Minerāli

Granāts

Granāts



Vislabāk pazīstams kā sarkanais dārgakmens. Tas ir daudzās krāsās, un to var izmantot daudzos rūpniecības nolūkos.


Dārgakmeņu granātas: Lielākā daļa cilvēku domā, ka granāts ir sarkans dārgakmens. Tomēr granāts notiek ļoti dažādās krāsās. Pulksteņrādītāja virzienā no kreisās puses: sarkanais almandīns (Madagaskara), zaļais tsavorīts (Tanzānija), dzeltenā Mali (Mali), oranžā spesartīta (Mozambika), rozā Malaja (Tanzānija), zaļā jūras melnā piparmētra (Tanzānija), sarkanā pirope (Kotdivuāra), zaļais demantoīds (Namībija), purpursarīkais rodolīts (Mozambika) un oranžais hessonīts (Šrilanka). Septiņi no astoņiem iepriekšminētajiem granātiem ir no Āfrikas, kas ir salīdzinoši jaunais iespaidīgo granātu avots.

Kas ir granāts?

Granāts ir nosaukums, ko izmanto lielai klinti veidojošo minerālu grupai. Šiem minerāliem ir kopēja kristāla struktūra un vispārināts X ķīmiskais sastāvs3Y2(SiO4)3. Šajā kompozīcijā "X" var būt Ca, Mg, Fe2+ vai Mn2+, un "Y" var būt Al, Fe3+, Mn3+, V3+ vai Cr3+.

Šie minerāli ir sastopami visā pasaulē metamorfajos, muļķīgajos un nogulumiežos. Lielākā daļa granātu, kas atrodami netālu no Zemes virsmas, veidojas, kad nogulumiežu ar augstu alumīnija saturu, piemēram, slānekļa, iedarbību uz karstumu un spiedienu ietekmē pietiekami intensīvi, lai iegūtu šķiedru vai gneisu. Granāts ir atrodams arī kontaktmetamorfisma iežos, virszemes magmas kamerās, lavas plūsmās, dziļūdens vulkānu izvirdumos un augsnēs un nogulumos, kas veidojas, kad granātu nesošās ieži ir laika apstākļi un erozija.

Lielākā daļa cilvēku vārdu "granāts" saista ar sarkanu dārgakmeni; tomēr viņi bieži ir pārsteigti, uzzinot, ka granāts ir daudzās citās krāsās un tam ir daudz citu pielietojumu. Amerikas Savienotajās Valstīs galvenie granāta rūpnieciskie lietojumi 2012. gadā bija griešana ar ūdens strūklu (35%), abrazīvi sprāgstvielas (30%), ūdens filtrēšanas granulas (20%) un abrazīvi pulveri (10%).

Granāta grupa: Šajā tabulā ir apkopoti granātu grupas dalībnieki, kas vissvarīgākie ir dārgakmeņi. Alumīnija granātas parasti ir sarkanā krāsā ar augstāku īpatnējo svaru un cietību. Kalcija locekļi parasti ir zaļā krāsā un ar zemāku cietību.

Granāta fizikālās īpašības

Ķīmiskā klasifikācijaSilikāts
KrāsaParasti sarkans, bet var būt oranžs, zaļš, dzeltens, violets, melns vai brūns. Zilie granāti ir ārkārtīgi reti.
SvītruBezkrāsains
SpīdumsStiklveida
DiafānitāteCaurspīdīgs vai caurspīdīgs
SagraušanaNav
Mosa cietība6,5 līdz 7,5
Īpaša gravitāte3.5 līdz 4.3
Diagnostiskās īpašībasCietība, īpatnējais svars, izometriska kristāla forma, šķelšanās trūkums
Ķīmiskais sastāvsVispārīgā formula: X3Y2(SiO4)3
Kristāla sistēmaIzometriski
LietojumiŪdens strūklas griešanas granulas, abrazīvās strūklas granulas, filtrācijas granulas, abrazīvie rīvi un pulveri, dārgakmeņi

