Gemmological and Spectroscopic Characteristics of A Type of Trapiche Garnet
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摘要:
随着宝石学、矿物学研究深入，越来越多的宝石中发现达碧兹或类达碧兹结构，丰富宝石市场的同时，也促进了关于晶体生长和相关矿物地质成因的认知。达碧兹石榴石概念虽然偶有提及，但尚未有资料详细揭示其具体特征。本研究通过常规宝石学测试、红外光谱、拉曼光谱、激光剥蚀诱导等离子质谱、电子探针、紫外-可见光谱以及M-BOX1.0扫描仪等技术手段测试分析，全面研究了一组达碧兹石榴石的宝石学和矿物学特征。基于电子探针测试和阴离子法计算得到，达碧兹石榴石样品的化学式为Ca2.97(Al1.97Ti0.02Fe0.02Mg0.01)2.02[(Si2.97Al0.03)]3.00O12和Ca2.95(Al1.98Ti0.01Fe0.02Mg0.01)2.02[(Si2.98Al0.02)]3.00O12；结合红外光谱和拉曼光谱判定样品为钙铝榴石，含少量的结构水；激光剥蚀诱导等离子质谱测试显示，样品含有Na、Mg、K、Cr、Fe等微量元素；紫外-可见光谱显示315、370、410 nm处的吸收，结合微量元素测试结果及前人关于石榴石颜色的研究，初步推测Fe、Cr和Mn致使晶体基体呈淡粉色; 拉曼光谱测试显示黑色包裹体为石墨，受钙铝榴石晶体结构控制分布在以菱形面为底、对称中心为顶的菱形锥的锥面上, 当垂直〈111〉(L3轴方向)切割时，这些石墨包裹体呈现出达碧兹结构的六射臂。钙铝榴石中较少的重元素和石墨等较轻的杂质包裹体，与样品较小的折射率(1.728~1.730)、偏低的相对密度(3.52~3.59)相匹配。
Abstract:As gemmological and mineralogical research progresses, the trapiche or trapiche-like phenomenon is increasingly discovered in various gemstones, which enriches the gemstone market and promotes understanding of crystal growth and related mineral geological origins. While the concept of trapiche garnet is occasionally mentioned, detailed information on its specific characteristics remains scarce. In this study, the authors comprehensively investigated the gemmological and mineralogical characteristics of a group of trapiche garnets utilizing conventional gemmological methods, Fourier transform infrared spectrometer (FTIR), Raman spectrometer, laser ablation-inductively coupled plasma-mass spectrometry (LA-ICP-MS), electron probe microanalysis (EPMA), ultraviolet-visible (UV-Vis) absorption spectrophotometer and X-BOX1.0 scanner. Based on EPMA testing results and anion method calculations, the chemical formula of the samples is determined to be Ca2.97(Al1.97Ti0.02Fe0.02Mg0.01)2.02[(Si2.97Al0.03)]3.00O12 and Ca2.95(Al1.98Ti0.01Fe0.02Mg0.01)2.02[(Si2.98Al0.02)]3.00O12. Combined FTIR and Raman analyses, it was confirmed that the samples are as grossular garnets containing a small amount of structural water. The LA-ICP-MS testing results showed that the samples mainly contained the trace elements such as Na, Mg, K, Cr, and Fe. The UV-Vis spectrum shows absorption at 315, 370, 410 nm. Based on trace element analysis, UV-Vis spectrum data, and previous studies on the colour of garnet, it is preliminarily speculated that Fe, Cr, and Mn are responsible for the light pink colour of the crystal matrix. The black inclusions of graphite determined by Raman spectrometer are controlled by the crystal structure of calcium-aluminite and distributed on the rhombohedral symmetry surface. Diamond ViewTM observation confirms the entire grossular garnet to be a single crystal. When cut perpendicular to 〈111〉 (the L3 axis direction), the graphite inclusions exhibit the six-armed trapiche phenomenon. The low content of heavy elements and lighter impurities such as graphite in grossular garnet match its relatively low refractive index (1.728-1.730) and slightly lower relative density (3.52-3.59).
