石榴石云母片岩，石榴石裸石

石榴子石 Garnet

石榴子石是一族矿物，也是一个宝石“家族”的总称，包括一系列成分不同的成员。石榴石是石榴子石一词的简称，是指这族矿物的晶粒像打开的石榴中的一粒粒籽(而不是像整个石榴)。其英文名称Garnet来自拉丁文granatum，也是“像种子”的意思。我国珠宝业常用其古称“紫牙乌”来泛指各色石榴子石，但古文献中的紫牙乌仅指紫红、红、暗红等颜色类似红宝石的石榴子石。石榴子石被视为忠诚、友爱的象征而用为1月诞生石，但只是用其深红色品种来代表这种寓意。

一、石榴子石的基本特征

矿物名称：石榴子石

化学成分：石榴子石的理论化学式通式为A3B2[SiO4]3。式中A主要是镁、铁、锰或钙等二价阳离子，B主要是铝、铁以及铬、钛、钒等三价或更高价阳离子。A中除钙外，镁-铁-锰可完全类质同象替代，B中铝-铁可完全类质同象替代，它们二者与铬、钛、钒只是有限的替代。矿物学上，石榴子石划分了铝系和钙系两个类质同象系列，分别包括镁铝榴石、铁铝榴石、锰铝榴石、钙铝榴石、钙铁榴石、钙铬榴石等主要端员。任何一粒天然石榴子石都可含有几种二价、三价阳离子，是几个上述端员的类质同象混晶。

晶系及结晶习性：等轴晶系，常见菱形十二面体或四角三八面体或二者组成的聚形(图16-6-1)，粒状结晶习性。

图16-6-1 石榴子石的理想形态

光学性质：石榴子石的各种光学性质都随着石榴子石的化学成分变化，而且，以光学性质和密度划分的一些品种之间，有某些性质(如颜色)或物理常数(如折射率、密度)互相过渡、部分套叠，这与石榴子石往往是含多种阳离子、包括几个端员组分相呼应。表16-6-1概括了各品种除颜色外的主要性质。

除特定的颜色变种外，各种石榴子石有广泛的色彩、色调变化。镁铝榴石(Pyrope)含少量铬、铁时为暗红橙、红和稍带紫的红色，宝石级以纯红色的为上品，也可呈粉红色、淡橙黄到紫色；含锰有变色效应的，阳光下为绿色，白炽灯下为带红的紫色。铁铝榴石(Almandine)则褐色成分增大，浅红到深红色中经常闪褐**调，也可以呈紫红到紫色。镁铁榴石(Rhodolite)限指红紫、紫红色变种，像盛开的玫瑰花般的紫红色者为上品。锰铝榴石(Spessartite)从黄到橙到带橙黄的红色，其橙黄到红色的成分比桂榴石的强，橙黄色的罕见、珍贵，而橙黄褐色和带红褐色的常见。镁锰榴石(malaia)是一种锰铝-镁铝榴石变种，呈浅到深的、带粉红的橙色或带红的橙色或带黄的橙色，有变色效应的异种称翁巴榴石( Umbalite)，在阳光下呈带绿的蓝色或带蓝的紫红色，显蓝色调，而在白炽灯下为不显蓝色调的品红色。钙铝榴石(grossular)有几种不同的主色：表16-6-1中的低折射率(1.72～1.73)是淡绿色变种的资料，随含铁量增加折射率增高直到1.763，呈褐绿色，它们又称绿榴石；桂榴石(Hessonite)是黄到褐黄或黄橙到红橙色的，橙褐色者又被称为肉桂榴石；含铬、钒的也呈绿色，为翠绿色、亮绿色或绿到黄色的绿色，即钒铬钙铝榴石(tsavorite)，又称萨窝石；也有主色是红或褐色的。钙铁榴石(Andradite)罕见红色或橙色、橙红色，一般是褐色；黄色的又称黄榴石(Topazolite)，黑色的或暗褐到黑色的分别称钛榴石(Schorlonite)或黑榴石(melanite)，是含钛的亚种；含铬呈翠绿或带黄的绿色才称翠榴石(demantoid)。钙铬榴石( Uvarovite)是翠绿色、绿色、深绿色，随含铁量增加而颜色变深。

