Mineralai

Granatas

Granatas



Geriausiai žinomas kaip raudonas brangakmenis. Jis gali būti įvairių spalvų ir naudojamas daugybei pramonės sričių.


Perlų granatos: Dauguma žmonių mano, kad granatas yra raudonas brangakmenis. Tačiau granatas būna įvairių spalvų. Pagal laikrodžio rodyklę iš kairės viršaus: raudonasis almandinas (Madagaskaras), žaliasis tesavoritas (Tanzanija), geltonasis Malis (Malis), oranžinis spesartitas (Mozambikas), rožinė Malaja (Tanzanija), žalia merelani mėta (Tanzanija), raudonoji piropė (Dramblio Kaulo Krantas), žaliasis demantoidas (Namibija), purpurinis rodolitas (Mozambikas) ir oranžinis hessonitas (Šri Lanka). Septyni iš aštuonių aukščiau paminėtų granatų yra iš Afrikos, palyginti naujo įspūdingų granatų šaltinio.

Kas yra granatas?

Granatas yra vardas, naudojamas didelei grupei uolienų formavimo mineralų. Šie mineralai turi bendrą kristalų struktūrą ir bendrą cheminę X sudėtį3Y2(SiO4)3. Toje kompozicijoje „X“ gali būti Ca, Mg, Fe2+ arba Mn2+, o „Y“ gali būti Al, Fe3+, Mn3+, V3+ arba Cr3+.

Šie mineralai randami visame pasaulyje metamorfinėse, dumblinėse ir nuosėdinėse uolienose. Didžioji dalis granato, esančio netoli Žemės paviršiaus, susidaro, kai nuosėdinės uolienos, turinčios daug aliuminio, pavyzdžiui, skalūnas, yra veikiamos pakankamai intensyvios šilumos ir slėgio, kad susidarytų plyšys ar gneisas. Granatas taip pat randamas kontaktinio metamorfizmo uolienose, požeminėse magmos kamerose, lavos tėkmėse, giluminių šaltinių ugnikalnių išsiveržimuose ir dirvožemyje bei nuosėdose, susidariusiose vietose, kai granatą nešančios uolienos yra atšiaurios ir ardomos.

Daugelis žmonių žodį „granatas“ sieja su raudonu brangakmeniu; tačiau jie dažnai nustebo sužinoję, kad granatas yra įvairių spalvų ir turi daug kitų galimybių. 2012 m. JAV daugiausia panaudojo granatą pramoniniu būdu - pjaustydami vandens srovę (35 proc.), Abrazyvines pūtimo medžiagas (30 proc.), Vandens filtravimo granules (20 proc.) Ir abrazyvinius miltelius (10 proc.).

Granatos grupė: Šioje diagramoje apibendrinti granatos grupės nariai, kurie yra svarbiausi kaip brangakmeniai. Aliuminio granatos paprastai būna raudonos spalvos, o jų savitasis sunkis ir kietumas yra didesnis. Kalcio elementai paprastai būna žalios spalvos ir turi mažesnį kietumą.

Fizinės granatos savybės

Cheminė klasifikacijaSilikatas
SpalvaPaprastai raudona, bet gali būti oranžinė, žalia, geltona, violetinė, juoda arba ruda. Mėlynos granatos yra ypač retos.
StreikasBespalvis
BlizgesysStiklinė
DiaphaneitySkaidrus ar permatomas
IšpjovaNė vienas
Mocso kietumasNuo 6,5 iki 7,5
Specifinė gravitacijaNuo 3.5 iki 4.3
Diagnostinės savybėsKietumas, savitasis sunkis, izometrinė kristalo forma, skilimo stoka
Cheminė sudėtisBendroji formulė: X3Y2(SiO4)3
Krištolo sistemaIzometrinis
PanaudojimasVandens srove pjaustomos granulės, šlifavimo granulės, filtravimo granulės, šlifavimo granulės ir milteliai, brangakmeniai

Granatos fizikinės ir cheminės savybės

Granatų grupėje dažniausiai sutinkami mineralai yra almandinas, pirope, spessartinas, andraditas, bruto ir uvarovitas. Jie visi turi stiklakūnio blizgesį, skaidrų iki permatomą diafadeniškumą, trapų tvirtumą ir trūkimą. Jie gali būti randami kaip atskiri kristalai, srauniai nusidėvėję akmenukai, granuliuoti agregatai ir masiškai atsirandantys reiškiniai. Jų cheminė sudėtis, savitasis sunkis, kietumas ir spalvos išvardyti žemiau.

