石榴石Garnet—可以當寶石也是高科技材料?

介紹

石榴石（Garnet）一名源自於源於拉丁語的“granatum”，意思是石榴籽，因為它的顏色和形狀與石榴籽相似而得名。是一組從青銅時代就已經使用為寶石及研磨料（Abrasive）的矽酸鹽礦物。

石榴石非單指某一類礦物，而是一整個礦物群，因為它特殊的固溶體結構(成分)使它的顏色範圍分布很廣，從深紅色、粉色、紫色、澄黃、綠色、黑色等舉凡眾多，也能在之中發現特別的星芒現象寶石與變色石，挑選性極廣。

天然石榴石礦物群中可以分為兩個固溶體系列：

1. 鎂鋁榴石-鐵鋁榴石-錳鋁榴石
2. 鈣鉻榴石-鈣鋁榴石-鈣鐵榴石

人工合成的石榴石常含有天然石榴石中含量極少或不存在的稀土元素，因此又稱稀土石榴石。

石榴石種類

(圖一)¹

石榴石Garnet

• 晶系：等軸晶系
• 硬度：變化大，6.5~7.5
• 比重：變化大，介於3.5~4.2
• 光澤：玻璃光澤
• 透明度：透明
• 顏色：黃、褐、澄、紅、綠、紫、黑等
• 折射率：1.69~1.89依類別而異
• 雙折射：無
• 螢光：無螢光
• 解理：無解理
• 特性：不同類別性質差異大
• 仿品：玻璃、YAG、與電氣石、尖晶石相仿

石榴石分類

石榴石（Garnet）是一種多變且多彩的寶石，其化學成分和顏色範圍極為廣泛，廣泛應用於寶石和工業領域。以下是石榴石家族中的主要類型及其特徵：

鎂鋁榴石/紅石榴石(Pyrope)

化學成分: Mg3Al2(SiO4)3

特徵: 色彩範圍從深紅到近黑色，透明者被用作寶石。

介紹: 英文名字源於希臘文「火紅」的意思，所以一般也稱鎂鋁榴石為「紅石榴石」。有一種變異的稱為鐵鎂榴石(Pyrope Almandine )，商業上又稱為「玫瑰榴石」(Rhodolite)。原意來於希臘文，意指玫瑰。以GIA的判定來說，不帶紫色的為紅石榴石。紅石榴石在石榴家族中算相對低廉的種類。

錳鋁榴石/曼陀鈴榴石(Spessartine)

化學成分: Mn2+3Al2(SiO4)3

特徵: 色彩從澄黃到澄紅，美麗的寶石形式稱為曼陀鈴榴石或荷蘭石（Hessonite），也有稱為芬達石（Partschinite）。

介紹: 美麗的寶石級錳鋁榴石就像黃寶石般，市場稱之為「曼陀鈴榴石」；澄黃色版本的顏色跟舊版荷蘭國旗色相似，又稱荷蘭石；另外也因顏色酷似芬X汽水，也有芬達石(Partschinite)一名。

鐵鋁榴石/貴榴石（Almandine）

化學成分: Fe3Al2(SiO4)3

特徵: 帶有明顯的紫色，又名紫牙烏，常產生星芒效應。

特性: 高折射率和亞金剛光澤使其在寶石市場上受歡迎。

介紹: 鐵鋁榴石的顏色明顯與紅石榴石相比顏色較深且偏紫，中國古代稱之「紫牙烏」。因金紅石針內含物的關係琢磨成蛋面石可能出現星芒效應，又稱星光石榴石(Star Garnet)。

鈣鉻榴石(Uvarovite）

化學成分: Ca3Cr2Si3O12

特徵: 稀有寶石，通常以小晶體形式存在於變質岩或火成岩中。

介紹: 是石榴石家族中罕見的寶石。通常以細小的晶體出現在變質岩或火成岩中，較無寶石級的晶體產出。

鈣鋁榴石(Grossular)

化學成分: Ca3Al2(SiO4)3

特徵: 色彩豐富，包括肉桂色和綠色（如沙弗石）。

介紹: 最早因為顏色呈現肉桂色的關係，所以稱為「肉桂石」(cinnamon stone)，到1808年才改稱為「grossularite」。鈣鋁榴石是石榴石中色彩最豐富的，因含有各種雜質而形成各式各樣的顏色。近來最為重要的是他的綠色變種石—沙弗石（Tsavorite），也被稱為「綠色石榴石」由於如祖母綠般翠綠，在寶石市場相當受歡迎。