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Keywords:
- trapiche /
- grossular /
- garnet /
- graphite /
- spectroscopy
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按照特定结晶学方向对晶体进行切割时，晶体中受限于结晶学规律对称分布的包裹体或颜色等在所获得的晶体截面上可展现出对称的、放射状结构, 这种放射结构的各条臂在截面内部汇聚于中心点，形成与截面轮廓一致的多边形核或多边形框，因外观形似16世纪西班牙用于磨制蔗糖的木质轱辘(西班牙语trapiche)，在宝石学中被称为“trapiche”，中文译为“达碧兹”。达碧兹结构多出现在具有高次对称轴的晶体中[1]，如祖母绿[2]、海蓝宝石[3]、红宝石、蓝宝石[4]、碧玺[5]等。根据臂形成机制不同，将广义达碧兹结构分为“达碧兹”(trapiche)和“类达碧兹”(trapiche-type或trapiche-like)两类[5]。前者以或多或少比较清晰的臂为特征，臂从中心交叉点或核边开始向外延伸，把晶体基体分为透明和不透明生长区，典型案例包含哥伦比亚祖母绿、缅甸红宝石、赞比亚碧玺；后者以围绕中心点或中心核交替出现的透明和不透明区域为特征，这种透明度差异因捕获致色元素浓度[1]或包裹体数量不同形成，区别于达碧兹的特征是界线不够清晰、臂延伸方向垂直于晶面，典型案例包括不同产地玄武岩蓝宝石等。
石榴石作为一种重要的宝石，一直以来都吸引着宝石学者和收藏家的兴趣。最近，市场上出现了一种达碧兹石榴石，引起了广泛关注。然而，相比其他达碧兹或类达碧兹宝石，鲜有资料全面、深入分析达碧兹石榴石的特征及形成机制。本文研究了6粒达碧兹石榴石样品的常规宝石学特征、谱学特征、化学成分及形成达碧兹结构包裹体在晶体中的空间分布。
1. 样品及测试方法
1.1 样品情况
本研究6粒石榴石样品(图 1a)采购于广州市番禺区大罗珠宝城，据商家称其来自浙江淳安。其中, 4粒样品(S1-S4)垂直于〈111〉方向(即L3对称轴)切割成约3 mm厚的平行板状，因受限于平行〈111〉方向的一组{110}面而呈六边形轮廓；另外2粒样品(S5和S6)为菱形十二面体自形晶体。
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图 1 石榴石样品(a)以及强透射光下样品S6显示出达碧兹结构(b)Figure 1. Garnet samples (a) and the trapiche structure of garnet sample S6 under a strong transmitted light (b)1.2 测试方法
主量元素测试在河北省区域地质调查院实验室使用JEOL EPMA8230电子探针(EPMA)完成，测试样品S3和S4，每个样品选择3处远离包裹体的测试点。测试条件：加速电压15 kV，束流2×10-8 A，束斑直径1~10 μm，采用校准标准样品为美国SPI矿物标样。
微量元素使用NWR213激光剥蚀系统搭配Perkin Elmet1000G电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)测试，在广州番禺职业技术学院珠宝玉石及首饰测试中心完成。测试样品S3和S4，每个样品选择4处远离包裹体的测试点。测试条件：激光波长213 nm，激光束斑100 μm，激光脉冲频率10 Hz，激光能量密度20 J/cm2，He载气流速500 mL/min，停留时间50 s；多外标校准，标准样品为NIST610、NIST612和NIST614。数据处理软件ICPMSDATACAL10.0。参考前人研究资料[6-7]选择测试的元素种类。
红外光谱测试采用Thermo Nicolet IS5傅里叶变换红外光谱仪在佛山市顺德区裕达珠宝首饰制造有限公司珠宝检验部完成。测试样品S1-S4。测试条件：分辨率4 cm-1，扫描次数60次，反射法采集范围400~1 500 cm-1，透射法采集范围2 000~5 000 cm-1。
拉曼光谱测试采用Renishaw-invia显微激光共焦拉曼光谱仪，在珠宝国检集团深圳实验室完成。测试样品S1-S6，测试条件：激发光源波长785 nm，输出功率50~10 mW，光栅1 800 l/mm，物镜50倍，石榴石基体采集范围100~1 100 cm-1，包裹体采集范围100~1 800 cm-1。
紫外-可见吸收光谱测试使用GEM3000紫外-可见光谱仪在佛山市顺德区裕达珠宝首饰制造有限公司珠宝检验部完成，测试样品S1-S4，测试条件：积分时间160 ms，平滑宽度4，累积次数80次。
