Pyrope

Pyrope
Garnet, Madagaskar.JPG
Pyrope fra Madagaskar
Generelt og klassificering
andre navne

Boheme granat

kemisk formel Mg 3 Al 2 [SiO 4 ] 3
Mineralklasse
(og muligvis afdeling) 		Ø-silikater (nesosilikater)
System nr. til Strunz
og til Dana 		9.AD.25 ( 8. udgave : VIII / A.08)
51.04.03a.01
Lignende mineraler andre granater, spinel , rubin
Krystallografiske data
Krystal system kubisk
Krystal klasse ; symbol kubisk hexakisoctahedral; 4 / m  3  2 / m
Rumgruppe Ia 3 d (nr. 230)Skabelon: rumgruppe / 230
Gitterparametre a  = 11,459  Å
Formel enheder Z  = 8
Hyppige krystal ansigter Rhombisk dodecahedron {110}
Fysiske egenskaber
Mohs hårdhed 7 til 7.5
Massefylde (g / cm 3 ) målt: 3,582; beregnet: 3,5591
Spaltning ingen
Pause ; Fastholdenhed skallignende, splintret
farve sort-rød, lilla-rød, blodrød, orange-rød, lyserød, farveløs
Linjefarve hvid
gennemsigtighed gennemsigtig til gennemsigtig
skinne Glasglans
Krystaloptik
Brydningsindeks n  = 1,714
Dobbeltbrydning ingen, ofte svagt dobbeltbrydende med uopdagelig udryddelse

Den mineralske pyrope (fra det græske pyropos "brændende") er en ø silikat fra granat gruppe og har den kemiske sammensætning Mg 3 Al 2 [SiO 4 ] 3 .

Mineralet krystalliserer i det kubiske krystalsystem , ofte i (afrundede) korn. Det forekommer også i aggregater. Ren pyrope z. B. fra hvide skifer af den Dora Maira massivet er farveløs. Ved at inkorporere jern (Fe 2+ ) i stedet for magnesium (Mg) varierer farven på pyrope fra lyserød til blodrød og sortrød, ofte med en brunfarve.

Etymologi og historie

En af de tidligste omtaler af granater som en ædelsten findes i Bibelen i Anden Mosebog, 28.18 EU som en sten på brystpladen til ypperstepræst Aron. I sit arbejde Naturalis historia i Bog 35, kapitel 25, opsummerede Plinius den ældre et antal røde mineraler under udtrykket carbunculus , herunder granater. En yderligere differentiering af denne gruppe i tre undergrupper (rubin, spinel og granat) blev foretaget af Albertus Magnus omkring 1250 i sit arbejde De mineralinus et rebus metallicus . Det nuværende navn Pyrop er afledt af det græske pyropos "af brændende udseende", som henviser til den røde farve.

I det 18. århundrede blev en bred vifte af mineraler benævnt granat baseret på deres ydre egenskaber (hovedsagelig krystalform), herunder B. også leucit . Dette ændrede sig, da de systematiske kemiske analyser af mineraler begyndte. I løbet af disse undersøgelser, i 1797 , var Martin Heinrich Klaproth den første til at bestemme sammensætningen af ​​en pyrop, der på det tidspunkt var kendt som "bøhmisk granat".

Georg Menzer klargjorde granatens krystalstruktur i 1929, og det lykkedes Loring Coes junior at syntetisere ren pyrop ved 30.000 bar og 900 ° C i midten af ​​1950'erne med nyudviklede højtrykspresser fra Norton Company ( Massachusetts , USA). Syntetiske pyroper fra Coes laboratorium blev brugt af Skinner i 1956 til at bestemme de fysiske egenskaber (gitterkonstante, brydningsindeks, tæthed) af ren pyrope og Anna og J. Zemann fem år senere til den første strukturelle raffinement af pyrope.

klassifikation

Den strukturelle klassificering af International Mineralogical Association (IMA) er en af ​​pyropen til Granat supergruppe, hvor han sammen med almandin , Andradite , Calderit , Eringait , Goldmanit , Grossular , Knorringit , Morimotoit , majorite , Menzerit- (Y) , Momoiit , Rubinit , Spessartine og Uvarowite danner granatgruppen med 12 positive ladninger på den tetraedrisk koordinerede gitterposition.

I mellemtiden forældet, men stadig i brug 8. udgave af mineralklassificeringen af ​​Strunz af pyrope tilhørte departementet "øsilikater (nesosilicates)", hvor han samarbejdede med almandin, Andradite, Calderit, Goldmanit, Grossular, Henritermierit , Hibschite , Holtstamit , Hydrougrandit , Katoit , Kimzeyit , Knorringit, Majorit, Morimotoit, Pyrope , Schorlomit , Spessartin, Uwarowit, Wadalit og Yamatoit (diskrediteret fordi identisk med Momoiite) "Granatgruppen" med systemnr. VIII / A.08 .