Granatos mineralai

MineralasSudėtisSpecifinė gravitacijaKietumasSpalvos
AlmandinasFe3Al2(SiO4)34.207 - 7.5raudona, ruda
PyropeMg3Al2(SiO4)33.567 - 7.5nuo raudonos iki purpurinės
Spessartine'asMn3Al2(SiO4)34.186.5 - 7.5nuo oranžinės iki raudonos iki rudos
AndraditasCa3Fe2(SiO4)33.906.5 - 7žalia, geltona, juoda
BendrasisCa3Al2(SiO4)33.576.5 - 7.5žalia, geltona, raudona, rožinė, skaidri
UvaroviteCa3Kr2(SiO4)33.856.5 - 7žalias
Aukščiau išvardytos kompozicijos yra skirtos kelių kietų tirpalų serijų galutiniams nariams. Yra nemažai kitų granato mineralų, su kuriais susiduriama rečiau ir kurie nėra tokie svarbūs pramonėje. Jie apima aukso manitą, kimzeititą, morimotoitą, schorlomitą, hidrogrūdą, hibschitą, katoitą, knorringitą, majoritą ir kalderitą.

Kaip matyti aukščiau, yra įvairių rūšių granatų įvairovė, ir kiekviena jų turi skirtingą cheminę sudėtį. Tarp daugumos granatos mineralų yra ir solidžių tirpalų. Šie dideli chemijos pokyčiai lemia daugelį jų fizinių savybių. Pavyzdžiui, kalcio granatos paprastai būna mažesnio savitojo svorio, mažesnio kietumo ir paprastai būna žalios spalvos. Priešingai, geležies ir mangano granatos turi didesnį savitąjį sunkumą, didesnį kietumą ir paprastai būna raudonos spalvos.

Almandino granatas: Puikūs kubiniai almandino granato kristalai smulkiagrūdėje žėručio skiaute iš Granatenkogel kalno, Austrija. Arkenstone pavyzdys ir nuotrauka / www.iRocks.com.

Andradito granatas: Žalias demantoidų veislės andradito granatas ant marmuro matricos. Šis pavyzdys yra maždaug 8,9 x 6,5 x 4,8 centimetrų dydžio ir buvo surinktas Antsiranana provincijoje, Madagaskare. Marmure suformuotos granatos dažnai būna puikios kristalų formos ir yra labai aukštos kokybės. Arkenstone pavyzdys ir nuotrauka / www.iRocks.com.

Granatos gneisas: Šiurkščiavilnių gneiss, kurį daugiausia sudaro raguolis (juodas), plagioklazė (baltas) ir granatas (raudona) iš Norvegijos. „Woudloper“ viešosios nuosavybės nuotrauka.

Aliuviniai granato kristalai: Šios almandino-spessartino granatos yra iš aliuvinio telkinio Aidahas. Jie buvo pervežti nedideliu atstumu nuo savo šaltinio uolienų, o kai kurie vis dar saugo savo dodekaedro kristalų formos įrodymus. Jie yra maždaug keturių – penkių milimetrų dydžio ir kiekvienas sveria apie 0,6–0,8 karatų.

Kaip susidaro granatas?


Granatas metamorfinėse uolienose

Daugelis granato formuojasi prie suvienodėjusių plokščių ribų, kai skalūną veikia regioninis metamorfizmas. Metamorfizmo karštis ir slėgis suardo cheminius ryšius ir mineralus perkristalina į struktūras, kurios yra stabilios naujoje temperatūros ir slėgio aplinkoje. Aliuminio granatas almandinas paprastai susidaro šioje aplinkoje.

Kadangi šios uolienos yra metamorfizuotos, granatos prasideda kaip maži grūdai ir lėtai didėja laikui bėgant, vykstant metamorfizmui. Augant jie išstumia, pakeičia ir įtraukia aplinkines uolienų medžiagas. Žemiau esančioje nuotraukoje pavaizduotas mikroskopinis granato grūdas, išaugęs plyšio matricoje. Į jį buvo įtraukta keletas svarbiausių uolienų mineralinių grūdų, kai jie augo. Tai paaiškina, kodėl tiek daug granatų, suformuotų dėl regioninio metamorfizmo, yra labai įtraukti.

Granatos žėručio skiautė plonu pjūviu: Tai mikroskopinis granato grūdo, išaugusio į lizdą, vaizdas. Stambūs juodi grūdai yra granatas, raudoni pailgi grūdai yra žėručio dribsniai. Juodi, pilki ir balti grūdai dažniausiai yra dumblo arba mažesnio dydžio kvarco ir lauko špato grūdai. Granatas išaugo pakeisdamas, išstumdamas ir įtraukdamas aplinkinių uolienų mineralinius grūdus. Granatą galite pamatyti kaip daug intarpų. Iš šios nuotraukos lengva suprasti, kodėl labai sunku rasti švarius, brangakmenių kokybės granatus, kuriuose nėra intarpų. Taip pat sunku suprasti, kaip granatas tokiomis sąlygomis gali peraugti į gražius euedrinius kristalus. „Jackdann88“ nuotrauka, naudojama čia pagal „Creative Commons“ licenciją.