Granāta fizikālās un ķīmiskās īpašības

Granātu grupā visbiežāk sastopamie minerāli ietver almandīnu, piropu, spessartīnu, andradītu, bruto un uvarovītu. Viņiem visiem ir stiklveida spīdums, caurspīdīga līdz caurspīdīga diafānitāte, trausla izturība un šķelšanās trūkums. Tos var atrast kā atsevišķus kristālus, straumēs nolietotus oļus, granulētus agregāti un masīvas parādības. To ķīmiskais sastāvs, īpatnējais smagums, cietība un krāsas ir uzskaitītas zemāk.

Granāta minerāli

MinerālsSastāvsĪpaša gravitāteCietībaKrāsas
AlmandīnsFe3Al2(SiO4)34.207 - 7.5sarkans, brūns
PiropaMg3Al2(SiO4)33.567 - 7.5no sarkanas līdz purpursarkanai
SpessartineMn3Al2(SiO4)34.186.5 - 7.5no oranžas līdz sarkanai līdz brūnai
AndradītsCa3Fe2(SiO4)33.906.5 - 7zaļa, dzeltena, melna
GrosularCa3Al2(SiO4)33.576.5 - 7.5zaļa, dzeltena, sarkana, rozā, dzidra
UvarovīteCa3Kr2(SiO4)33.856.5 - 7zaļš
Iepriekš uzskaitītās kompozīcijas ir paredzētas vairāku cieto šķīdumu sēriju gala dalībniekiem. Ir virkne citu granāta minerālu, ar kuriem sastopas retāk un kas nav tik svarīgi rūpniecībā. Tajos ietilpst zelta manīts, kimzeitīts, morimotoīts, šorlomīts, hidrogrozs, hibschīts, katoīts, knorringīts, majorīts un kalderīts.

Kā redzams iepriekš, pastāv dažādi veidi granātu, un katram no tiem ir atšķirīgs ķīmiskais sastāvs. Starp lielāko daļu granāta minerālu ir arī cieto risinājumu sērijas. Šīs plašās ķīmijas atšķirības nosaka daudzas to fizikālās īpašības. Piemēram, kalcija granātāboli parasti ir ar zemāku īpatnējo svaru, zemāku cietību un parasti ir zaļā krāsā. Savukārt dzelzs un mangāna granātām ir lielāks īpatnējais svars, lielāka cietība un parasti sarkanā krāsā.

Almandīna granāts: Lieliski almandīna granāta kubveida kristāli smalkgraudainā vizlas šķiedrā no Granatenkogela kalna, Austrijā. Arkenstone paraugs un foto / www.iRocks.com.

Andradīta granāts: Demantoīdu šķirnes zaļais andradīta granāts uz marmora matricas. Šī parauga izmērs ir aptuveni 8,9 x 6,5 x 4,8 centimetri, un tas tika savākts Antsiranana provincē, Madagaskarā. Marmorā veidotajām granātām bieži ir lieliska kristāla forma un ļoti augsta kvalitāte. Arkenstone paraugs un foto / www.iRocks.com.

Granāta gneiss: Rupjgraudains gneiss, kas sastāv galvenokārt no ragainajiem (melnais), plagioklazes (baltais) un granāta (sarkanā) no Norvēģijas. Voudlopera publiski pieejams fotoattēls.

Aluviāli granāta kristāli: Šie almandīna-spessartīna granātas ir no aluviālās atradnes Aidaho. Viņi ir nogādāti nelielā attālumā no avota klints, un daži joprojām saglabā pierādījumus par viņu dodekaedriskā kristāla formu. Tie ir apmēram četri līdz pieci milimetri un katrs sver aptuveni 0,6 līdz 0,8 karātus.

Kā veido granātu?