包裹体分布描绘在佛山裕顺福首饰钻石有限公司使用M-BOX1.0扫描仪辅助完成。该设备主要用于观察钻石包裹体，利用4.9~101.0倍光学变焦显微镜及两个同步的高分辨率数码相机，使用3DCONNEXION软件手动描绘其轮廓及包裹体的外形、分布位置，适用于净度VVS1-P3、重量0.10~1 000.00 ct的钻石原石。该设备也可以用于扫描并描绘其他宝石内部包裹体的外形及分布位置。测试全部样品，精度0.6 μm，手动操作模式。
2. 结果与讨论
2.1 基本特征
2粒石榴石单晶体原石样品(S5和S6)呈菱形十二面体，最大粒径分别约7 mm和8 mm，质量分别为0.45 g和0.70 g，普通光源下呈灰黑色、不透明，但强透射光观察时显示透明的淡粉色(图 1b)。4粒平行板状样品(S1-S4)最大粒径约6~8 mm，质量0.14~0.19 g，基体呈淡粉色、透明(图 2a)。偏光镜下异常消光，手持分光镜下吸收光谱不特征，折射率1.728~1.730，静水称重法测得相对密度3.52~3.59，符合钙铝榴石特征[8-9]。所有样品在短波紫外荧光下呈暗红色，长波紫外荧光惰性。
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图 2 达碧兹石榴石样品的内外部特征：(a)样品S2中典型六射达碧兹；(b)样品S3中形成达碧兹的黑色针点状、团块状包裹体；(c)样品S3中气-液两相包裹体；(d)样品S1不平坦状断口注：图 2a~图 2c中双向红色箭头示意了黑色包裹体排列方向Figure 2. Internal and external characteristics of trapiche garnet samples: (a) typical trapiche structure of sample S2; (b) black spot-like, clumpy inclusions forming trapiche of sample S3; (c) gas-liquid two-phase inclusions of sample S3;(d) uneven fracture of sample S1平行〈111〉方向观察，样品显示六射达碧兹结构(图 1和图 2a)：由六边形切面中心至晶棱方向，显示完整、对称的六射黑臂；截面中心显示黑色、不透明似正六边形核，该核由两个方向相差60°的三角形叠加形成。放大观察，臂和核均由密集分布的黑色包裹体构成，这些黑色包裹体(图 2b)无固定晶形，呈针点状、或由大量针点状聚集呈团块状。偶尔可见气-液两相包裹体(图 2c)，破损处可见不平坦状断口(图 2d)。
2.2 化学成分分析
电子探针测试样品S3和S4，并获得6组主量元素数据(表 1)。结果显示，样品的主量元素成分稳定、均匀，不同样品间差异较小，主要由CaO、Al2O3、SiO2组成，质量分数总计达到98%以上; 另含有少量TiO2、MnO以及FeO，均低于0.6%；其他常见致色成分Cr2O3、NiO的质量分数低于0.04%，部分低于仪器的检出限。
表 1 电子探针测得达碧兹石榴石样品的主要化学成分Table 1. Main chemical compositions of the trapiche garnet samples by EPMAwB/% 氧化物 S3-01 S3-02 S3-03 S4-01 S4-02 S4-03 K2O — — — 0.04 — — CaO 36.74 37.04 37.12 36.39 36.73 36.91 TiO2 0.59 0.29 0.05 0.16 0.27 0.03 Na2O 0.01 0.02 0.01 0.02 0.02 — MgO 0.02 0.03 0.01 0.04 0.03 — Al2O3 22.28 22.59 23.26 22.68 22.50 22.82 SiO2 39.19 39.23 40.09 39.35 38.93 40.67 Cr2O3 0.01 0.01 — 0.01 — 0.03 MnO 0.33 0.33 0.26 0.40 0.36 0.24 FeO 0.35 0.35 0.48 0.37 0.30 0.42 NiO — 0.01 0.04 — 0.03 0.01 Total 99.53 99.90 101.33 99.46 99.17 101.13 阴离子法计算得到端元组分mol% Alm 0.75 0.75 1.00 0.79 0.64 0.86 Pyr 0.08 0.11 0.04 0.15 0.11 0 Spe 0.71 0.71 0.55 0.86 0.78 0.50 And 0 0 0 0 0 0 Uvt 0.03 0.03 0 0.03 0 0.09 Gro 98.44 98.40 98.41 98.17 98.46 98.55 注：—表示低于检测限; Alm-铁铝榴石，Pyr-镁铝榴石，Spe-锰铝榴石，And-钙铁榴石，Uvt-钙铬榴石，Gro-钙铝榴石 在石榴石晶体化学通式A3B2[SiO4]3中，A位主要为二价的Mg2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+离子，B位主要为三价的Al3+、Fe3+、Ti3+离子。