随着色度变深或含包裹体变暗、以及生长带(色带)干扰，石榴子石可从透明降到不透明；抛光面是强玻璃光泽到近金刚光泽；色散从较强到强，无多色性。

浅绿色钙铝榴石有弱的紫外荧光：长波下橙红、橙色，短波下黄-橙或橙黄。其他各品种石榴子石均无紫外荧光。

表16-6-1中所列吸收光谱特征，对应于该品种的主要呈色离子，当对应离子含量减少时则不出现，如镁铝榴石中近红区端点的铬线、绿色钙铝榴石的铁线；而翠榴石则必有铬线和铁线。

查尔斯滤色镜下，翠榴石呈亮红色或淡粉红色，所有红色石榴子石均呈暗红色，含铬的钙铝榴石(绿色单晶宝石或带绿色的水钙铝榴石玉石)可能显淡粉红色或淡红色。

力学性质：无解理，常有平行菱形十二面体方向的多组裂开。硬度6～7.5；除水钙铝榴石硬度6～6.5、钛榴石硬度6～7外，宝石中石榴子石硬度均在7左右。除钙铁榴石与热浓盐酸或王水有微弱反应外，无水化的石榴子石只被HF微弱作用；水钙铝榴石易被HCl浸裂(它实际上是集合体，属玉石)。石榴子石熔点高于800℃，但热敏性强，不适应于温度变化过大；切磨时，温度梯度过大也会导致破裂。各变种石榴子石的密度变化范围见表16-6-1。

显微特征：不同品种或同一品种成因、产状或产地不同，可含不同的特征包裹体。

镁铝榴石中典型的包裹体有针状金红石和浑圆、低突起的镁橄榄石。铁铝榴石含粗针状金红石或含角闪石包裹体，亦常含具有应变晕圈的锆石。镁铁榴石中除金红石和锆石外，无角闪石而常有浑圆、低突起的磷灰石。它们三者的金红石客晶都可以定向排列在菱形十二面体晶棱方向，菱形分布，夹角为70°和110°，定向(垂直三次或四次对称轴)切磨成弧面型宝石时将呈现六射星光或四射星光。

表16-6-1 石榴子石的主要品种及其主要性质

锰铝榴石有两相包裹体，分布在不规则的飘纱状次生愈合面内，还有负晶，前者也被描述为“波浪状似羽毛状包体”。镁锰榴石典型包裹体是针状金红石、黄铁矿和磷灰石晶体。

绿色钙铝榴石中发育星点状黑色固态包裹体。桂榴石中常有大量磷灰石、方解石浑圆晶粒，它们是原生的，边缘已被溶蚀(内部有明确的干涉色，不同于主晶)，或是清楚地停留在近透明的主晶的“糖浆状”环境中，呈现明显的粒状景观。后一特点常被描述为似“糖浆”的漩涡状或不平的“热波(或称热浪)”状包裹体。有的钙铝榴石中同源客晶为方柱石晶体。钒铬钙铝榴石典型包裹体是褐铁矿浸染、被侵蚀的空管和石墨，也有磷灰石、石棉纤维和愈合的裂隙。它们与石墨一起组成了钒铬钙铬榴石特有的内部结构。特殊情况下，结晶生长方向使细粒的微滴、负晶和固态包裹体粒子排成雨点状一行行的线状。钙铁榴石可有各种包裹体，偶然遇到有猫眼光状带褐色的绿色宝石，显示与体色相似的晕彩。翠榴石的典型包裹体是“马尾丝”状的黄褐色阳起石。个别产地的钙铁榴石中也有类似的石棉客晶围绕着带褐色的黑色铬铁矿，呈放射状排列。

二、石榴子石的类型

石榴子石宝石是根据成分划分品种的。市场上流行的石榴子石宝石品种主要是镁铝榴石、镁铁榴石、铁铝榴石、桂榴石。绿色钙铝榴石、铬钒钙铝榴石、锰铝榴石、镁锰榴石、钙铁榴石，尤其是翠榴石罕见。其他石榴子石或因色彩平淡无奇(如黑榴石、钛榴石)，或因颗粒过小(如黄榴石、钙铬榴石)，市面上更难见到。