Granāts metamorfiskajos iežos

Lielākā daļa granāta veidojas pie saplūstošām plākšņu robežām, kur slānekli ietekmē reģionālā metamorfisms. Metamorfisma siltums un spiediens sabojā ķīmiskās saites un liek minerāliem pārkristalizēties struktūrās, kas ir stabilas jaunajā temperatūras un spiediena vidē. Šajā vidē parasti veidojas alumīnija granāts, almandīns.

Tā kā šie ieži tiek metamorfizēti, granātas sāk veidoties kā sīki graudi un lēnām laika gaitā paplašinās, attīstoties metamorfismam. Pieaugot, tie izspiež, aizstāj un iekļauj apkārtējos iežu materiālus. Zemāk esošajā fotoattēlā parādīts granātas graudu mikroskopisks skats, kas izaudzis šķembu matricā. Tajā bija iekļauti vairāki pamatakmens minerālu graudi, tā augot. Tas izskaidro, kāpēc tik daudz granātu, ko veido reģionālā metamorfisms, ir ļoti iekļauti.

Granāta vizlas šķiedra plānā griezumā: Šis ir mikroskopisks skats uz granāta graudiem, kas izauguši zarnās. Lielie melnie graudi ir granāta, sarkanie garenie graudi ir vizlas pārslas. Melnie, pelēkie un baltie graudi pārsvarā ir dūņu vai mazāka izmēra kvarca un laukšpata graudi. Granāts ir pieaudzis, aizstājot, izspiežot un iekļaujot apkārtējo iežu minerālu graudus. Granātā daudzus no šiem graudiem var redzēt kā ieslēgumus. No šī fotoattēla ir viegli saprast, kāpēc tīros, dārgakmeņu kvalitātes granātas bez ieslēgumiem ir ļoti grūti atrast. Ir arī grūti saprast, kā granāts šajos apstākļos var izaugt par jaukiem euedriskiem kristāliem. Jackdann88 foto, šeit izmantots saskaņā ar Creative Commons licenci.

Kalcija granātas parasti veidojas, ja aromāts kaļķakmens tiek pārveidots par marmoru, veicot kontaktmetamorfismu gar nedzirkstošo iebrukumu malām. Tie ir andradīts, rupjš un uvarovīts, nedaudz mīkstāki, parasti zaļie granāti ar zemāku īpatnējo svaru. Divi kalcija granātas tiek augstu novērtētas dārgakmeņu tirdzniecībā; tie ir tsavorīti (spilgti zaļš graudains) un demantoīds (zeltaini zaļš andradīts).


Granāts magnētiskajās klintīs

Granāts bieži rodas kā papildu minerāls citos iežos, piemēram, granītā. Daudzi cilvēki ir iepazinušies ar almandīna granātu, jo to dažreiz mēdz uzskatīt par tumši sarkaniem kristāliem nedzirdīgajos iežos, ko izmanto kā granīta darba virsmas. Spessartīns ir apelsīnu granāts, kas atrodams kā kristāli granīta pegmatītos. Pirope ir sarkana granāta, kas tiek nogādāta uz Zemes virsmas peridotīta gabalos, kas tika norauti no mantijas dziļu avotu vulkānu izvirdumu laikā. Granāts ir atrodams arī bazalta lavas plūsmās.


Granāts nogulumiežos un nogulumos

Granātas ir samērā izturīgas minerālvielas. Bieži tie ir sastopami augsnēs un nogulumos, kas veidojas, kad granātu nesošās ieži ir attārpoti un sagrauti. Šie aluviālie granāti bieži ir ieguves darbu mērķis, jo tos ir viegli mīnēt un mehāniski apstrādājot noņemt no nogulumiem / augsnes.

Granāta lietojumi: Šajā tabulā parādīti visizplatītākie granāta minerālu lietojumi. Almandīns ir granāta daudzveidība, ko visbiežāk izmanto rūpniecībā.