分别选取样品S3和S4的3个EPMA数据点的平均值，使用阴离子法计算获得化学式分别为Ca2.97(Al1.97Ti0.02Fe0.02Mg0.01)2.02[(Si2.97Al0.03)]3.00O12和Ca2.95(Al1.98Ti0.01Fe0.02Mg0.01)2.02[(Si2.98Al0.02)]3.00O12，确定样品S3和S4为钙铝榴石。通过端员组分计算，钙铝榴石组分达98.2%以上；其次为铁铝榴石和锰铝榴石，分别为0.63%~1.00%和0.49%~0.85%；钙铁榴石和钙铬榴石组分近乎于不存在(表 1)。
LA-ICP-MS测得的常见致色元素含量(表 2)显示，样品中Cr含量7×10-6~13×10-6，Fe含量341×10-6~2 088×10-6，其他Ti、V、Mn、Co、Ni、Cu等元素含量均低于LA-ICP-MS检出限。
表 2 LA-ICP-MS测得达碧兹石榴石样品中常见致色元素含量Table 2. Content of common chromic elements in trapiche garnet samples by LA-ICP-MS/×10-6 样品号 Cr Fe 样品号 Cr Fe S3-1 7.41 341.26 S4-1 11.91 589.23 S3-2 9.28 380.17 S4-2 11.16 707.14 S3-3 7.84 614.81 S4-3 13.32 835.47 S3-4 7.89 635.39 S4-4 11.66 2 088.53 2.3 红外光谱分析
不同石榴石样品在400~1 500 cm-1范围内的红外光谱基本一致(图 3a)，由硅氧四面体[SiO4]基团振动、晶格振动以及其他基团振动模式组成。其中，953、863 cm-1和839 cm-1处的吸收峰归属于[SiO4]四面体反对称伸缩振动ν3引起；618、553 cm-1和509 cm-1处吸收峰归属于反对称弯曲振动ν4引起；486 cm-1和457 cm-1处吸收峰归属于对称弯曲振动ν2所致[10]。石榴石在红外光谱指纹区的吸收峰频率、强度与其成分关系密切，以此可对石榴石种类进行鉴别[11-12]，进一步确认研究样品为钙铝榴石。钙铝榴石多含一定量OH[6, 13]，在官能团区3 690~3 500 cm-1形成强吸收[14] (图 3b)。
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图 3 达碧兹钙铝榴石样品S1-S4的红外吸收光谱：(a)指纹区；(b)官能团区Figure 3. Infrared spectra of the trapiche grossular garnet sample S1-S4:(a)fingerprint region; (b)functional group region2.4 拉曼光谱分析
样品S1—S4的拉曼光谱(图 4a和表 3)基本一致，并且与钙铝榴石参考数据(RRUFF R040065)能很好地匹配。其中，180 cm-1处的拉曼位移与[SiO4]四面体平移振动Eg模式有关；350 cm-1和375 cm-1处的拉曼位移分别与[SiO4]旋转振动F2g、Eg模式相关；416 cm-1和548 cm-1处的拉曼位移分别归属于Si-O弯曲振动Eg、A1g模式；824 cm-1和1 004 cm-1的处拉曼位移归属于Si-O伸缩振动F2g模式，879 cm-1处的拉曼位移归属于Si-O伸缩振动A1g模式；247 cm-1和278 cm-1处的拉曼位移归属于T(A2+)二价阳离子平移振动F2g模式[15]。
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图 4 石榴石样品S1基体(a)及其内部黑色包裹体(b)的拉曼光谱Figure 4. Raman spectra of garnet sample S1 matrix (a) and its inner black inclusion(b)表 3 钙铝榴石样品的拉曼活性模式及其指派[16]Table 3. Raman-active modes and their assignments in the grossular garnet samples/cm-1 数据来源 振动模式 (Si-O)str. (Si-O)Bend R(SiO4)4- T(SiO4)4- T(A2+) 本研究 A1g 879 548 Eg 416 375 180 F2g 1 004, 824 350 278, 247 出露到样品表面和近表面黑色包裹体的拉曼光谱结果(图 4b)显示，其在1 580 cm-1处的拉曼位移与石墨(RRUFF R120025)基本一致，依此判定达碧兹石榴子石中黑色臂、核由石墨包裹体聚集形成。
