GRANAATGROEP. Overzicht.

GRANAATGROEP.
Overzicht.
Almandien
Fe32+Al2[SiO4]3
Andradiet
Ca3Fe23+[SiO4]3
kleur: diep donkerrood
kleur: zwart, rood,bruin,
geel,groen
Variëteiten: Demantoied (Cr-houdend)
Topazoliet (Al-houdend)
Melaniet (Ti-houdend)
H.7-7,5
H.6,5-7
Analogon: Goldmaniet Ca3(V3+,Al,Fe3+)2[SiO4]3
Morimotoiet Ca3Fe2+Ti [SiO4]3
Grossulaar
Ca3Al2[SiO4]3
kleur: bleeklichtend groen,
bruinachtiggeel tot oranjerood H.6,5-7
Variereiten: Hessoniet (Fe-houdend)
Tsavoriet (Cr-houdend)
Analogon: Goldmaniet Ca3(V3+,Al,Fe3+)2[SiO4]3
Pyroop
Mg3Al2[SiO4]3
kleur: bloedrood tot zwartrood H.7-7,5
Analogon: Knorringiet Mg3Cr2[SiO4]3
Spessartien
Mn32+Al2[SiO4]3
kleur: geelachtig oranje tot
H.7-7,25
donker oranjerood,bruin,zwart
Analogon: Calderiet Mn32+Fe23+[SiO4]3
Uwarowiet
Ca3Cr2[SiO4]3
kleur: donker- tot smaragdgroen H.7-7,5
Daarnaast is er nog een aantal zeldzame tot uiterst zeldzame granaten bekend:
Majoriet
Mg3Fe3+(Si,Al)[SiO4]3
Katoiet
Ca3Al2[SiO4)1-1,5(OH)8-6]2
Schorlomiet
Ca3(Ti,Fe3+)2[(Si,Fe3+)O4]3
Kimzeyiet
Ca3Zr2[(Si,Al)O4]3
Henritermieriet Ca3(Mn3+,Al)2[(SiO4)2(OH)4]
en sinds kort (zie (Lapis 2010 nr. 9):
Bitikleiet-(SnAl) Ca3(Sn,Ti4+)Sb[(AlFe3+)O4]3
Bitikleiet-(ZrFe) Ca3Zr(Sb,Sn)[(Fe3+Al,Si)O4]3
Elbrusiet-(Zr)
Ca3+U6+,Zr,Sn)2[(Fe3+,Fe2+,Al,Ti4+,Si)O4]3
Toturiet
Ca3(Sn,Sb,Ti4+)2[Fe3+,Al,Si,Ti4+)O4]3
Chemie.
De structuurformule van granaat is:
X3Y2[ZO4]3
X,Y en Z stellen daarin vaste plaatsen voor in het kristalrooster. Iedere plaats
kan met bepaalde elementen bezet zijn, b.v.
X met Ca2+, Mg2+,Fe2+,Mn2+;
Y met Al3+,Fe3+, Cr3+, Ti4+, Mn3+, V3+, Zr3+;
Z met Si4+, zelden met Al3+, Fe3+, Ti4+, of i.p.v. [ZO4] vier OH.
In de ideale granaatformule zien we dan:
3 ionen van de groep X, voornamelijk bestaande uit 2-waardige elementen;
2 ionen van de groep Y, voornamelijk 3-waardige elementen;
3 ZO4 groepen, meestal SiO4groepen.
De ideale granaatformule, de zuivere eindleden, komt maar zelden voor. Bijna
altijd is er sprake van mengkristallen.
Mengkristallen.
Er zijn twee mengkristalgroepen te onderscheiden:
I. Pyralspieten.
Pyroop
Almandien
Spessartien
Mg32+ Al23+
Fe32+ Al23+
Mn32+ Al23+
[Si4+O42-]3
[Si4+O42-]3
[Si4+O42-]3
Ca32+ Cr23+
Ca32+ Al23+
Ca32+ Fe23+
[Si4+O42-]3
[Si4+O42-]3
[Si4+O42-]3
II.Ugrandieten.