Den 9. udgave af Strunz 'mineralsystematik , som har været i kraft siden 2001 og anvendes af International Mineralogical Association (IMA), klassificerer også pyrope i kategorien "øsilicater (nesosilicater)". Dette er imidlertid yderligere opdelt i henhold til den mulige tilstedeværelse af yderligere anioner og koordineringen af de involverede kationer , så mineralet klassificeres i henhold til dets sammensætning i underafsnittet ”Ø-silikater uden yderligere anioner; Kationer i oktaedrisk [6] og normalt større koordinering “kan findes, hvor den findes sammen med almandin, andradit, calderit, guldmanit, grossular, henritermierite, holtstamite, katoite, kimzeyite, knorringite, majorite, momoiite, morimotoite, schorlomite, spessartine og uwarowite "granatgruppen" med systemnr. 9.AD.25 formularer. Granatforbindelserne blythit, hibschite, hydroandradit og skiagit, som ikke længere betragtes som mineraler, var også inkluderet i denne gruppe. På det tidspunkt, wadalite var stadig grupperet med granater, viste sig at være strukturelt anderledes og er nu tilknyttet en separat gruppe med chloromayenite og fluoromayenite . Granaterne irinarassite , hutcheonite , kerimasite , toturite , menzerite (Y) og eringaite beskrevet efter 2001 ville være blevet klassificeret i granatgruppen.

Systematikken for mineraler ifølge Dana , som hovedsagelig bruges i det engelsktalende område , klassificerer også pyrope i kategorien "øsilikatmineraler". Her er det sammen med almandin, spessartin, knorringit, majorit og calderit i "granatgruppen (pyral-tross-serien)" med systemnr. 51.04.03a skal findes i underafsnittet ” Island silikater: SiO 4 grupper, med kationer i [6] og> [6] koordinering ”.

Kemisme

Pyrope med den idealiserede sammensætning [X] Mg 2+ 3 [Y] Al 3+ [Z] Si 3 O 12 er magnesium analog af almandine ( [X] Fe 2+ 3 [Y] Al [Z] Si 3 O) 12 ) og danner blandede krystaller med de andre aluminiumgranater almandine, spessartine og grossular ifølge udvekslingsreaktionerne

  • [X] Mg 2+ = [X] Fe 2+ (almandin)
  • [X] Mg 2+ = [X] Mn 2+ (Spessartine)
  • [X] Mg 2+ = [X] Ca 2+ (grossular)

Med en undtagelse er der ubegrænset blandbarhed med alle linker af aluminiumsgarnet, i det mindste ved geologisk relevante temperaturer. I blandingsserien Pyrope - Grossular er der et blandbarhedsgab ved temperaturer under ca. 600 ° C og 25-30 mol% grossular.

På den oktaedriske Y-position kan Al 3+ erstattes af Cr 3+ i overensstemmelse med udvekslingsreaktionen

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

Under de høje tryk og temperaturer i jordens kappe erstattes Al 3+ i Y-position med magnesium og silicium ifølge udvekslingsreaktionen

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

Pyrope i denne serie med mere end ~ 25 mol% flertal er tetragonal .

Krystalstruktur

Pyrope krystalliserer med kubisk symmetri i rumgruppen Ia 3 d (rumgruppe nr. 230) og 8 formlenheder pr . Celleenhed . Der er adskillige bestemmelser for kantlængden af ​​den kubiske enhedscelle for både naturlige blandede krystaller og syntetiske pyrope. For den rene pyropeterminal er gitterparameteren z. B. givet med a  = 11.459 Å, a  = 11.452 Å eller a  = 11.450 Å for en naturlig pyrop fra den hvide skifer i Dora Meira-regionen (Italien).Skabelon: rumgruppe / 230

Strukturen er den af granat . Magnesium (Mg 2+ ) indtager X-positionen , som er dodecahedralt omgivet af 8 iltioner. Denne position er ret stor for den lille magnesiumion, som der udfører en klar, asymmetrisk svingning omkring positionens centrum. Aluminium (Al 3+ ) indtager Y-positionen, som er omgivet af 6 iltioner på en oktaedrisk måde, og Z- positionen, som er omgivet af 4 iltioner på en oktaedrisk måde, er udelukkende optaget af silicium (Si 4+ ) .

ejendomme

Hvad er slående sammenlignet med andre magnesiumsilicater er den relativt høje hårdhed (7 - 7,5) og den høje rumvægt på 3,5 - 3,6 g / cm 3 . Til sammenligning: forsterit (Mg 2 SiO 4 ), også hårdhed 7, har en densitet på 3,3 g / cm 3 og enstatit (MgSiO 3 ) kun har en hårdhed på 5-6 og en massefylde på 3,2 g / cm 3 .