2.5 紫外-可见吸收光谱分析
紫外-可见吸收光谱测试结果(图 5)显示，所有石榴石样品均显示315、370 nm和410 nm附近的吸收峰，且强度依次减弱，该趋势向可见光范围延伸，形成吸收强度从短波长向长波长逐渐降低的趋势。纯钙铝榴石是无色的[17]，但长波段及395 nm附近(370 nm和410 nm之间的峰谷)相对较低的吸收致使样品显示淡粉色。如前文所述，LA-ICP-MS测试常见致色元素仅测出了Cr (约7×10-6~13×10-6)和Fe (约341×10-6~2 088×10-6)，EPMA测试显示含有一定量Mn (MnO为0.24%~0.40%)。在钙铝榴石中，占据八面体位置的Fe3+在紫外-可见光谱中通常会有370、410 nm附近的吸收峰[18-19]。Mn2+离子也可能引起晶体中410 nm吸收[20]，Cr被认为产生镁铝榴石的紫红色[21]，或者Fe3+、Cr3+及Mn2+的组合被认为可致使石榴石呈紫红色、褐红色[22]。故笔者初步推断，石榴石样品淡粉色由Fe、Cr、Mn所致。但鉴于样品颜色较浅、微量元素含量低、紫外-可见光谱吸收强度低，且Fe、Cr还可能致使石榴石呈橙黄色、绿色[17, 23-25]，未来有必要就该问题进行更深入、细致的研究。
2.6 包裹体分布与达碧兹结构
达碧兹石榴石晶体为典型菱形十二面体(图 1)，在M-BOX1.0扫描仪辅助下，确认石墨包裹体主要分布在菱形十二面体晶棱与对称中心组成的平面上(图 6a)，即菱形面与晶体中心组成的菱形锥的锥面上[26](图 6b和图 6c)。锥面内，石墨包裹体常多个一组呈线性排列(图 2a-图 2c)，其排列方向垂直菱形晶面(如图 2a-图 2c双箭头所示)。近晶体中心位置，石墨包裹体在三维空间密集分布，构成达碧兹结构的核。核中石墨包裹体层层叠加，以至于普通观测无法准确判定其分布和排列方向，但推测与其他位置类似。
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图 6 石墨包裹体空间分布示意图：(a)菱形十二面体中，石墨包裹体分布在图示黄色面上；(b)石榴石菱形十二面体及局部石墨包裹体分布；(c)石榴石中石墨包裹体金字塔分布示意图；(d)蓝色晶棱表示包含非负指数晶面共有晶棱的3个间隔120°的对称面，绿色晶棱表示包含非正指数晶面共有晶棱的3个间隔120°的对称面；(e)垂直〈111〉切割的板状晶体，上、下切面分别切割石墨包裹体形成夹角60°的三角形痕迹，共同构成六角芒星状，视觉上接近六边形Figure 6. Spatial distribution of graphite inclusions: (a) in the rhombic dodecahedron, graphite inclusions are distributed on the yellow surface shown in the diagram; (b) distribution of garnet rhombic dodecahedra and local graphite inclusions; (c) growth pyramid distribution of graphite inclusions in garnet; (d) the three arms with 120 ° intervals on the positive index crystal plane and the three arms on the negative index crystal plane form an angle of 60 °, respectively; (e) hexagonal star structure, which is visually close to a hexagon垂直〈111〉(即L3)方向切割石榴石晶体、且以平行该方向的一组菱形晶面作为柱面，可获得六边形板状晶体。