Granāta lietojumi

Granāts ir izmantots kā dārgakmens tūkstošiem gadu. Pēdējo 150 gadu laikā tas ir daudz izmantojis kā rūpniecisko minerālu. Zemāk redzamajā tabulā parādīti granāta nesenie rūpnieciskie lietojumi Amerikas Savienotajās Valstīs. Granātu izmanto arī kā minerālu indikatoru minerālu izpētes un ģeoloģisko novērtējumu laikā.

Abrazīvs granāts: Šajā fotoattēlā parādītas sasmalcinātas granāta granulas, kas paredzētas abrazīviem, griešanas un filtrēšanas materiāliem. Tos izmanto ūdens strūklas griešanā, "smilšu" strūklā, smilšpapīrā, ūdens filtrēšanā un daudzos citos lietojumos. Almandīns ir vissmagākā granāta un arī visbagātīgākā. Tas ir izvēlētais granāts abrazīviem lietojumiem. Amerikas Savienoto Valstu ģeoloģijas dienesta foto.

Granāts kā rūpnieciskais minerāls


Granāta abrazīvi

Pirmo granātu rūpnieciski izmantoja kā abrazīvu. Granāts ir salīdzinoši ciets minerāls ar cietību, kas pēc Mosa skalas svārstās no 6,5 līdz 7,5. Tas ļauj to izmantot kā efektīvu abrazīvu daudzos ražošanas veidos. Sasmalcinot, tas sadalās leņķa gabalos, kas nodrošina asas malas griešanai un slīpēšanai. Mazas, vienāda lieluma granulas tiek sasaistītas ar papīru, lai iegūtu sarkanīgu krāsu smilšpapīru, ko plaši izmanto kokapstrādes veikalos. Granātu arī sasmalcina, izsijā līdz noteiktiem izmēriem un pārdod kā abrazīvas granulas un pulveri. Amerikas Savienotajās Valstīs Ņujorka un Aidaho ir bijuši svarīgi abrazīvu rūpnieciskā granāta avoti.

Granāta smilšpapīrs: Granāta smilšpapīra izgatavošanai tiek izmantotas sasmalcinātas granāta granulas. Granāts kalpo kā lielisks abrazīvs līdzeklis, īpaši koka slīpēšanai. Sasmalcinātas granāta granulas ir ļoti asas, un, lietojot papīru, granulas saplīst, lai pakļautu jaunas asas virsmas. Ja redzat smilšpapīru, kas pārklāts ar sarkanīgi brūnām granulām, paskatieties aizmugurē, lai redzētu, vai tas ir granāta papīrs.

Granāta kristāls: Almandīns, daudzveidīgs, granāts, no, upe, ieleja, Ontario, Canada. Šis paraugs ir jauks kristāla kristāls, aptuveni 5 collu (5 collas). Šāda veida kristālus bieži izstumj no granātu saturošas vizlas šķiedras un transportē pa tām.

Ūdens strūklas griešana

Vislielākais granāta rūpnieciskais izmantojums Amerikas Savienotajās Valstīs ir ūdens strūklas griešana. Mašīna, kas pazīstama kā ūdens strūklas griezējs, ražo augstspiediena ūdens strūklu ar novilktām abrazīvām granulām. Ja tie ir vērsti uz metāla, keramikas vai akmens gabalu, var notikt griešana, kas rada ļoti maz putekļu un sagriež zemā temperatūrā. Ūdens strūklas griezējus izmanto ražošanā un ieguves rūpniecībā.

Almandīna granāts: Almandine, daudzveidīgs, granāts, no, Lount, Township, Ontario, Canada. Šis ir granulēts paraugs, kura šķērsgriezums ir aptuveni 11,4 centimetri.

