo vanadem vykazují další neobvyklé barevné efekty.

Termochromatický efekt

Chrom-bohatý, fialově-červené barvy pyrope z Koherab , Namibie změní svou barvu na zelenou při zahřátí od ~ 400 ° C, je třeba vidět v krátkých filmů na mineralogie stránkách California Institute of Technology .

Alexandritský efekt : barevné změny v závislosti na osvětlení

Pyropy s více než 3% hmotnostními Cr 2 O 3 vykazují změnu barvy pro lidské oko z modrozelené za denního světla na vínově červenou ve světle žárovek nebo svíček.

Směsné krystaly pyrope-spessartinu mohou vykazovat změnu barvy i při velmi nízkých úrovních chromu nebo vanadu. Pyropy bohaté na spessartin z Tanzanie vykazují barevnou změnu z modrozelené na červenou. Nízké hladiny almandinu nebo Grossular vedou k větší variabilitě pozorovaných barev. Modrozelené pyropy z ložiska poblíž Bekily na Madagaskaru se za denního světla objevují modrozelené a ve světle žárovek nebo svíček růžové.

Vzdělání a umístění

Pyrope se nachází zejména v ultramafických horninách, jako jsou hadovité , peridotitové nebo kimberlitové materiály , také sekundárně v písku, štěrku a mýdlech .

Nejvýznamnější ložiska pyrope jsou v Evropě v České republice (České středohoří), v Jižní Africe zejména v blízkosti Kimberley a v Tanzanii, v Austrálii a USA (Arizona). Dalším důležitým místem je město Martiniana Po v Itálii .

použití

Pyrope byl zvláště ceněn jako drahokam v 18. a 19. století („český granát“).

literatura

  • Jiří Kouřimský: Ohnivé oko z českých sopek . V: granát. Minerály skupiny granátů: drahé kameny, šperky a lasery (= Christian Weise [Hrsg.]: ExtraLapis . Volume 9 ). Christian Weise Verlag, 1995, ISBN 3-921656-35-4 , ISSN  0945-8492 , str. 76-82 .
  • Jaroslav Bauer, Vladimír Bouška: Průvodce drahokamem . Verlag Werner Dausien, Hanau / Main 1993, ISBN 3-7684-2206-2 , str. 100-106 .
  • Walter Schumann: Drahé kameny a drahé kameny. Všechny druhy a odrůdy. 1900 jedinečných kusů . 16. přepracované vydání. BLV Verlag, Mnichov 2014, ISBN 978-3-8354-1171-5 , str. 120 .
  • Dana Stehlíková: Český granát (Carbunculus Granatus Zrnakoc) . 2. vydání. Muchovo muzeum, Praha 2004.