Paprastai kalcio granatos susidaro, kai aromatingas kalkakmenis paverčiamas marmuru kontaktiniu metamorfizmu išilgai nežinomų įbrėžimų kraštų. Tai yra andraditas, grūdėtieji ir uvarovitai, šiek tiek minkštesni, paprastai žali granatai, kurių savitasis sunkis yra mažesnis. Dvi kalcio granatos yra labai vertinamos brangakmenių prekyboje; jie yra tsavoritai (ryškiai žalios spalvos briaunos) ir demantoidai (aukso-žalias andraditas).


Granatas magnetinėse uolienose

Granatas dažnai pasitaiko kaip mineralinis priedas dulkiose uolienose, tokiose kaip granitas. Daugelis žmonių yra susipažinę su almandino granatu, nes jis kartais pastebimas kaip tamsiai raudoni kristalai dujinėse uolienose, naudojamose kaip granito stalviršiai. Spessartinas yra oranžinis granatas, randamas kaip kristalai granito pegmatituose. Pyrope yra raudonas granatas, kuris į Žemės paviršių išnešamas peridotito gabalėliais, kurie buvo nuplėšti nuo mantijos per giluminius šaltinio ugnikalnių išsiveržimus. Granatas taip pat randamas bazaltiniuose lavos srautuose.


Granatas nuosėdinėse uolienose ir nuosėdose

Granatai yra gana patvarūs mineralai. Jie dažnai sutinkami dirvožemyje ir nuosėdose, susidarančiose, kai granatą turinčios uolienos yra atvėsusios ir ardomos. Šie aliuviniai granatai dažnai yra kasybos operacijų tikslas, nes juos lengva iškasti ir pašalinti iš nuosėdų / grunto mechaniniu būdu.

Granatos naudojimo būdai: Ši diagrama parodo dažniausiai naudojamus granatos mineralų pramoninius naudojimo būdus. Almandinas yra granato įvairovė, dažniausiai naudojama pramonėje.

Granatos panaudojimas

Granatas buvo naudojamas kaip brangakmenis tūkstančius metų. Per pastaruosius 150 metų jis buvo naudojamas daug kaip pramoninis mineralas. Žemiau pateiktoje diagramoje parodytas nesenas granato naudojimas JAV. Granatas taip pat naudojamas kaip mineralinis indikatorius tiriant mineralus ir atliekant geologinius vertinimus.

Granatas abrazyvas: Ši nuotrauka rodo susmulkintas granatų granules, skirtas naudoti kaip abrazyvinę, pjaustymo ir filtravimo terpę. Jie naudojami pjaustant vandens srove, "smėlio" pūtimu, švitriniu popieriumi, vandens filtravimu ir daugeliu kitų naudojimo būdų. Almandinas yra sunkiausias granatas ir taip pat gausiausias. Tai yra pasirinktas granatas labiausiai šlifavimui. Jungtinių Valstijų geologijos tarnybos nuotr.

Granatas kaip pramoninis mineralas


Granatos abrazyvai

Pirmasis granatas buvo naudojamas kaip abrazyvas. Granatas yra gana kietas mineralas, kurio kietumas pagal Mohso skalę svyruoja nuo 6,5 iki 7,5. Tai leidžia jį naudoti kaip veiksmingą abrazyvą daugelio rūšių gamyboje. Susmulkintas jis suskaidomas į kampinius gabalus, kurie suteikia aštrius kraštus pjaustymui ir šlifavimui. Mažos vienodo dydžio granulės surišamos į popierių, kad būtų rausvos spalvos švitrinis popierius, plačiai naudojamas medienos apdirbimo parduotuvėse. Granatas taip pat susmulkinamas, sijojamas pagal tam tikrus dydžius ir parduodamas kaip abrazyvinės granulės ir milteliai. Jungtinėse Valstijose Niujorkas ir Aidahas buvo svarbūs pramoninių abrazyvų granatos šaltiniai.

Granatos švitrinis popierius: Susmulkintos granatos granulės naudojamos granatos švitriniam popieriui gaminti. Granatas yra puikus abrazyvas, ypač šlifuojant medieną. Susmulkintos granatos granulės yra labai aštrios, o naudojant popierių, granulės suskaidomos, kad būtų atskleisti nauji aštrūs paviršiai. Jei matote švitrinį popierių, padengtą rausvai rudomis granulėmis, pažiūrėkite į užpakalinę dalį, ar tai granatas.

