Съдържание
- Какво е гранат?
- Физични и химични свойства на гранат
- Как се образува гранат?
- Използване на гранат
- Гранат като промишлен минерал
- Гранат като минерал за геоложки показатели
- Гранати като скъпоценни камъни
Гранатни камъни: Повечето хора смятат, че гранатът е червен скъпоценен камък. Гранатът обаче се среща в голямо разнообразие от цветове. По посока на часовниковата стрелка отгоре вляво: червен алмандин (Мадагаскар), зелен цаворит (Танзания), жълто мали (Мали), оранжев спесартит (Мозамбик), розова малая (Танзания), зелена мелани мента (Танзания), червен пироп (Кот д'Ивоар), зелен демантоид (Намибия), лилав родолит (Мозамбик) и оранжев хесонит (Шри Ланка). Седем от осемте гранати по-горе са от Африка, сравнително новият източник на ефектни гранати.
Какво е гранат?
Гранат е името, използвано за голяма група скалнообразуващи минерали. Тези минерали имат обща кристална структура и обобщен химичен състав на X3Y2(SiO4)3, В този състав "X" може да бъде Ca, Mg, Fe2+ или Mn2+, и "Y" може да бъде Al, Fe3+, Mn3+, V3+ или Cr3+.
Тези минерали се намират в целия свят в метаморфни, магматични и утаечни скали. Повечето гранат, открит в близост до повърхността на Земята, се образува, когато утаената скала с високо съдържание на алуминий, като шисти, е подложена на топлина и налягане, достатъчно интензивни, за да произведат схист или гнайс. Гранат се намира и в скалите на контактния метаморфизъм, подземните магмани камери, потоците от лава, изригванията на вулканични източници с дълбоки източници и почвите и утайките, образувани при изветряне и ерозия на гранатоносните скали.
Повечето хора свързват думата "гранат" с червен скъпоценен камък; Въпреки това, те често са изненадани да научат, че гранатът се среща в много други цветове и има много други приложения. В Съединените щати основната индустриална употреба на гранат през 2012 г. беше рязане с водна струя (35%), абразивни взривни среди (30%), гранули за водна филтрация (20%) и абразивни прахове (10%).
Групата на граната: Тази диаграма обобщава членовете на гранатовата група, които са най-важни като скъпоценни камъни. Алуминиевите гранати обикновено са с червен цвят с по-висока специфична гравитация и твърдост. Калциевите членове обикновено са зелени на цвят и имат по-ниска твърдост.
Физични и химични свойства на гранат
Най-често срещаните минерали в гранатната група включват алмандин, пироп, спесартин, андродит, грубовато и уваровит. Всички те имат стъкловиден блясък, прозрачна до полупрозрачна диафаност, крехка упоритост и липса на разцепване. Те могат да бъдат намерени като отделни кристали, камъчета, износени в поток, гранулирани агрегати и масивни събития. Техният химичен състав, специфична тежест, твърдост и цветове са изброени по-долу.
Както се вижда по-горе, има най-различни видове гранати и всеки има различен химичен състав. Съществуват и твърди серии от разтвори между повечето гранатни минерали. Тази широка вариация в химията определя много от техните физични свойства. Като пример, калциевите гранати обикновено имат по-ниска специфична гравитация, по-ниска твърдост и обикновено са зелени на цвят. За разлика от тях желязото и мангановите гранати имат по-висока специфична гравитация, по-голяма твърдост и обикновено са с червен цвят.
Алмандински гранат: Отлични кубични кристали от алмандинов гранат в фино зърнеста слюда от планина Гранатенкогел, Австрия. Образец и снимка от Arkenstone / www.iRocks.com.
Андрадите гранат: Зелен гранат от андродит от сорта демантоиди върху матрица от мрамор. Този екземпляр е с размери около 8,9 х 6,5 х 4,8 сантиметра и е събран в провинция Антиранана, Мадагаскар. Гранатите, образувани в мрамор, често имат отлична кристална форма и са с много високо качество. Образец и снимка от Arkenstone / www.iRocks.com.
Гранат гнайс: Едрозърнест гнайс, съставен главно от рог (черно), плагиоклаза (бял) и гранат (червен) от Норвегия. Снимка в публичен домейн от Woudloper.
Алувиални гранатни кристали: Тези алмандин-спессартинови гранати са от алувиално находище в Айдахо. Те са пренесени на малко разстояние от източната си скала, а някои все още запазват доказателства за своята кристална форма на додекаедра. Те са с размер около четири до пет милиметра и тежат около 0,6 до 0,8 карата всеки.
Как се образува гранат?
