|
Lexikon auf Ihrer Homepage |
|
Lexikon als Lesezeichen hinzufügen |
 |
Dieser Artikel wurde aufgrund von formalen Mängeln an Gestaltung bzw. Form und/oder inhaltlichen Mängeln auf der Qualitätssicherungsseite des WikiProjekts Minerale eingetragen. Dies geschieht, um die Qualität der Artikel aus dem Themengebiet Mineralogie auf ein akzeptables Niveau zu bringen. Dabei kann es auch vorkommen, dass Artikel gelöscht werden, die sich nicht signifikant verbessern lassen (siehe dazu auch Wikipedia:Was Wikipedia nicht ist). Sei mutig und hilf mit, die inhaltlichen Mängel dieses Artikels zu beseitigen. |
| Granat | |
 Größe: 2.3 x 2.3 x 2.2 cm. | |
| Chemische Formel |
E3G2(TO4)3 |
| Mineralklasse | Silicate, Germanate - Inselsilicate (Nesosilicate) 9.AD.25 (nach Strunz) 51.4.3a.1 (nach Dana) |
| Kristallsystem | kubisch |
| Kristallklasse | kubisch-hexakisoktaedrisch <math>4/m\ \bar{3}\ 2/m</math> |
| Farbe | variabel, häufig rotbraun, gelbgrün, schwarz |
| Strichfarbe | weiß |
| Mohshärte | 6,5 bis 7,5 |
| Dichte (g/cm3) | 3,5 bis 4,3 |
| Glanz | Glas-, Fett-, Harzglanz |
| Transparenz | durchsichtig bis undurchsichtig |
| Bruch | muschelig, splitterig, spröde |
| Spaltbarkeit | unvollkommen |
| Habitus | gedrungen |
| Häufige Kristallflächen | {110}, {211} |
| Kristalloptik | |
| Pleochroismus | keiner |
| Weitere Eigenschaften | |
| Magnetismus | ferrimagnetisch |
Die Granatgruppe ist eine wichtige Gruppe gesteinsbildender Minerale aus der Klasse der Silikate mit chemischen Zusammensetzungen der Form
E3G2(TO4)3.[1]
In dieser Formel sind:
Granate bilden isometrische Kristalle, deren Form dominiert wird vom Rhombendodekaeder {110} (früher auch Granatoeder genannt), dem Trapezoeder {211} und deren Kombination. Sie sind durchsichtig bis opak mit roter, brauner oder grüner Farbe, seltener auch gelb oder farblos. Die Strichfarbe ist weiß.
Ihre relativ hohe Dichte (3,5 – 4,5 g/cm3), Härte (Mohshärte 6,5 – 7,5) und Lichtbrechung (n=1,61 (Katoit) bis n=1,96 (Calderit)) [2] machen sie sowohl als Schmuckstein als auch für industrielle Anwendungen interessant.
Inhaltsverzeichnis |
Der Name Granat leitet sich vom lateinischen Wort granum (deutsch: Korn) ab. Schon in der Antike wurden Granate als Schmucksteine genutzt; im Mittelalter waren sie zusammen mit Rubinen und Spinellen unter der Bezeichnung Karfunkel (auch Karfunkelstein) bekannt - die meisten stammten damals aus Indien. Besonders populär waren sie aber im 19. Jahrhundert, als böhmische Pyrope so begehrt waren, dass sie bis nach Amerika verschifft wurden.
Nach der Klassifikation von Strunz bilden die Granate in der Klasse der Silikate (9), Abteilung der Inselsilikate (A) ohne weitere Anionen mit Kationen in oktahedraler [6] und gewöhnlich größerer Koordination (D) die Granatgruppe (25).
Traditionell werden die Granate in zwei Untergruppen unterteilt:
Die oben genannten Zusammensetzungen beziehen sich auf die so genannten Endglieder der Granatgruppe, das heißt in ihnen werden die in der allgemeinen Formel unbestimmten Positionen E und G vollständig mit Atomen eines Elementes besetzt.
Granate kommen in massiver Form oder körnig, häufig aber auch als makroskopische Kristalle vor, die bis zu 700 kg schwer werden können. Die genaue chemische Zusammensetzung steht immer mit jener des umgebenden Gesteins im Zusammenhang: So kommt beispielsweise der magnesiumreiche Pyrop häufig in Peridotiten und Serpentiniten vor, während grüner Uwarowit vor allem in chromhaltigem Serpentinitgestein auftritt.
Besonders häufig findet man Granate in metamorphen Gesteinen wie Gneis, Glimmerschiefer oder Eklogit; daneben treten sie auch in magmatischen Gesteinen und als Mineralseifen in Flusssedimenten auf.
Die meisten natürlich gefundenen Schmuckstein-Granate stammen heute aus den USA, aus Südafrika und Sri Lanka.
Granate erleiden unter bestimmten lithofaziellen Umständen innerhalb von metmorphen Gesteinen eine Umwandlung bzw. Zersetzung. Das Ergebnis dieser Prozesse nennt man Kelyphit. Dabei entstehen zahlreiche neue Mineralien.
Granate kristallisieren im Allgemeinen mit kubischer Symmetrie in der Raumgruppe Ia3d. Die Elementarzelle enthält 8 Formeleinheiten und hat je nach Zusammensetzung eine Kantenlänge von 1.146 nm (Pyrop) bis 1.256 nm (Katoit)[3][2].