Naturlige pyrope viser ofte svag, uregelmæssig overskyet dobbeltbrydning , hvilket tilskrives gitterbelastninger .

Kemisk ren pyrope er farveløs. Naturlige pyrope er normalt orange-rød til lilla-rød og violet-rød eller grøn til blå på grund af det lave indhold af jern (Fe 2+ ), mangan (Mn 2+ ) samt krom (Cr 3+ ) og vanadium ( V 3+ ).

Farven forårsaget af krom afhænger i høj grad af kromindholdet i granaten. Lavt kromindhold fører til en vinrød farve, der med stigende kromindhold skifter fra grå til mørkegrøn. Dette skyldes en ændring i arten af chrom-iltbindingerne. Den kovalente del af bindingerne falder med stigende chromindhold, hvilket fører til et skift i det absorberede lyss bølgelængder og i sidste ende til en farveændring. Derudover viser pyroperne farvet af krom eller vanadium andre usædvanlige farveeffekter.

Termokromatisk effekt

Kromrig , violetrød farvet pyrope fra Koherab , Namibia skifter farve til grøn, når den opvarmes fra ~ 400 ° C, hvilket ses i korte film på mineralogisiderne fra California Institute of Technology .

Alexandrit-effekt : farveændringer afhængigt af belysningen

Pyropes med mere end 3 vægtprocent Cr 2 O 3 viser en farveændring for det menneskelige øje fra blågrøn i dagslys til vinrød i lyset af glødelamper eller stearinlys.

Pyrope-Spessartine blandede krystaller kan vise en farveændring, selv med meget lave niveauer af krom eller vanadium. Pyropes rige på Spessartine fra Tanzania viser en farveændring fra blågrøn til rød. Lavt niveau af almandin eller grossular fører til en større variation i de observerede farver. Blågrønne pyrope fra et depositum nær Bekily, Madagaskar fremstår som blågrønne i dagslys og lyserøde i glødelamper eller stearinlys.

Uddannelse og lokationer

Pyrope findes især i ultramafiske klipper såsom serpentinitter , peridotitter eller kimberlitter , også sekundært i sand, grus og sæber .

De vigtigste aflejringer af pyrope er i Europa i Tjekkiet (Bohemian Central Mountains), i Sydafrika især nær Kimberley og i Tanzania, Australien og USA (Arizona). Et andet vigtigt sted er i byen Martiniana Po i Italien .

brug

Pyrope blev især værdsat som en ædelsten i det 18. og 19. århundrede ("bøhmisk granat").

litteratur

  • Jiří Kouřimský: Ildøjet fra de bøhmiske vulkaner . I: granat. Granatgruppens mineraler: ædelsten, smykker og lasere (= Christian Weise [Hrsg.]: ExtraLapis . Bind 9 ). Christian Weise Verlag, 1995, ISBN 3-921656-35-4 , ISSN  0945-8492 , s. 76-82 .
  • Jaroslav Bauer, Vladimír Bouška: Ædelsten guide . Verlag Werner Dausien, Hanau / Main 1993, ISBN 3-7684-2206-2 , s. 100-106 .
  • Walter Schumann: Ædelsten og ædelsten. Alle slags og sorter. 1900 unikke stykker . 16. reviderede udgave. BLV Verlag, München 2014, ISBN 978-3-8354-1171-5 , pp. 120 .
  • Dana Stehlíková: Det bøhmiske granat (Carbunculus Granatus Zrnakoc) . 2. udgave. Mucha Museum, Prag 2004.