webové odkazy

Commons : Pyrope  - sbírka obrázků, videí a zvukových souborů

Individuální důkazy

  1. ↑ a b GV Gibbs a JV Smith: VYLEPŠENÍ KRYSTÁLNÍ STRUKTURY SYNTETICKÉHO PYROPE . In: Americký mineralog . páska 50 , 1965, str. 2023–2039 ( rruff.info [PDF; 1,2 MB ; zpřístupněno 5. května 2018]).
  2. ^ A b GA Novak a GV Gibbs: Krystalová chemie silikátových granátů . In: Americký mineralog . páska 56 , 1971, str. 791–825 ( rruff.info [PDF; 2,3 MB ; zpřístupněno 4. května 2018]).
  3. ↑ a b c d e BJ Skinner: Fyzikální vlastnosti koncových členů skupiny granátů . In: Americký mineralog . páska 41 , 1956, str. 428-436 ( minsocam.org [PDF; 522 kB ; zpřístupněno 5. května 2018]).
  4. ↑ a b c d DK Teertstra: Index lomu a omezení jednotkových buněk na kationtovou valenci a vzor řádu v minerálech skupiny granátů . In: Kanadský mineralog . páska 44 , 2006, str. 341-346 ( rruff.info [PDF; 197 kB ; zpřístupněno 5. května 2018]).
  5. ^ B Anne M. Hofmeister, Rand B. Schaal, Karla R. Campbell, Sandra L. Berry a Timothy J. Fagan: Prevalence a původ dvojlomu v 48 granátů z pyroponosná almandin-grossularite-spessartin kvartérní . In: Americký mineralog . páska 83 , 1998, str. 1293–1301 ( minsocam.org [PDF; 105 kB ; zpřístupněno 27. května 2018]).
  6. ↑ Plinius starší: Naturalis historia. Kniha 35, 25.
  7. ^ University of Karlsruhe, Wolfgang Wegner: Herzog Ernst ( Memento od 21. dubna 2009 v internetovém archivu ).
  8. ^ MH Klaproth: Chemický výzkum českého granátu . In: Příspěvky k chemickým znalostem minerálních těles . páska 2 , 1797, str. 16–21 ( rruff.info [PDF; 394 kB ; zpřístupněno 5. června 2018]).
  9. ↑ G. Menzer: Krystalová struktura granátu . In: Journal of Crystallography - Crystalline Materials . páska 69 , 1929, str. 300-396 , doi : 10,1524 / zkri.1929.69.1.300 .
  10. ↑ Loring Coes Jr.: Vysokotlaké minerály . In: Journal of the American Ceramic Society . páska 38 , 1955, str. 298 , doi : 10.1111 / j.1151-2916.1955.tb14949.x .
  11. ↑ Anna Zemann, J. Zemann: Zdokonalení krystalové struktury syntetického pyrope, Mg3Al2 (SiO4) 3 . In: Acta Crystallographica . páska 14 , 1961, str. 835-837 , doi : 10.1107 / S0365110X61002436 .
  12. ^ B Edward S. rostl, Andrew J. Locock, Stuart J. Mills, O. Irina Galuskina, Evgeny V. Galuskin a Ulf Hålenius: IMA zpráva - Názvosloví granátu supergroup . In: Americký mineralog . páska 98 , 2013, s. 785–811 ( rruff.info [PDF; 1.1 MB ; zpřístupněno 28. dubna 2020]).
  13. ↑ a b c Thomas Armbruster, Charles A. Geiger, George A. Sklad: Studie rentgenové struktury monokrystalů syntetických granátů z pyrope almandinu při 100 a 293 tis . In: Americký mineralog . páska 77 , 1992, str. 512-521 ( rruff.info [PDF; 1,2 MB ; zpřístupněno 19. května 2018]).
  14. ↑ Charles Geiger a Anne Feenstra: Molární objemy míchání granátů almandin-pyrope a almandin-spessartin a vlastnosti krystalické chemie a termodynamické míchání granulátů aluminosilikátu . In: Americký mineralog . páska 82 , 1997, str. 571-581 ( minsocam.org [PDF; 213 kB ; zpřístupněno 21. května 2018]).
  15. ^ Charles A. Geiger: Práškové infračervené spektroskopické vyšetřování granátových binárních souborů v systému Mg3Al2Si30i2-Fe3Al2Si30i2-Mn3Al2Si30i2-Ca3Al2Si30i2 . In: European Journal of Mineralogy . páska 10 , 1998, str. 407-422 ( researchgate.net [PDF; 4.0 MB ; zpřístupněno 6. června 2018]).
  16. ^ A b Karl Schmetzer a Heinz-Jürgen Bernhardt: GARNETY OD MADAGASKARU S BAREVNOU ZMĚNOU MODROZELENÉHO NA FIALOVOU . In: GEMS & GEMOLOGY . 1999, s. 196-201 ( gia.edu [PDF; 245 kB ; zpřístupněno 6. června 2018]).