宝石学中，石榴子石品种判别需综合考虑折射率、密度、颜色和吸收光谱特征，个别品种还涉及其包裹体特征。

(1)镁铝榴石：折射率1.714～1.742，并有镁铝榴石光谱(不含铬的亚种，没有红区中窄的铬线)，颜色为红、紫色。

(2)镁铁榴石：又称玫瑰榴石、红榴石，折射率1.74～1.77，颜色为红、紫色。

(3)铁铝榴石：带紫红的红色者又称贵榴石。折射率1.76～1.82，必有505nm吸收线。

(4)钙铝榴石：折射率1.73～1.75 的以黄、绿、粉色为主，罕见无色的。橙(橘)红或带红的褐色到褐红色的已向钙铁榴石过渡，因含Fe3+，折射率增高，有人称之为肉桂榴石，黄色的则称桂榴石。含水的变种水钙铝榴石(Hydrogrosslar)折射率可低到1.67，有人将它划归宝石，实质是多矿物集合体，应归入玉石。

(5)锰铝榴石：可为黄橙到火红色，多为褐和橙色，折射率和铁铝榴石套叠，无505nm吸收带而有430nm线。

(6)钙铁榴石：折射率1.856～1.895，高色散。翠榴石常有马尾丝状包裹体。其变种黄榴石与色调相似的桂榴石需借密度、折射率判别。

有人还将星光石榴子石(多为贵榴石)、翠榴石猫眼、变石石榴子石(镁铝或镁锰榴石)单列为特殊品种。

三、石榴子石的评价

翠榴石、钒铬钙铬榴石颜色美、又少见，价值不低于祖母绿。鲜红的镁铝榴石或镁铁榴石、艳橙色锰铝榴石和橙红到带褐的橙红色镁锰榴石及其变石也是好品种。它们都可列入中档宝石，和海蓝宝石并列。色暗的红色石榴子石则与紫晶同档次，而黄色石榴子石价值高于黄水晶。星光或猫眼石榴子石更是优于星光辉石、猫眼辉石的罕见品种。

四、优化处理石榴子石及石榴子石的仿制品

由于石榴子石宝石改善处理后增值不大，资源又丰富，很少有其改善处理的报道。如前面所述，铁铝、镁铝、锰铝榴石等铝榴石系列者，凡含铁铝榴石组分的都含金红石，热处理均有可能改善颜色，甚至诱发星光效应。

高能辐照可使某些钙铝榴石变为黄绿色，但在阳光下几小时或在暗处放几天即退色，无经济意义。

石榴子石的仿制品主要是各色玻璃及合成立方氧化锆，需从密度、吸收光谱及异常消光等特征仔细区别。

五、石榴子石的鉴定

石榴子石族内各品种主要靠折射率、吸收光谱、密度来划分。对某些变种而言，颜色虽是判据之一，但仅凭颜色划分品种是不可能的。

各种颜色的石榴子石都有与其颜色相似的多种宝石。均质性或仅有斑纹消光、无荧光反应(某些钙铝榴石除外)是石榴子石的重要鉴定依据。在鉴定石榴子石时，测得的折射率值等仍是主要依据。例如：石榴子石可借折射率区分于同为均质性的尖晶石、合成尖晶石、立方氧化锆、钇铝榴石、钆镓榴石、玻璃及稀土玻璃(后者尚需借助吸收谱特征以解决折射率套叠的疑难)或塑料等；可借偏光性和无二色性区分于折射率相近的刚玉、合成刚玉、金绿宝石、榍石、锆石、坦桑石等非均质宝石。包裹体特征，也有利于区分一些折射率重叠的宝石，如折射率近1.73的石榴子石与尖晶石的区分。

六、石榴子石矿床产状、产地简介

石榴子石是内生矿物，有岩浆岩型、伟晶岩型、接触变质型、区域变质型等成因类型。

镁铝榴石为主的石榴子石产于金伯利岩、超基性岩及玄武岩中。主要产地有南非、津巴布韦、坦桑尼亚、澳大利亚等国。主要釆自砂矿中。肯尼亚及俄罗斯雅库特矿区有些晶体有变色效应。其他产地有巴西、美国、斯里兰卡和捷克的波希米亚等地。