Weblinks

Commons : Pyrope  - samling af billeder, videoer og lydfiler

Individuelle beviser

  1. ↑ a b GV Gibbs og JV Smith: FORFINDELSE AF KRYSTALSTRUKTUREN AF SYNTETISK PYROPE . I: Den amerikanske mineralog . bånd 50 , 1965, s. 2023–2039 ( rruff.info [PDF; 1,2 MB ; adgang den 5. maj 2018]).
  2. ^ A b GA Novak og GV Gibbs: Krystalkemien i silikatgranaterne . I: Den amerikanske mineralog . bånd 56 , 1971, s. 791–825 ( rruff.info [PDF; 2,3 MB ; adgang den 4. maj 2018]).
  3. ↑ a b c d e BJ Skinner: Fysiske egenskaber hos slutmedlemmer i granatgruppen . I: Den amerikanske mineralog . bånd 41 , 1956, s. 428-436 ( minsocam.org [PDF; 522 kB ; adgang den 5. maj 2018]).
  4. ↑ a b c d DK Teertstra: brydningsindeks og enhedscellebegrænsninger på kationvalens og ordensmønster i granatgruppemineraler . I: Den canadiske mineralog . bånd 44 , 2006, s. 341–346 ( rruff.info [PDF; 197 kB ; adgang den 5. maj 2018]).
  5. ^ A b Anne M. Hofmeister, Rand B. Schaal, Karla R. Campbell, Sandra L. Berry og Timothy J. Fagan: Udbredelse og oprindelse af dobbeltbrydning i 48 granater fra pyrope-almandine-grossularite-spessartine kvartær . I: Den amerikanske mineralog . bånd 83 , 1998, s. 1293–1301 ( minsocam.org [PDF; 105 kB ; adgang den 27. maj 2018]).
  6. ↑ Plinius den ældre: Naturalis historia. Bog 35, 25.
  7. ^ Universitet i Karlsruhe, Wolfgang Wegner: Herzog Ernst ( Memento fra 21. april 2009 i internetarkivet ).
  8. ^ MH Klaproth: Kemisk undersøgelse af det bøhmiske granat . I: Bidrag til minerallegemers kemiske viden . bånd 2 , 1797, s. 16–21 ( rruff.info [PDF; 394 kB ; adgang til den 5. juni 2018]).
  9. Men G. Menzer: Granatens krystalstruktur . I: Journal of Crystallography - Crystalline Materials . bånd 69 , 1929, s. 300-396 , doi : 10.1524 / zkri.1929.69.1.300 .
  10. Oring Loring Coes Jr.: Højtryksmineraler . I: Journal of the American Ceramic Society . bånd 38 , 1955, s. 298 , doi : 10.1111 / j.1151-2916.1955.tb14949.x .
  11. ↑ Anna Zemann, J. Zemann: Forfining af krystalstrukturen af ​​syntetisk pyrop, Mg3Al2 (SiO4) 3 . I: Acta Crystallographica . bånd 14 , 1961, s. 835-837 , doi : 10.1107 / S0365110X61002436 .
  12. ^ A b Edward S. Grew, Andrew J. Locock, Stuart J. Mills, Irina O. Galuskina, Evgeny V. Galuskin og Ulf Hålenius: IMA-rapport - Nomenklatur for granatsupergruppen . I: Amerikansk mineralog . bånd 98 , 2013, s. 785–811 ( rruff.info [PDF; 1.1 MB ; adgang 28. april 2020]).
  13. ↑ a b c Thomas Armbruster, Charles A. Geiger, George A. Lager: Enkeltkrystal røntgenstrukturundersøgelse af syntetiske pyrope-mandelgranater ved 100 og 293K . I: Den amerikanske mineralog . bånd 77 , 1992, s. 512-521 ( rruff.info [PDF; 1,2 MB ; adgang den 19. maj 2018]).
  14. ↑ Charles Geiger og Anne Feenstra: Molære volumener af blanding af almandin-pyrope og almandine-spessartine granater og krystalkemien og termodynamiske blandingsegenskaber af aluminosilikat granater . I: Den amerikanske mineralog . bånd 82 , 1997, s. 571-581 ( minsocam.org [PDF; 213 kB ; adgang den 21. maj 2018]).
  15. ^ Charles A. Geiger: En pulverinfrarød spektroskopisk undersøgelse af granatbinarier i systemet Mg3Al2Si30i2-Fe3Al2Si30i2-Mn3Al2Si30i2-Ca3Al2Si30i2 . I: European Journal of Mineralogy . bånd 10 , 1998, s. 407-422 ( researchgate.net [PDF; 4.0 MB ; adgang den 6. juni 2018]).
  16. ^ A b Karl Schmetzer og Heinz-Jürgen Bernhardt: GARNETS FRA MADAGASCAR MED EN FARVEÆNDRING AF BLÅ-GRØNT TIL LILLE . I: GEMS & GEMOLOGY . 1999, s. 196-201 ( gia.edu [PDF; 245 kB ; adgang den 6. juni 2018]).