Uwaruwiet
Grossulaar
Andradiet
Binnen deze twee groepen kan volledige uitwisseling van ionen plaats vinden.
Voorwaarde is wel dat de ionradius ongeveer gelijk moet zijn.
Tussen de twee groepen is de uitwisseling beperkt.
De in een kristal meest voorkomende samenstelling geeft de naam.
Ionradius van in granaat voorkomende elementen.
1 Ångstrom (Å) is een/tienmiljoenste millimeter.
De grootste radius heeft zuurstof dat daardoor het grootste deel van het
kristalvolume vult.
De vier negatief geladen O2--ionen worden gebonden door een positief geladen
Si4+-ion tot een SiO4-tetraeder, het silicaation.
Het SiO4 – ion.
Kristalsysteem en kristalvormen.
Granaat hoort (m.u.v. Henritermieriet = tetragonaal) thuis in het kubische stelsel
dwz alle kristalassen (ribben) zijn gelijk, alle hoeken 90 graden.
Binnen het kubisch systeem bestaan verschillende kristalvormen. (zie afb.)
De grondvormen van granaat in het kubische systeem.
In het algemeen domineren 2 kristalvormen:
 de rhombendodekaeder (12 vlakken)
 de ikositetraeder (24 vlakken).
Opbouw van het granaatkristal.
Het kristalstelsel wordt bepaald door de kleinste eenheid van de kristalstructuur,
de elementaire cel. Voor granaat is dit de kubus.
De meeste ruimte hierin wordt ingenomen door de SiO4-tetraeders, die op vaste
plaatsen in de structuur voorkomen zonder elkaar te raken.
We hebben te maken met een eiland- of nesosilicaat.
De SiO4-tetraeders worden verder gebonden door 3-waardige ionen uit de Ygroep. Deze vormen met 6 zuurstofionen van de tetraëders een octaëder.
De overblijvende ruimte wordt opgevuld door 2-waardige ionen uit de X-groep,
die met 8 zuurstofionen van de tetraëders een kubus vormen.
Voorkomen.
Granaat is een typisch mineraal in metamorfe gesteenten zoals glimmerschist,
amphibolieten, granulieten, marmers en gneisen.
Almandien, Spessartien en zelden Uwarowiet komen ook voor in magmatische
gesteenten zoals granietpegmatieten.
Andradiet is ook gevonden in kosmisch gesteente.
Metamorf gesteente.
De definitie van metamorfose luidt:
“Rekristallisatie van gesteente onder invloed van temperatuur en/of alzijdige
druk, meestal op grote diepte onder het aardoppervlak.”
De temperaturen liggen in het algemeen boven 200º C. De herkristallisatie
voltrekt zich in vaste toestand. Zou het gesteente smelten dan zou een
magmatisch gesteente ontstaan.
Hoofdtypen van metamorfose zijn:
 Thermometamorfose of contactmetamorfose.
Dit vindt plaats op een diepte van 1 – 10 kilometer door
temperatuurverhoging door opdringend magma.
De druk is daarbij vrij laag.
Gesteente dat hierbij ontstaat is hoornrots en knotenschiefer.
 Regionale metamorfose.
Vindt plaats op een diepte van meer dan 5 kilometer onder invloed van
temperatuur en druk.
Er ontstaat o.a. lei, fylliet, gneis, kwartsiet en marmer.
De druk wordt veroorzaakt door het bovenliggende gesteentepakket.
De temperatuurtoename varieert van 7 – 80ºC per kilometer en ligt
meestal tussen de 15º en 30º per kilometer.
Systematiek.
In de Lapissystematiek behoren de granaten tot groep VIII.A-8.
Groep VIII: Silicaten
A: Nesosilicaten
8: Granaatgroep.
Micromountwerkgroep Geol.Ver. IJsselland
Deventer.
20.11.2010
Literatuur:
Extra Lapis nr. 9
Algemene geologie, A.J.Pannekoek e.a.
Wikipedia