镁铁榴石多产于蚀变的火成岩中。产地有美国、斯里兰卡、马达加斯加、坦桑尼亚和津巴布韦。东非产的可有四射或六射星光。肯尼亚-坦桑尼亚海岸产带粉的紫罗兰色镁铁榴石。

铁铝榴石分布最广泛，主要是产于区域变质岩、花岗岩和火山岩。主要产地有斯里兰卡、印度、马达加斯加、美国、中国及格陵兰等地，美国爱达荷州等地和印度有星光石榴子石星光产出，其他产地有缅甸、巴西及阿富汗等许多国家。

锰铝榴石主要产于伟晶岩、花岗岩、结晶片岩中。巴西、马达加斯加、美国、前苏联、瑞典、斯里兰卡、肯尼亚、坦桑尼亚、中国等地都有产出。有人将坦桑尼亚产的一种含钒的石榴子石变石归入锰铝榴石，它与肯尼亚产的镁锰榴石变石是同一矿化带产物。

钙榴石系列以钙铝榴石端员为石榴子石，主要产于酸性火成岩与钙质、钙镁质碳酸盐岩接触带。主要产出国有南非、坦桑尼亚和肯尼亚、巴基斯坦、印度、俄罗斯、美国、加拿大、墨西哥等。桂榴石主要产于斯里兰卡，其次为巴西、加拿大等。肉桂榴石主要产于加拿大。石竹色、桃色的产于墨西哥。绿色的主要产于肯尼亚和坦桑尼亚，多为含钒、铬的“萨窝石”。巴基斯坦产透明绿色钙铝榴石，也含铬。所谓“南非翡翠”或“德兰士瓦玉”是该地产的含符山石的、含钒铬的钙铝榴石集合体；而水钙铝榴石也是一种玉石，产于美国、南非、缅甸、巴基斯坦和我国等许多地区，其中含符山石的又称“加利福尼亚玉”。

钙铁榴石也广泛分布于多种火成岩、变质岩中，宝石级的主要产于矽卡岩。主要产出国有俄罗斯、美国、墨西哥、意大利、瑞士、德国、匈牙利、扎伊尔等。其珍贵变种翠榴石产于蛇纹岩化的基性-超基性岩中，有商品上市的仅乌拉尔一个产地。20世纪60年代以来，意大利、瑞士、德国、匈牙利、朝鲜、美国及扎伊尔等地虽发现有翠榴石，但未见进入市场。我国新疆准噶尔盆地西部80年代也发现有翠榴石，有无宝石资源价值尚在进一步研究中。美国的翠榴石猫眼也只有收藏品；黄榴石产于意大利和瑞士，可能有猫眼效应，但粒度比翠榴石还小。

钙铬榴石一般粒度很小，主要产于超基性岩中。有宝石学价值的产地有芬兰、俄罗斯、挪威、法国、美国、南非等地。我国西藏、陕西也发现了美丽的晶体，有的达到宝石级。

我国作为石榴子石产出大国之一，产地分布二十几个省、区，主要产铁铝榴石。新疆有锰铝榴石分布于阿尔泰的花岗伟晶岩中，还有“阿尔泰祖母绿”与桂榴石一起产在矽卡岩中，二者都是钙铝榴石；甘肃阿克塞花岗伟晶岩晶洞中也有锰铝榴石；江苏东海有含铬镁铝榴石和锰铝榴石；四川有“三江翠榴石”，又称“三江祖母绿”，是铬钙铝榴石；云南马关有含铬镁铝榴石，黑龙江双鸭山有镁铝榴石，其他十几个省、地区，连同已提到的省区，都有铁铝榴石产出。

石榴子石

石榴子石主要分布在元古宇蓟县系 ( Jx) 和青白口系的下马岭组 ( Qbx) 、长龙山组( Qbc) 地层中 ( 表 5. 1) 。含石榴子石的变泥质岩主要是下马岭组的各种片岩。片岩中的石榴子石肉眼可辨，粒状，粒径0. 5 ～3. 0mm 不等，常与红柱石、十字石、云母等共生，含量5% ～20 %不等。石榴子石在单偏光显微镜下呈无色—浅褐色，极高正突起，无解理，全消光。

5. 3. 1. 1 石榴子石成分特征

表 5. 4 是石榴子石的电子探针分析数据，表 5. 5 为通过计算得到的石榴子石 4 种端元分子摩尔百分含量，表 5. 6 则是归纳的石榴子石中端元分子摩尔百分含量范围。可以看出，本区变泥质岩的石榴子石具以下特点:

表 5. 4 变质岩中石榴子石电子探针分析数据 wB/ %

续表

注: ( 1) 样品 ZJ-17Grt 采自中窖矽线石石榴子石十字石云母片岩 ( 属石榴子石-十字石带) ，样品 YS-8Grt 采自羊屎沟石榴子石红柱石片岩 ( 属红柱石-黑云母带) ，样品 YS-9Grt 采自羊屎沟石榴子石十字石片岩 ( 属石榴子石-十字石带) ，样品 LT-5Grt 和 LT-6Grt 采自龙头钾长石矽线石红柱石片岩 ( 属矽线石-钾长石带) 。

( 2) 编号1 ～30，31 ～33，34 ～45，46 ～57，58 ～59 分别是样品 ZJ-17Grt，YS-8Grt，YS-9Grt，LT-5Grt，LT-6Grt 从石榴子石核部到边部分别测定的数据。

( 3) 样品由中国地质大学 ( 武汉) 测试中心测试，仪器型号为 JCXA-733，加速电压 15kV，速流 2 ×10－ 8A。

表 5. 5 石榴子石端元分子摩尔百分含量 ( %)

续表

表 5. 6 石榴子石端元分子摩尔百分含量 ( %) 范围

1) 与世界 其他地区变质程 度相当、原岩成分类似的典型变泥质岩中的 石榴子石( Deer et al，1962) 相比，铁铝榴石 ( Almandine) 、锰铝榴石 ( Spessartine) 的端元成分含量偏高，而镁铝榴石 ( Pyrope) 、钙铝榴石 ( Grossular) 的端元成分明显偏低。

2) 近周口店岩体变质岩 ( 羊屎沟、龙头) 中石榴子石的 Mn2 +含量明显较远岩体变质岩 ( 中窖) 中高，其相应的端元锰铝榴石 ( Spessartine) 的摩尔百分含量明显更大，这应该与 Mn2 +进入晶格所需要的条件有关。

3) 铁铝榴石 ( Almandine) 的摩尔百分含量在石榴子石端元成分中明显占优势，故应该是铁铝榴石。

4) 石榴子石成分具有较为明显的环带分布特征，其中: Fe2 +表现为自核部→边部含量逐渐增加，Mn2 +表现为自核部→边部含量逐渐减少，显示温度由核部→边部是逐渐降低的; 除在样品 ZJ-17Grt ( 中窖) 中 Ca 环带分布不明显外，其他也是表现为自核部→边部含量逐渐增加; Mg2 +的环带分布特征则不明显。

5. 3. 1. 2 石榴子石成分环带的成因问题

本区石榴子石成分特征之一就是具有较为明显的环带分布特征 ( 图 5. 1) ，Fe2 +表现为自核部→边部含量逐渐增加，Mn2 +表现为自核部→边部含量逐渐减少; Ca2 +除在样品中窖变质岩中环带特征不明显外，也是表现为自核部→边部含量逐渐增加; Si4 +，Al3 +和Mg2 +含量较为稳定，环带特征则不明显。

图 5. 1 石榴子石成分环带 Si4 +，Al3 +，Fe2 +，Mn2 +，Mg2 +，Ca2 +( %) 含量变化图

一般来说，泥质变质岩中石榴子石 MnO 含量是随变质温度升高而有规律降低的，Mn/Fe 比降低是进变质作用的标志，进变质作用过程中的石榴子石特征是 Mn 的含量为核部比边部富集 ( Amit，1976) 。因此，根据石榴子石成分分带特征可以认为，本区变质岩经历的是一进变质作用过程，与变质矿物组合得出的结论一致 ( 表 5. 1) ，产生递进变质作用的热源应该来自于底侵的岩浆热。

石榴子石在沂水岩群和变质花岗质岩石中分布有一定的局限性，部分表现了具有某种岩石专属性。相当一部分代表了麻粒岩相变质成因，但也有一部分呈后成合晶，指示属角闪岩相变质。