Granatos kristalas: Almandinas, įvairus granatas iš Upės slėnio, Ontarijas, Kanada. Šis pavyzdys yra gražus euedrinis kristalas, kurio skersmuo yra maždaug 5 coliai. Šios rūšies kristalai dažnai būna išstumti iš granatą turinčio žėručio skiedinio ir yra gabenami upeliais.

Vandens srovės pjovimas

Didžiausias pramoninis granatas JAV naudojamas pjaustant vandens srove. Mašina, žinoma kaip vandens srovės pjaustytuvas, gamina aukšto slėgio vandens srovę su įbrėžtomis abrazyvinėmis granulėmis. Kai jie nukreipiami į metalo, keramikos ar akmens gabalą, gali įvykti pjovimas, kuris sukuria labai mažai dulkių ir pjauna žemoje temperatūroje. Vandens srovės pjaustytuvai naudojami gamyboje ir kasyboje.

Almandino granatas: Almandine, įvairus granatas iš Lount Township, Ontarijas, Kanada. Tai yra maždaug 11,4 centimetrų skersmens granuliuotas pavyzdys.

Abrazyvinis pūtimas

Granatos granulės taip pat naudojamos švitrinant abrazyvą (paprastai vadinamą „smėlio pūtimu“). Šių procesų metu įrankis stumia abrazyvinių granulių (taip pat žinomų kaip „terpė“) srautą ant paviršiaus, o kaip svaidomąją medžiagą naudoja aukšto slėgio skystį (paprastai orą ar vandenį). Abrazyvinis pūtimas atliekamas siekiant išlyginti, išvalyti arba pašalinti metalų, plytų, akmens ir kitų medžiagų oksidacijos produktus. Paprastai tai yra daug greičiau, nei šlifuoti rankomis ar šlifavimo mašina. Tai gali išvalyti mažus ir sudėtingus paviršius, kurių praleistų kiti valymo būdai. Didesnio kietumo paviršiui valyti, nepažeidžiant paviršiaus, gali būti naudojami įvairaus kietumo abrazyvai.

Filtravimas

Granatos granulės dažnai naudojamos kaip filtro terpė. Mažos granatos dalelės naudojamos užpildyti indą, per kurį teka skystis. Granatos poros yra pakankamai mažos, kad pro jas galėtų praeiti skystis, tačiau per mažos, kad galėtų praeiti kai kurios teršalų dalelės, kurios filtruojamos iš srauto. Granatas yra tinkamas šiam naudojimui, nes jis yra santykinai inertiškas ir turi santykinai didelį savitąjį sunkumą. Granatos granulės, susmulkintos ir surūšiuotos maždaug iki 0,3 milimetro dydžio, gali būti naudojamos filtruoti ne mažiau kaip kelių mikronų skersmens teršalų daleles. Didelis granato savitasis sunkumas ir didelis kietumas sumažina lovos plėtimąsi ir dalelių dilimą perplovimo metu.

Granatos peridotitas: Granatos peridotitas iš Alpe Arami, netoli Bellinzonos, Šveicarijoje. Medžiaga šioje uolienoje atsirado iš žemės mantijos ir buvo išleista į paviršių per vulkaninį vamzdį giliojo šaltinio ugnikalnio išsiveržimo metu. Granatos yra rausvai purpurinės spalvos grūdai uolienoje. Iš tokių vamzdžių esantys granatai dažnai naudojami kaip indikatoriniai mineralai, kai tyrinėjama, ar nėra vulkaninių vamzdžių, kuriuose gali būti deimantų. „Woudloper“ viešosios nuosavybės nuotrauka.

Geriausias būdas sužinoti apie mineralus yra mokytis iš mažų pavyzdžių, kuriuos galite tvarkyti, ištirti ir stebėti jų savybes. Nebrangios mineralų kolekcijos yra „Geology.com“ parduotuvėje.

Granatas kaip geologinio indikatoriaus mineralas

Nors didžioji dalis Žemės paviršiuje esančių granatų susiformavo plutos viduje, kai kurie granatai iškyla iš mantijos kilus giluminių šaltinių ugnikalnių išsiveržimams. Šie išsiveržimai pašalina mantijos uolienų gabalus, vadinamus „ksenolitais“, ir išleidžia juos į paviršių struktūroje, vadinamoje „vamzdžiu“. Šie ksenolitai yra daugumos deimantų, rastų Žemės paviršiuje ar šalia jo, šaltinis.