该板状晶体显示六射达碧兹臂，其中3条间隔120°的臂来自分布在包含非负指数晶面[即(110)、(101)和(011)]共有晶棱的对称面(如图 6d所示蓝色晶棱组成的3个对称面)上的石墨包裹体；另外3条臂，相互间隔120°，与上述3条臂重叠后分别呈60°夹角，来自分布在包含非正指数晶面[即$(\overline{1} \ \overline{1} \ 0), ~(\overline{1} 0 \overline{1}) \text { 和 }(0\ \overline{1}\ \overline{1})$]共有晶棱的对称面(如图 6d所示绿色晶棱组成的3个对称面)上的石墨包裹体。由于石墨包裹体分布在菱形锥锥面(图 6b和图 6c)上，故六边形板状晶体的上表面不会切割、或只能部分切割分布在包含负指数晶面共有晶棱的对称面上的石墨包裹体，反之亦然。因而，六射臂中的3条，并没有完全出露于六边形板状晶体的上(或下)表面，但因为石榴石晶体主体透明依然清晰可见。以非负指数晶面[如图 6b所示(110)、(101)、(011)晶面]为底的菱形锥与以平行于〈111〉方向晶面[如图 6b所示$(1 \overline{1} 0),(10 \overline{1}),(01 \overline{1})$等6个晶面]为底的菱形锥共有锥面上的石墨包裹体，被六边形板状晶体的平面切割在后者表面上形成近似等边三角形(理想状态下为等边三角形)的痕迹(如图 6e左图所示)；以非正指数晶面为底的菱形锥与以平行于〈111〉方向晶面为底的菱形锥共有锥面上的石墨包裹体，被六边形板状晶体的另外一个平面切割后，同样可形成近似等边三角形，但与前述三角形具有60°夹角(如图 6e右图所示)。因石榴石主体透明，两组三角形视觉上叠加，形成六角芒星状。受限于样品大小、石墨包裹体数量有限，这种六角芒星边界并不清晰，但两个三角形视觉重叠范围存在分布在多个面上的石墨包裹体(不同位置数量有差异)因而黑色加深，整体视觉上更接近六边形。
3. 结论
(1) 本研究首次全面测试分析了达碧兹钙铝榴石，其基体为淡粉色，达碧兹臂呈黑色；折射率为1.728~1.730，相对密度为3.52~3.59，偏光镜下异常消光，手持分光镜下吸收光谱不特征，在短波紫外荧光下呈暗红色荧光反应。
(2) 基于常规宝石学特征、化学成分测试、谱学测试等判断达碧兹石榴石样品为钙铝榴石，含少量结构水，Fe、Cr和Mn可能共同导致了淡粉色。
(3) 达碧兹钙铝榴石的臂由石墨包裹体在菱形十二面体中以面状富集形成。垂直〈111〉切割，可获得具有六射臂的达碧兹结构。
致谢: 感谢佛山裕顺福首饰钻石有限公司卜树发、陈志平对达碧兹石榴石样品原石扫描提供的技术帮助！ -
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图 1 石榴石样品(a)以及强透射光下样品S6显示出达碧兹结构(b)
Figure 1. Garnet samples (a) and the trapiche structure of garnet sample S6 under a strong transmitted light (b)
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图 2 达碧兹石榴石样品的内外部特征：(a)样品S2中典型六射达碧兹；(b)样品S3中形成达碧兹的黑色针点状、团块状包裹体；(c)样品S3中气-液两相包裹体；(d)样品S1不平坦状断口
注：图 2a~图 2c中双向红色箭头示意了黑色包裹体排列方向
Figure 2. Internal and external characteristics of trapiche garnet samples: (a) typical trapiche structure of sample S2; (b) black spot-like, clumpy inclusions forming trapiche of sample S3; (c) gas-liquid two-phase inclusions of sample S3;(d) uneven fracture of sample S1
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图 3 达碧兹钙铝榴石样品S1-S4的红外吸收光谱：(a)指纹区；(b)官能团区
Figure 3. Infrared spectra of the trapiche grossular garnet sample S1-S4:(a)fingerprint region; (b)functional group region
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图 4 石榴石样品S1基体(a)及其内部黑色包裹体(b)的拉曼光谱
Figure 4. Raman spectra of garnet sample S1 matrix (a) and its inner black inclusion(b)