鈣鐵榴石(Andradite)

化學成分: Ca3Fe2Si3O12

特徵: 可出現紅、黃、綠或黑色，如黃榴石、翠榴石和黑榴石。

介紹: 不同的過渡元素取代可導致紅、黃、棕、綠或黑等不同顏色。依他的顏色不同又有三個類別：黃色者稱為黃榴石(Topazolite)，綠色者稱為翠榴石(Demantoid)，黑色者稱為黑榴石(Melanite)。翠榴石因含有釩而呈現黃綠至翠綠色(GIA譯為濃綠榴石)，最早發現在俄國烏拉山，所有又被稱為「烏拉山祖母綠」翠榴石除了翠綠光澤外，因折射率比較高，當它做為切面寶石會散發出如鑽石般的金剛光澤，英文名中又名「Demantoid」，取自法文的意思，意思為「類似寶石」。

合成釔鋁榴石（Yttrium Aluminium Garnet，YAG）

化學成分: Y3Al5O12

特性: 人工合成的透明寶石，用於高硬度的切割和工業用途。

合成釓鎵石榴石（GGG）

石榴石商業價值

觀賞上

在收藏與觀賞上，石榴石的顏色選擇相當多又有現象石可以選擇，價格區間也非常廣，便宜的石榴石每克拉僅數百元，貴的品種每克拉可達數10萬台幣以上。石榴石優勢頗多，硬度韌度俱佳，寶石有基本的高耐久性，且購買石榴石可不必擔心熱處理問題。

石榴石在鑑定真假上其實不難，唯在分辨它們的類別時較困難，因為他們的成分相近，判定上需要注意，因為縱使顏色相近，但其價值也大不相同。

工業上

水刀切割

• 石榴石因其高硬度和耐久性，在水刀切割行業中廣泛使用。其粒徑均勻且無劃痕的特性使其成為切割金屬和其他硬質物料的理想材料。

研磨行業

• 石榴石砂由於其高硬度和化學穩定性，適合用於機械超精研磨、精密鑄造和光學玻璃的研磨行業。它能夠有效提高研磨效率並確保高質量的表面完成度。

光學應用

• 在光學儀器和雷射器材中，人工合成的石榴石，如釔鋁榴石 (YAG)，被廣泛應用。其高硬度和透明性使其成為固體雷射器的理想材料，同時還可以用於磷光體、閃爍體探測器等光學應用中。
• 總結來說，石榴石由於其多樣的化學成分和特性，在寶石鑑賞和工業應用中都展現出其獨特價值。無論是作為珍貴的寶石還是作為高性能的工業材料，石榴石都在不同領域中發揮著重要的角色。

結論

總結來看，石榴石以其多樣的色彩和應用廣泛受到珍藏者和工業界的青睞。無論是作為令人垂涎的寶石或是實用的工業材料，它都展現出深遠的價值和潛力。其獨特的化學成分和多樣的特性使其在現代社會中發揮著重要作用，無論是在美學追求還是技術創新方面。

圖片出處：

1. Humanfeather / Michelle Jo,https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cut_garnet_collection.JPG ↩︎
2. 西部惡魔,https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Piropas.jpg ↩︎
3. YippeeD,https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Spessartite-garnet-Lizunova-Fine-Jewels-Sydney-jeweller-Chifley-Square.jpg ↩︎
4. greyloch,https://www.flickr.com/photos/greyloch/48467532202 ↩︎
5. Robert M. Lavinskyhttps://commons.wikimedia.org/wiki/File:Uvarovite-sf13b.jpg ↩︎
6. Robert M. Lavinsky,https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Grossular-4jg64a.jpg ↩︎
7. Robert M. Lavinsky,https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Grossular-121703.jpg ↩︎
8. Robert M. Lavinsky,https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Andradite-dem09Ae.jpg ↩︎
9. James St. John,https://www.flickr.com/photos/jsjgeology/ ↩︎

參考文獻：

• https://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E7%9F%B3%E6%A6%B4%E7%9F%B3
• https://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E9%87%94%E9%8B%81%E7%9F%B3%E6%A6%B4%E7%9F%B3
• https://baike.baidu.hk/item/%E9%87%93%E9%8E%B5%E6%A6%B4%E7%9F%B3/6868516