Гидрогроссуля́р (от др.-греч. ὕδωρ , вода и лат. grossularium , крыжовник ) также гибши́т , гроссуляро́ид , плазоли́т , аризонский , грана́товый или трансва́альский жад — общее название для изоморфного ряда гранатов -гидратов, содержащих в своём составе воду (гидроксильную группу), примерная формула Ca ₃ Al ₂ (SiO ₄ ) ₂ (OH) ₄ . При этом число взаимозаменяемых силикатных и гидроксильных групп в разных образцах заведомо колеблется, как это бывает в изоморфных рядах.

Название

Своё название гидрогроссуляры получили, исходя из собственного химического состава (гидратированный гроссуляр ), когда часть кремнекислородных тетраэдров в кристаллической решётке гроссуляра замещается гидроксильной группой , образуя поступенно изменяющийся изоморфный ряд минералов гроссуляр → .

Название материнского минерала «гроссуляр» произведено от латинского названия крыжовника — grossularium — поскольку некоторые разности описываемого минерала имели характерный вид и светло-зелёный цвет, напоминающий ягоды крыжовника.

Название гидрогроссуляр камню было «официально» присвоено только в 2012 году, а до того времени он значился в международной номенклатуре под английским названием гибшит ( англ. Hibschite ).

Свойства

Главная особенность гидрогроссуляров заключается в том, что часть кремнекислородных тетраэдров в кристаллической решётке оказывается замещена гидроксильной группой . В конструкции гранатов регулярно меняются кубы Томсона и октаэдры, что и порождает громадное число их разновидностей. В случае гидрогроссуляров происходит также подмена силикатных тетраэдров. ^:32 Это позволяет в ряде случаев рассматривать гидрогроссуляры в качестве твёрдого раствора или природной смеси с переменным метаморфическим составом и «дефектной» структурой относительно «классического» граната , — такой структурой, в которой количество атомов кремния меньше трёх и часть кислорода замещена гидроксилом. ^:129

Как следствие, изменчива и непривычна также и химическая формула гидрогроссуляров. В зависимости от количества гидроксогрупп она может быть иметь несколько принципиальных вариантов. Вот основные из них: Ca ₃ Al ₂ (SiO ₄ ) ₂ (OH) ₄ или Ca ₃ Al ₂ (SiO ₄ ) _1,5 (OH) ₆ . Как видно из химической структуры, один силикатный тетраэдр замещается четырьмя гидроксогруппами. Если учесть, что многие гранаты существуют в виде твёрдых растворов , можно допустить, что гидрогроссуляры являются смесью гроссуляра с гипотетическим «неизвестным» гранатом, полностью лишённым кремнезёма . Состав его должен соответствовать принципиальной формуле Ca ₃ Al ₂ (OH) ₁₂ (трёхкальциевый гидроалюминат). Таковое соединение в природе не найдено, однако в искусственных условиях действительно существует, имея широкое применение в науке и технике. ^:32 Благодаря существованию подобных минералов целесообразно рассматривать гранаты ( гранатиты ) как минералы глубинных геосфер, потенциально способные поглощать и аккумулировать мантийную воду.

С другой стороны, промежуток между «классическим» безводным гроссуляром с одной стороны, и бессиликатным трёхкальциевым гидроалюминатом, собственно, и является зоной, в которой существуют гидрогроссуляры, промежуточные между первым и вторым. Симптоматично, что не только состав гидрогранатов переходный между конечными членами ряда. Многие другие свойства в той же степени промежуточны. К примеру, показатель преломления света в гидрогроссулярах постепенно понижается от 1,735 до 1,605 по мере повышения содержания гидроксила, а плотность, соответственно, уменьшается от 3530 до 2520 кг/м ³ . ^:59-60

Гидрогроссуляр, так же, как и гроссуляр, относится к классу островных силикатов и является относительно редкой разновидностью гранатов. Так же, как в случае гроссуляров , цвет минерала может быть самым разным в зависимости от характера и числа примесей. К примеру, присутствие хрома (Cr ³⁺ ) обуславливают зелёный оттенок, а марганца (Mn ³⁺ ) — розовый. При этом гидрогроссуляры, как правило, непрозрачны или просвечивают в тонких сколах, и только в редких случаях полупрозрачны . ^:56

Гидрогроссуляр как правило образует массивные плотные агрегаты. В рентгеновских лучах светится жёлто-зелёным цветом. От нефрита и жадеита гидрогроссуляр отличается изотропностью, более высоким n , от серпентина — большей твёрдостью . ^:58

Образование

Нахождение — контакты горных эффузивов , совместно с гроссуляром образует горную породу гроссулярит. ^:47 В сочетании с гроссулярами , везувианом , цоизитом и диопсидом нередко образует так называемые гидрогроссуляриты, родингитовые минеральные ассоциации — горные породы желтоватого цвета . При этом отдельные участки родингитов могут быть сложены только диопсидом или иметь биминеральный состав (диопсид-цоизитовый или диопсид-гроссуляровый).