Abrazīvie sprādzieni

Granāta granulas tiek izmantotas arī abrazīvā strūklā (parasti pazīstams kā "smilšu strūklu"). Šajos procesos darbarīks dzen abrazīvu granulu plūsmu (sauktu arī par "barotni") pret virsmu, kā dzenskrūvi izmantojot paaugstināta spiediena šķidrumu (parasti gaisu vai ūdeni). Abrazīvu spridzināšanu veic, lai izlīdzinātu, notīrītu vai noņemtu oksidācijas produktus no metāliem, ķieģeļiem, akmens un citiem materiāliem. Parasti tas ir daudz ātrāk nekā slīpēšana ar rokām vai ar slīpēšanas mašīnu. Ar tā palīdzību var tīrīt mazas un sarežģītas virsmas, kuras varētu izlaist no citām tīrīšanas metodēm. Lielākas cietības virsmas tīrīšanai var izmantot dažādas cietības abrazīvus, nesabojājot virsmu.

Filtrēšana

Granāta granulas bieži izmanto kā filtru. Mazas granāta daļiņas tiek izmantotas, lai piepildītu trauku, caur kuru plūst šķidrums. Granāta poru atstarpes ir pietiekami mazas, lai šķidrums varētu iziet cauri, bet ir pārāk mazas, lai pieļautu dažu piesārņotāju daļiņu caurbraukšanu, kas tiek filtrētas no plūsmas. Granāts ir piemērots šai lietošanai, jo tas ir salīdzinoši inerts un tam ir salīdzinoši augsts īpatnējais svars. Granāta granulas, sasmalcinātas un šķirotas līdz aptuveni 0,3 milimetriem, var izmantot, lai filtrētu piesārņotāju daļiņas, kuru diametrs ir mazs - pāris mikroni. Granāta augstais īpatsvars un augstā cietība samazina gultnes izplešanos un daļiņu nobrāzumu atkārtotas skalošanas laikā.

Granāta peridotīts: Granāta peridotīts no Alpe Arami netālu no Bellinzonas, Šveicē. Šīs klints materiāla izcelsme bija Zemes apvalkā un dziļa avota vulkāna izvirduma laikā caur vulkāna cauruli tika nogādāta virsmā. Granātas ir sarkanīgi purpursarkanie graudi klintīs. Granātas, kas nobrāztas no šādām caurulēm, bieži kalpo par indikatora minerāliem, izpētot vulkāniskās caurules, kurās varētu būt dimants. Voudlopera publiski pieejams fotoattēls.

Labākais veids, kā uzzināt par minerāliem, ir mācīties ar mazu paraugu kolekciju, ar kuru jūs varat rīkoties, pārbaudīt un novērot to īpašības. Lēti minerālu kolekcijas ir pieejamas veikalā Geology.com.

Granāts kā ģeoloģiskā indikatora minerāls

Lai arī lielākā daļa granātu, kas atrodami uz Zemes virsmas, ir izveidojušies garozā, daži granāti tiek izvirzīti no mantijas dziļu avotu vulkānu izvirdumu laikā. Šie izvirdumi izvelk mantijas iežu gabalus, kas pazīstami kā "ksenolīti", un nogādā tos uz virsmas struktūrā, kas pazīstama kā "caurule". Šie ksenolīti ir visvairāk dimantu, kas atrodami uz Zemes virsmas vai tās tuvumā, avots.

Dimanta caurule: Vienkāršots rombveida caurules šķērsgriezums un atlikušais grunts nogulums, kas parāda ksenolītu un dimantu attiecības ar cauruli un atlikušo grunti.

Kaut arī ksenolīti satur dimantus, tie bieži satur milzīgu granātu skaitu katram dimantam, un šo granātu lielums parasti ir lielāks. Šie dziļūdens granātas ļoti atšķiras no granātāboli, kas veidojas garozā seklā dziļumā. Tātad, labs veids, kā plānot dimantus, ir meklēt šos unikālos granātas. Granātas kalpo kā "indikatora minerāli" ģeologiem, kuri veic dimantu atradņu izpēti. Tuvojoties ksenolītiem, viņu granātas tiek atbrīvotas lielā skaitā. Pēc tam šie neparastie granāti pārvietojas lejup augsnē un strautos. Ģeologi, kuri tos atrod, var sekot granāta takai līdz avota atradnei. Dažas no dimanta caurulēm Kanādā tika atrastas, sekojot granāta takai, kas iegūta, pārvietojot ledu.