Deimantinis vamzdis: Supaprastintas deimantinio vamzdžio skerspjūvis ir liekamasis grunto sluoksnis rodo ksenolitų ir deimantų ryšį su vamzdžiu ir likusiu gruntu.

Nors ksenolituose yra deimantų, juose yra milžiniškas granatų skaičius kiekviename deimante, o šie granatai paprastai būna didesnio dydžio. Šios giliai išgaunamos granatos labai skiriasi nuo granatų, susidarančių žemės plutoje negiliame gylyje. Taigi, geras būdas tikėtis deimantų yra ieškoti šių unikalių granatų. Granatai tarnauja kaip „indikatoriniai mineralai“ geologams, tiriantiems deimantų sankaupas. Atšilus ksenolitams, jų granatos išlaisvinamos. Tuomet šie neįprasti granatai žemyn ir upeliais slenka žemyn. Juos suradę geologai gali sekti granatos taką iki šaltinio telkinio. Kai kurie deimantiniai vamzdžiai Kanadoje buvo rasti po granatos tako, gauto judant ledui.

Afrikietiškos granatos: Įvairių spalvų afrikietiški granatai: oranžinis spessartinas (Mozambikas), geltonasis malis (Malis), raudonasis almandinas (Madagaskaras), žaliasis tesavoritas (Tanzanija) ir purpurinis rodolitas (Mozambikas). Per pastaruosius du dešimtmečius Afrika tapo pagrindiniu nuostabių gražių granatų, pasižyminčių puikia spalva ir skaidrumu, šaltiniu.

Melanito granatas: Melanitas yra nepermatomas juodas granatas, kurį šiandien neįprasta rasti juvelyrikoje. Kartu su čiurkšlėmis, juodu chalcedonu ir kitais juodais brangakmeniais, melanitas Viktorijos laikais buvo dažnai naudojamas juvelyriniuose dirbiniuose. Šie du rožėmis supjaustyti melanito apvalumai yra maždaug 9 milimetrų skersmens.

Granatos kaip brangakmeniai

Granatas buvo naudojamas kaip brangakmenis daugiau nei 5000 metų. Jis buvo rastas daugelio Egipto laidojimo papuošaluose ir buvo populiariausias Senovės Romos brangakmenis. Tai gražus perlas, kuris paprastai parduodamas be jokio gydymo. Jis taip pat yra patvarus ir pakankamai įprastas, kad gali būti naudojamas papuošaluose už palyginti mažą kainą.

Granatas ir toliau išlieka populiarus brangakmenis. Jis tarnauja kaip sausio mėnesio akmuo ir yra tradicinis perlas, dovanojamas per antrąsias metines. Daugelis žmonių pagalvos apie raudoną brangakmenį, kai išgirs pavadinimą „granatas“, nes jie nežino, kad granatas būna įvairių spalvų. Tačiau brangakmenių kokybės granatos būna įvairių spalvų - dažniausiai raudonos, o ypač retos - mėlynos.

Raudonasis almandinas yra raudonasis granatas, dažniausiai aptinkamas juvelyriniuose dirbiniuose, nes jis yra gausus ir nebrangus. Pyrope ir spessartine yra rausvai granata, dažniausiai paplitusi juvelyriniuose dirbiniuose dėl tos pačios priežasties. Pastaraisiais dešimtmečiais išpopuliarėjo žaliasis demantoidinis granatas. Jo dispersija yra 0,057, o tai suteikia „ugnį“, didesnę už deimantą, esant 0,044. Žalia tesavoritė turi ryškią, sodrią spalvą, kuri labai primena smaragdą. Jis dažniausiai naudojamas kaip alternatyvus smaragdo akmuo. Abi šios žaliosios granatos tampa vis populiaresnės, tačiau jų kaina yra daug didesnė nei almandino.

Informacija apie granatą
1 Pasaulio brangakmeniai: Walteris Schumannas; Sterling leidyba; penktas leidimas; 320 puslapių; 2013 metai.
2 Granatas - būtinas pramoninis mineralas ir sausio mėnesio akmuo: Jamesas G. Evansas, Phillipas R. Moyle'as, Davidas G. Frankas ir Donaldas W. Olsonas; Jungtinių Valstijų geologinių tyrimų duomenų lapas 2006-3149; 2006 m.
3 Pramoninis granatas: Donaldas W. Olsonas; JAV geologinių tyrimų mineralų metraštis, 2012 m.
4 Pramoninis granatas: Donaldas W. Olsonas; Jungtinių Valstijų geologijos tarnybos mineralinių prekių suvestinė, 2014 m.