Являясь ярко-выраженными вторичными минералами, гидрогроссуляры чаще всего образуются в метаморфических зонах известково-кремнистых или цеолит -кальцитовых пород, сложившихся в результате преображения мергелей или мергелистых известняков на контакте с интрузией магмы ; а также среди продуктов гидротермального преображения основных магматических пород. ^:68

Кристаллизации гидрогранатов ряда гидрогроссуляра благоприятствует среда, в которой нет избытка кремнезёма ( десилицификация ), не слишком высокие температуры (примерный диапазон 200°-400°) и большое давление (до нескольких тысяч баров ). Такие величины температуры и давления характерны для цеолитовой и зеленокаменной фаций регионального метаморфизма и альбит - эпидот - роговиковой фации контактового метаморфизма . ^:68 Гидрогроссуляры находятся в виде массивных тонкокристаллических и плотных сливных агрегатов, иногда в тесном срастании с везувианом .

Месторождения

Известные места добычи гидрогроссуляров: Казахстан, Восточная Сибирь, Грузия, Новая Зеландия, Южная Африка, Пакистан. Встречается в виде хорошо сформированных кристаллов, зёрен неправильной формы и массивных агрегатов.

Одна из самых известных разновидностей гидрогроссуляра циркулирует в международной торговле под некорректным ( тривиальным ) наименованием «трансваальский жад ». Светло-зелёный массивный материал, первоначально описанный как новая региональная разновидность гроссуляра , был найден в Трансваале (ЮАР) в 64 км. к западу от Претории . По внешнему виду он напоминал известные на мировом рынке разновидности жада , и в результате вышел на продажи в качестве заменителя жада под торговой маркой «трансваальского жада». Существуют предположения, что этот минерал образовался при замещении плагиоклаза , а проведённые лабораторные анализы показали, что он может быть определён в качестве ещё одной региональной разновидности гидрогроссуляра — в составе изоморфного ряда, конечными членами которого являются гроссуляр и соединение ЗСаO• АL ₂ O ₃ X 2 SiO ₂ •2 H ₂ O . ^:339

Применение

В связи с непрозрачностью и массивностью разностей, в основном, гидрогроссуляр идёт в работу в качестве поделочного камня. Реже можно встретить его ювелирное применение — в бусах, браслетах и подобных предметах. Самая распространённая и эффектная форма огранки, так же, как и в случае жада — кабошон . В ювелирном жаргоне за терминами гроссуляр и гидрогроссуляр закрепились несколько иные значения, не вполне совпадающие с научными, хотя и наглядно связанные с ними. Так, прозрачные камни ювелирного качества, пригодные для огранки , обычно называют благородными гроссулярами , а за непрозрачными камнями (чаще зелёными, но также и любого другого цвета) закрепилось тривиальное название гидрогроссуляр . ^:118

Наряду с гидрогроссуляром в поделочных работах иногда используется также и родингит (гидрогроссулярит), порода жёлтого или желтоватого цвета, до 70% состоящая из гидрогроссуляра. ^:58

Красивые образцы хорошо сформированных кристаллов или друз гидрогроссуляра представляют большой интерес для коллекционеров.

Интересное применение появилось в конце 1960-х годов у искусственных гидрогроссуляров, точнее говоря, у самого́ процесса их кристаллизации . В 1962 году ленинградский химик О. И. Аракелян опубликовала теоретическую статью, в которой описывала твёрдые продукты глинозёмного производства в контексте специфических трудностей, возникающих при их очистке. Среди алюминиевых соединений она особо выделила трёхкальциевый гидроалюминат, и высказала предположение, что могут быть полезны для упрощения очистки алюминатных растворов от технологически вредных силикатных ( кремниевых ) примесей. Вскоре оригинальная идея получила подтверждение в работах казахстанских химиков. Поместив алюминатный раствор в автоклав , они вводили в него трёхкальциевый гидроалюминат или оксид кальция и запускали процесс очистки при температурах 350-570° К. После окончания опыта раствор был профильтрован для химического анализа, результаты которого оказались более чем убедительными. Если в начале опыта 1 литр алюминатного раствора содержал 4 грамма кремнезёма , то после опыта в нем с трудом обнаружили исчезающе малые количества этого оксида , крайне вредного для глинозёмного производства. Но зато в твёрдой фазе под микроскопом можно было наблюдать мельчайшие тетрагонтриоктаэдры искусственного гидрогроссуляра, поглотившего все примеси в процессе кристаллизации. ^:66-67

Примечания

См. также

• Гранаты
• Гранатиты
• Гроссуляр
• Родолит
• Родингит
• Уваровит
• Цаворит
• Вениса
• Бечет

Ссылки

• : камневеды
• : каталог минералов
• в базе mindat.org (англ.)