  17. ↑ Jibamitra Ganguly, Weiji Cheng, Hugh St. C. O'Neill: Syntézy, objem, a strukturální změny granátů v pyroponosná grossular připojit: důsledky pro stabilitu a míchání vlastnosti . In: Americký mineralog . páska 78 , 1993, str. 583-593 ( rruff.info [PDF; 1,3 MB ; zpřístupněno 4. června 2018]).
  18. ↑ a b Jibamitra Ganguly, Weiji Cheng, Massimiliano Tirone: Termodynamika alimosilikátového granátového tuhého roztoku: nová experimentální data, optimalizovaný model a termodynamické aplikace . In: Příspěvky do mineralogie a petrologie . páska 126 , 1996, str. 137–151 ( researchgate.net [PDF; 1.8 MB ; zpřístupněno 22. května 2018]).
  19. ↑ a b LIPING WANG, ERIC J. ESSENE A YOUXUE ZHANG: Přímé pozorování nemísitelnosti v pyrope-almandin-Grossular granátu . In: Americký mineralog . páska 85 , 2000, str. 41–46 ( researchgate.net [PDF; 344 kB ; zpřístupněno 22. května 2018]).
  20. ^ Peter H. Nixon, Oleg von Knorring, Joan M. Rooke: Kimberlites a související inkluze Basutoland: Mineralogická a geochemická studie . In: Americký mineralog . páska 48 , 1963, str. 1090–1132 ( minsocam.org [PDF; 2.9 MB ; zpřístupněno 7. února 2018]).
  21. ↑ Peter H. Nixon, George Hornung: Nový koncový člen chromového granátu, knorringit, od společnosti Kimberlite . In: Americký mineralog . páska 53 , č. 11-12 , 1968, str. 1833–1840 ( minsocam.org [PDF; 516 kB ; zpřístupněno 7. února 2018]).
  22. ^ AE Ringwood: Syntéza řady pyrope-knorringitových pevných řešení . In: Země a planetární vědecké dopisy . páska 36 , 1977, str. 443–448 ( rruff.info [PDF; 457 kB ; zpřístupněno 7. února 2018]).
  23. ↑ S. Heinemann, TG Sharp, F. Seifert, DC Rubie: Kubicko-tetragonální fázový přechod v majoritním systému (Mg4Si4O12) - pyrope (Mg3Al2Si3O12) a granátová symetrie v přechodové zóně Země . In: Fyzika a chemie minerálů . páska 24 , 1997, str. 206-221 , doi : 10,1007 / s002690050034 .
  24. ↑ AKIHIKO NAKATSUKA, AKIRA YOSHIASA, TAKAMITSU YAMANAKA, OSAMU OHTAKA, TOMOO KATSURA A EIJI ITO: Změna symetrie pevného roztoku majoritu v systému Mg3Al2Si3O12-MgSiO3 . In: Americký mineralog . páska 84 , 1999, str. 1135–1143 ( minsocam.org [PDF; 102 kB ; zpřístupněno 7. června 2018]).
  25. ↑ Gilberto Artioli, Alessandro Pavese, Kenny ocel, Richard K. McMullan: monokrystalů neutronové difrakce STUDIE teplotní rozsah pyrop IN 30-1173 K . In: Kanadský mineralog . páska 35 , 1997, str. 1009-1019 ( rruff.info [PDF; 698 kB ; zpřístupněno 4. června 2018]).
  26. ↑ Tetsuo Irifune, Yu Hariya: Fázové vztahy v systému Mg3Al2Si3O12 - Mg 3 Cr 2 Si 3 O 12 za vysokého tlaku a některé mineralogické vlastnosti syntetických granátových pevných roztoků . In: Mineralogický deník . páska 11 , č. 6 , 1983, str. 269–281 ( jst.go.jp [PDF; 1.1 MB ; zpřístupněno 7. února 2018]).
  27. ↑ MN Taran, K. Langer, Irmgard Abs-Wurmbach, DJ Frost, AN Platonov: Místní relaxace kolem [6] Cr3 + v syntetických pyrope - knorringitových granátech, [8] Mg3 [6] (Al1 - X CrX3 +) 2 [ 4] Si3O12, z elektronických absorpčních spekter . In: Fyzika a chemie minerálů . páska 31 , č. 9 , 2004, s. 650-657 , doi : 10,1007 / s00269-004-0424-9 .
  28. ^ Krátké filmy o barevných změnách na mineralogických stránkách Kalifornského technologického institutu
  29. ↑ a b E. Gubelin a K. Schmetzer: DRAHÉ KAMENY S ÚČINNÝM ALEXANDRITEM . In: GEMS & GEMOLOGY . 1982, s. 197–203 ( gia.edu [PDF; 245 kB ; zpřístupněno 6. června 2018]).