Āfrikas granātas: Dažādu krāsu afrikāņu granātas: oranža spessartine (Mozambika), dzeltena Mali (Mali), sarkana almandīna (Madagaskara), zaļa tsavorite (Tanzānija) un purpura rodolīts (Mozambika). Pēdējo divu desmitgažu laikā Āfrika ir kļuvusi par izcilu skaistu granātu ar lielisku krāsu un skaidrību galveno avotu.

Melanīta granāts: Melanīts ir necaurspīdīgs melns granāts, kas mūsdienās ir neparasti atrodams rotaslietās. Kopā ar strūklu, melno halcedonu un citiem melnajiem dārgakmeņiem melanītu Viktorijas laikmetā bieži izmantoja rotaslietās. Šīs divas rožu griezuma melanīta kārtas ir aptuveni 9 milimetri šķērsām.

Granātas kā dārgakmeņi

Granāts ir izmantots kā dārgakmens vairāk nekā 5000 gadu. Tas ir atrasts daudzu Ēģiptes apbedījumu rotaslietās un bija populārākais Senās Romas dārgakmens. Tas ir skaists dārgakmens, ko parasti pārdod bez jebkāda veida apstrādes. Tas ir arī izturīgs un pietiekami izplatīts, lai to varētu izmantot rotaslietās par salīdzinoši zemām izmaksām.

Granāts joprojām ir populārs dārgakmens. Tas kalpo kā dzimšanas akmens janvārim un ir tradicionāls dārgakmens, kas tiek dots otrajā gadadienā. Lielākā daļa cilvēku padomās par sarkanu dārgakmeni, izdzirdot vārdu “granāts”, jo viņi nezina, ka granāts notiek dažādās krāsās. Tomēr dārgakmeņu kvalitātes granātas ir visās krāsās - visizplatītākās ir sarkanā krāsā, un zilās granātas ir īpaši reti.

Sarkanais almandīns ir sarkanais granāts, kas visbiežāk atrodams rotaslietās, jo tas ir bagātīgs un lēts. Pyrope un spessartine ir sarkanīgi granātas, kuras tā paša iemesla dēļ parasti sastopamas rotaslietās. Pēdējās desmitgadēs zaļā demantoīda granāta ir kļuvusi populāra. Tā izkliede ir 0,057, kas piešķir tai "uguni", kas pārsniedz dimanta pie 0,044. Zaļajam tesavorītam ir gaiša, bagāta krāsa, kas ļoti līdzinās smaragdam. To parasti izmanto kā alternatīvu smaragda akmeni. Abi šie zaļie granāti kļūst arvien populārāki, taču to cena ir daudz augstāka nekā almandīna.

Informācija par granātu
1 Pasaules dārgakmeņi: Valters Šūmans; Sterling Publishing; piektais izdevums; 320 lappuses; 2013. gads.
2 granāts - būtisks rūpnieciskais minerāls un janvāra dzimšanas akmens: Džeimss G. Evanss, Filips R. Moils, Deivids G. Franks un Donalds W. Olsons; Amerikas Savienoto Valstu Ģeoloģiskās izpētes faktu lapa 2006-3149; 2006. gads.
3 Rūpnieciskā granāta: Donalds W. Olsons; Amerikas Savienoto Valstu ģeoloģisko pētījumu minerālu gadagrāmata, 2012. gads.
4 Rūpnieciskā granāta: Donalds W. Olsons; Amerikas Savienoto Valstu ģeoloģisko pētījumu minerālu preču kopsavilkums, 2014. gads.

Skatīties video: Restorāns "Granāts" Jūrmalā - BalticTaste online