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图 6 石墨包裹体空间分布示意图：(a)菱形十二面体中，石墨包裹体分布在图示黄色面上；(b)石榴石菱形十二面体及局部石墨包裹体分布；(c)石榴石中石墨包裹体金字塔分布示意图；(d)蓝色晶棱表示包含非负指数晶面共有晶棱的3个间隔120°的对称面，绿色晶棱表示包含非正指数晶面共有晶棱的3个间隔120°的对称面；(e)垂直〈111〉切割的板状晶体，上、下切面分别切割石墨包裹体形成夹角60°的三角形痕迹，共同构成六角芒星状，视觉上接近六边形
Figure 6. Spatial distribution of graphite inclusions: (a) in the rhombic dodecahedron, graphite inclusions are distributed on the yellow surface shown in the diagram; (b) distribution of garnet rhombic dodecahedra and local graphite inclusions; (c) growth pyramid distribution of graphite inclusions in garnet; (d) the three arms with 120 ° intervals on the positive index crystal plane and the three arms on the negative index crystal plane form an angle of 60 °, respectively; (e) hexagonal star structure, which is visually close to a hexagon
表 1 电子探针测得达碧兹石榴石样品的主要化学成分
Table 1 Main chemical compositions of the trapiche garnet samples by EPMA
wB/% 氧化物 S3-01 S3-02 S3-03 S4-01 S4-02 S4-03 K2O — — — 0.04 — — CaO 36.74 37.04 37.12 36.39 36.73 36.91 TiO2 0.59 0.29 0.05 0.16 0.27 0.03 Na2O 0.01 0.02 0.01 0.02 0.02 — MgO 0.02 0.03 0.01 0.04 0.03 — Al2O3 22.28 22.59 23.26 22.68 22.50 22.82 SiO2 39.19 39.23 40.09 39.35 38.93 40.67 Cr2O3 0.01 0.01 — 0.01 — 0.03 MnO 0.33 0.33 0.26 0.40 0.36 0.24 FeO 0.35 0.35 0.48 0.37 0.30 0.42 NiO — 0.01 0.04 — 0.03 0.01 Total 99.53 99.90 101.33 99.46 99.17 101.13 阴离子法计算得到端元组分mol% Alm 0.75 0.75 1.00 0.79 0.64 0.86 Pyr 0.08 0.11 0.04 0.15 0.11 0 Spe 0.71 0.71 0.55 0.86 0.78 0.50 And 0 0 0 0 0 0 Uvt 0.03 0.03 0 0.03 0 0.09 Gro 98.44 98.40 98.41 98.17 98.46 98.55 注：—表示低于检测限; Alm-铁铝榴石，Pyr-镁铝榴石，Spe-锰铝榴石，And-钙铁榴石，Uvt-钙铬榴石，Gro-钙铝榴石 
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表 2 LA-ICP-MS测得达碧兹石榴石样品中常见致色元素含量
Table 2 Content of common chromic elements in trapiche garnet samples by LA-ICP-MS
/×10-6 样品号 Cr Fe 样品号 Cr Fe S3-1 7.41 341.26 S4-1 11.91 589.23 S3-2 9.28 380.17 S4-2 11.16 707.14 S3-3 7.84 614.81 S4-3 13.32 835.47 S3-4 7.89 635.39 S4-4 11.66 2 088.53
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