Insbesondere Grossular-Andradit-Mischkristalle sind schwach doppelbrechend und optisch zweiachsig[4]. Auch bei Almandin wurde optische Aniostropie boabachtet[5]. Die optischen Eigenschaften sind sehr sensible Indikatoren für Abweichungen von der idealen, kubischen Struktur. Bei Röntgenstrukturuntersuchungen von Granaten konnten sie hingegen nur selten nachgewiesen werden. Einige Arbeiten ergeben für solche Granate trikline (I-1)[6][7] oder ortorhombische (Fddd) [8], aber auch tetragonale (I41/acd)[9][10] oder monokline (C2/m)[8] Symmetrie. Als Ursachen dieser Symmetrieerniedrigung werden zahlreiche Ursachen angeführt:[11]
O2--Anion
Die Sauerstoffanionen besetzen die allgemeine Gitterposition 96h mit der Punktsymmetrie <math>\bar{1}</math>[12]. Jedes O2--Anion ist dort von 4 Kationen umgeben:
Die Sauerstoffe bilden nicht, wie bei anderen Oxidstrukturen mit hoher Dichte, eine dichteste Kugelpackung. Große 8-fach koordinierte Ionen würden in einer kubisch oder hexagonal dichtesten Sauerstoff-Kugelpackung keinen Platz finden. Aufgrund der komplexen Verknüpfung aller Koordinationspolyeder über gemeinsame Ecken und vor allem viele gemeinsame Kannten erreicht die Granatstruktur dennoch eine hohe Dichte.
Die Kationen besetzten je nach Größe und Ladung drei verschiedene, spezielle Gitterpositionen, wo sie von 4, 6 oder 8 Sauerstoffen umgeben sind.
TO4-Tetraeder
Die T-Kationen (Si4+) sitzen auf der Gitterposition 24d mit der Punktsymmetrie <math>\bar{4}</math>, wo sie von 4 Sauerstoffionen umgeben sind, die an den Ecken eines Tetraeders liegen.[12]
Die ermittelten T-O-Bindungslängen liegen zwischen 0,163 nm (Pyrop, Almandin) und 0,165 nm (Goldmanit). Die TO4- Koordinationstetraeder haben zwei Paare unterschiedlich langer Kanten:[13]
GO6-Oktaeder
Die G-Kationen sitzen auf der Gitterposition 16a mit der Punktsymmetrie <math>\bar{3}</math>, wo sie von 6 Sauerstoffionen umgeben sind, die an den Ecken eines Oktaeders liegen[12]. Die ermittelten G-O- Bindungslängen liegen zwischen 0,19 nm (Pyrop) und 0,20 nm (Andradit). Der GO6-Koordinationspolyeder hat zwei verschiedene Kanten[13]:
EO8-Dodekaeder
Die E-Kationen sitzen auf der Gitterposition 24c mit der Punktsymmetrie 222, wo sie von 8 Sauerstoffern umgeben sind, die an den Ecken eines Dodekaeders liegen[12]. Die ermittelten E-O- Bindungslängen liegen zwischen 0,22 nm (Pyrop) und 0,25 nm (Andradit, Glodmanit). Der EO8-Koordinationspolyeder hat 4 verschiedene Kanten[13]:
Verknüpfung der Koordinationspolyeder
Die TO4-Tetraeder und GO6-Oktaeder sind über gemeinsame Sauerstoffe an ihren Ecken zu einem Gerüst aus alternierenden Tetraedern und Oktaedern verbunden. Granate sind Inselsilikate und ihre TO4-Tetraeder sind untereinander nicht direkt verbunden.
Die EO8-Dodekaeder sind über gemeinsame Kanten zu 3er-Ringen verknüpft, deren Ebene senkrecht zur Raumdiagonale der Elementarzelle liegt. Diese EO8-Dodekaederringe sind untereinander so zu einem Gerüst verknüpft, dass jeder Dodekaeder zu zwei solchen Ringen gehört. Über weitere Kannten sind die Dodekaeder mit den Tetraedern und Oktaedern des TO4-GO6-Gerüstes verbunden, dessen Zwischenräume es ausfüllt.
Granat wird wegen seiner Härte auch als Schleifmittel beim Sandstrahlen und Wasserstrahlschneiden eingesetzt.
Insbesondere künstlich erzeugter Granat wird in feinmechanischen und optischen Instrumenten eingesetzt. Yttrium-Aluminium-Granat (YAG, Y3Al2[Al O4]3), bei dem etwa ein Prozent der Yttrium3+-Ionen durch Neodym3+-Ionen ersetzt wird, ist ein häufig eingesetzter Laserkristall (Nd:YAG-Laser). Yttrium-Eisen-Granat (YIG) und Verwandte werden als Mikrowellenferrit, Resonator oder Filter in der Hochfrequenztechnik eingesetzt.
Granate finden in verschiedenen Varianten als Schmucksteine Verwendung. Man unterscheidet unter anderem den dunkelroten Pyrop, der auch Kaprubin genannt wird, den rotschwarzen Almandin, den smaragdgrünen Uwarowit, den gelbgrünen Andradit, den schwarzen Schorlomit und Melanit, den transparent-grünlichen Demantoid und den orangeroten Spessartin. Daneben gibt es noch Grossular. Außerdem gibt es seit einigen Jahren eine neue Variante, den orangefarbenen Mandaringranat. Granate werden auch als Edelsteine des kleinen Mannes bezeichnet.
Rohedelstein Granat
Geschliffener Granat
Anhänger aus Uwarowit, etwa 2 cm lang
Commons: Granate (Garnet) – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
Wikisource: Ueber den Uwarowit und Granat bezüglich ihrer Zerstörung – Quellen und Volltexte 