  17. ↑ Jibamitra Ganguly, Weiji Cheng, Hugh St. C. O'Neill: Synteser, volumen og strukturelle ændringer af granater i pyrope-grossular sammenføjning: Implikationer for stabilitet og blandingsegenskaber . I: Amerikansk mineralog . bånd 78 , 1993, s. 583-593 ( rruff.info [PDF; 1,3 MB ; adgang til den 4. juni 2018]).
  18. ↑ a b Jibamitra Ganguly, Weiji Cheng, Massimiliano Tirone: Termodynamik af alimosilikat granatløs løsning: nye eksperimentelle data, en optimeret model og termodynamiske applikationer . I: Bidrag til mineralogi og petrologi . bånd 126 , 1996, s. 137–151 ( researchgate.net [PDF; 1.8 MB ; adgang den 22. maj 2018]).
  19. ↑ a b LIPING WANG, ERIC J. ESSENE OG YOUXUE ZHANG: Direkte observation af ublandbarhed i pyrope-almandin-grossular granat . I: Den amerikanske mineralog . bånd 85 , 2000, s. 41–46 ( researchgate.net [PDF; 344 kB ; adgang den 22. maj 2018]).
  20. ↑ Peter H. Nixon, Oleg von Knorring, Joan M. Rooke: kimberlitter og tilhørende inklusioner af Basutoland: En mineralogiske og geokemiske undersøgelse . I: Amerikansk mineralog . bånd 48 , 1963, s. 1090–1132 ( minsocam.org [PDF; 2.9 MB ; adgang til den 7. februar 2018]).
  21. ↑ Peter H. Nixon, George Hornung: En ny krom granat ende medlem, knorringite, fra Kimberlit . I: Amerikansk mineralog . bånd 53 , nr. 11-12 , 1968, s. 1833–1840 ( minsocam.org [PDF; 516 kB ; adgang til den 7. februar 2018]).
  22. ^ AE Ringwood: Syntese af Pyrope-Knorringite Solid Solution Series . I: Earth and Planetary Science Letters . bånd 36 , 1977, s. 443–448 ( rruff.info [PDF; 457 kB ; adgang til den 7. februar 2018]).
  23. ↑ S. Heinemann, TG Sharp, F. Seifert, DC Rubie: Den kubiske-tetragonal faseovergang i systemet majorité (Mg4Si4O12) - pyrope (Mg3Al2Si3O12), og granat symmetri i Jordens overgangszonen . I: Fysik og kemi af mineraler . bånd 24 , 1997, s. 206-221 , doi : 10.1007 / s002690050034 .
  24. ↑ AKIHIKO NAKATSUKA, AKIRA YOSHIASA, TAKAMITSU YAMANAKA, OSAMU OHTAKA, TOMOO KATSURA OG EIJI ITO: Symmetriændring af majorite fast opløsning i systemet Mg3Al2Si3O12-MgSiO3 . I: Den amerikanske mineralog . bånd 84 , 1999, s. 1135–1143 ( minsocam.org [PDF; 102 kB ; adgang til den 7. juni 2018]).
  25. ↑ Gilberto Artioli, Alessandro Pavese, Kenny stål, Richard K. McMullan: ÉN CRYSTAL neutrondiffraktion UNDERSØGELSE af temperaturområdet pyrope IN 30-1173 K . I: Den canadiske mineralog . bånd 35 , 1997, s. 1009-1019 ( rruff.info [PDF; 698 kB ; adgang til den 4. juni 2018]).
  26. ↑ Tetsuo Irifune, Yu Hariya: Faseforhold i systemet Mg3Al2Si3O12 - Mg 3 Cr 2 Si 3 O 12 ved højt tryk og nogle mineralogiske egenskaber af syntetiske granatopløsninger . I: Mineralogical Journal . bånd 11 , nr. 6 , 1983, s. 269–281 ( jst.go.jp [PDF; 1.1 MB ; adgang til den 7. februar 2018]).
  27. ↑ MN Taran, K. Langer, Irmgard Abs-Wurmbach, DJ Frost, AN Platonov: Lokal afslapning omkring [6] Cr3 + i syntetisk pyrope - knorringit granater, [8] Mg3 [6] (Al1 - X CrX3 +) 2 [ 4] Si3O12, fra elektroniske absorptionsspektre . I: Fysik og kemi af mineraler . bånd 31 , nr. 9 , 2004, s. 650-657 , doi : 10.1007 / s00269-004-0424-9 .
  28. ^ Kortfilm med farveændringer på mineralogisiderne fra California Institute of Technology
  29. ↑ a b E. Gubelin og K. Schmetzer: ÆGELSTENER MED EFFEKT ALEXANDRITE . I: GEMS & GEMOLOGY . 1982, s. 197–203 ( gia.edu [PDF; 245 kB ; adgang den 6. juni 2018]).