石榴子石主要分布在本区北部九层岭和南部林家官庄的二辉斜长角闪岩，中部的北下庄石榴夕线钾长片麻岩以及蔡峪的含石榴子石紫苏花岗闪长岩中，局部在马山紫苏花岗岩中呈辉石的反应边（细粒集合体）（图版Ⅱ之7），在少量的石英石榴岩-石榴子石英岩中石榴子石含量可达50%（体积%）以上，在某些黑云变粒岩中石榴子石集合体呈透镜状产出。此外，在穿入北下庄黑云变粒岩中的长英质伟晶岩脉中也见有大颗粒的石榴子石。

石榴子石以褐红色为主，大小悬殊，粒径最大可达10mm以上，半自形—他形，多为不规则形，岩石中常呈变斑晶，部分和辉石及夕线石共生。岩石中的石榴子石含量变化很大，一般从少量到10%。石榴子石的化学成分和端元组分（表4-1）指示了本区石榴子石均为铁铝榴石（>58%）为主的铝质石榴子石。铁铝榴石的含量变化于56%～77%之间，镁铝榴石为7%～33%，钙铝榴石5%～31%，锰铝榴石1%～8%。

表4-1　石榴子石化学成分和端元组分含量表

由石榴子石端元组分（Alm+Spe）—（And+Gro）—Py的三角图解（图4-1）可以看出石榴子石成分依赖于赋存岩石的变化规律。本区石榴子石可划分出三个成分区间：第一区间（A）相对低铁铝（＋锰铝）榴石、镁铝榴石与高钙榴石，产于镁铁质原岩变质的石榴二辉麻粒岩和石榴辉石斜长角闪岩中；第二区间（B）高铁铝（＋锰铝）榴石（≥80%），低钙榴石或（和）镁铝榴石，其中低镁铝榴石者和A组接近，它们主要产于富泥质原岩变质的石榴夕线钾长（二长）片麻岩中；第三区间（C）铁铝（＋锰铝）榴石和钙榴石含量介于A与B区间之间，镁铝榴石组分有明显升高的趋势，它们产于紫苏花岗岩中。可见镁铁质岩石中的石榴子石成分比较集中，在石榴子石端元组分图（图4-1）上大部分位于麻粒岩相、榴辉岩相和角闪岩相界线附近，表明属麻粒岩相变质成因的石榴子石。在夕线石榴二长片麻岩中的石榴子石有部分属角闪岩相变质，因它常与黑云变粒岩共生，故二者在变质相方面是一致的。紫苏花岗岩中石榴子石的镁铝榴石组分有从高到低的演化趋势，很可能暗示着退化变质过程。由于这些石榴子石样品几乎产在同一类岩石中（蔡峪的含石榴子石紫苏花岗闪长岩），它们成分的变化应是变质条件改变的结果。

图4-1　石榴子石端元组分三角图解

（图中编号同表4-1）

○—变基性岩（含石榴子石辉石斜长角闪岩）中的石榴子石；●—变泥质岩（石榴夕线片麻岩）中的石榴子石；△—紫苏花岗岩中的石榴子石

在Mg-AlⅥ图解（图4-2）上，石榴夕线二长（钾长）片麻岩中石榴子石明显可分为两个组。一组岩石中的石榴子石，Mg稍低于0.7,AlⅥ分布于1.7～1.9区间，在Mg/Fe2+-Ca图（图4-3）上集中于Mg/Fe2+值稍低于0.2的位置，Ca值在0.15～0.2区间，总的变质程度为角闪岩相（表4-1中序号为8,9,10的样品）。而另一组样品（表4-1中序号为19,20,21,22的样品）的Mg值稍高，为0.7～1.0,AlⅥ介于1.9～2.0之间，Mg/Fe2+值大于0.4,Ca值为0.1左右。这类石榴子石变质程度达高角闪岩相至麻粒岩相，与冀西北同类岩石中的石榴子石成分十分一致；由此可见，该类岩石中的石榴子石产于不同阶段和不同变质条件下。石榴夕线二长（钾长）片麻岩中石榴子石的成分点靠近Alm+Spe—Pyr连线，只是其比值变化较大（图4-1）。

图4-2　石榴夕线二长（钾长）片麻岩中石榴子石的Mg-AlⅥ图解

图4-3　石榴子石的Mg/Fe2+-Ca图解

1—二辉麻粒岩和二辉斜长片麻岩；2—夕线石榴片麻岩（本文）；3—蔡峪黑云石榴斜长花岗岩；4—夕线石榴片麻岩（顾德林等）

石榴石原石

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Malaya石榴石

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