Гранат в метаморфни скали
Повечето гранати се образуват на конвергентни граници на плочите, където се извършва действие на шисти чрез регионален метаморфизъм. Топлината и налягането на метаморфизма разрушават химичните връзки и причиняват прекристализирането на минералите в структури, които са стабилни при новата среда на температура и налягане. Алуминиевият гранат, алмандин, обикновено се образува в тази среда.
Докато тези скали се метаморфозират, гранатите започват като дребни зърна и се разширяват бавно с течение на времето, докато метаморфизмът прогресира. Докато растат, те се изместват, заменят и включват околните скални материали. Снимката по-долу показва микроскопичен изглед на гранатово зърно, което е нараснало в матрица с разрез. Тя включваше редица от гостоприемника скали минерални зърна, докато расте. Това обяснява защо толкова много гранати, образувани от регионалния метаморфизъм, са силно включени.
Сграда от слюда на гранат с тънка секция: Това е микроскопичен изглед на гранатово зърно, което е нараснало в шиш. Голямото черно зърно е гранатът, червените удължени зърна са люспи от слюда. Черните, сивите и белите зърна са предимно тиня или зърна с по-малък размер на кварцов и фелдшпат. Гранатът е нараснал, като замества, измества и включва минералните зърна на заобикалящата скала. Можете да видите много от тези зърна като включения в граната. От тази снимка е лесно да се разбере защо чисти, скъпоценни гранати, без включвания, са много трудни за намиране. Трудно е също така да се разбере как гранатът може да прерасне в хубави еуедрични кристали при тези условия. Снимка на Jackdann88, използвана тук под лиценз Creative Commons.
Калциевите гранати обикновено се образуват, когато глинестият варовик се променя в мрамор чрез контактен метаморфизъм по краищата на магматичните прониквания. Това са андродит, грубовато и уваровите, малко по-меките, типично зелени гранати с по-ниска специфична гравитация. Два калциеви граната са високо ценени в търговията със скъпоценни камъни; те са цаворит (яркозелен грубообразен) и демантоиден (златистозелен андрадит).
Гранат в игнорирани скали
Гранатът често се среща като спомагателен минерал в магматични скали като гранит. Много хора са запознати с гранат алмандин, защото понякога той се разглежда като тъмночервени кристали в магматичните скали, използвани като гранитни плотове. Спесартинът е оранжев гранат, намиращ се като кристали в гранитни пегматити. Пиропът е червен гранат, който се извежда на повърхността на Земята в парчета перидотит, които са били откъснати от мантията по време на дълбоки източници на вулканични изригвания. Гранат се намира и в потоци от базалтова лава.
Гранат в утаени скали и утайки
Гранатите са сравнително трайни минерали. Те често се намират концентрирани в почвите и утайките, които се образуват, когато гранатоносните скали са изветрени и ерозирани. Тези алувиални гранати често са цел на минните операции, тъй като лесно се размиват и отстраняват от утайката / почвата чрез механична обработка.
Използване на гранат: Тази диаграма показва най-често срещаните промишлени приложения на гранатовите минерали. Алмандин е сортът гранат, който най-често се използва в промишлеността.
Използване на гранат
Гранатът се използва като скъпоценен камък от хиляди години. През последните 150 години се наблюдава много допълнителни приложения като индустриален минерал. Графиката по-долу показва скорошната промишлена употреба на гранат в Съединените щати. Гранатът се използва и като индикатор за минерали по време на проучване на минерали и геоложки оценки.
Гранат абразивен: Тази снимка показва гранатови гранули, които са натрошени и класифицирани по размер за употреба като абразивни, режещи и филтриращи среди. Използват се при рязане с водна струя, взривяване с пясък, шкурка, филтриране на вода и редица други приложения. Алмандинът е най-твърдият гранат, а също и най-изобилният. Това е гранатът за избор на повечето абразивни приложения. Снимка на Геоложкото проучване на САЩ.
Гранат като промишлен минерал
Гранатови абразиви
Първата промишлена употреба на гранат беше като абразив. Гранатът е сравнително твърд минерал с твърдост, който варира между 6,5 и 7,5 по скалата на Моос. Това позволява да се използва като ефективен абразив в много видове производство. При натрошаване се разпада на ъглови парчета, които осигуряват остри ръбове за рязане и шлифоване. Малките гранули с еднакъв размер се свързват с хартия, за да се получи червеникав цвят шкурка, която се използва широко в магазините за дървообработване. Гранатът също се натрошава, пресява до определени размери и се продава като абразивни гранули и прахове. В Съединените щати, Ню Йорк и Айдахо са били важни източници на промишлени гранати за абразиви.
Гранатна шкурка: Натрошени гранатови гранули се използват за направата на гранатова шкурка. Гранатът служи като отличен абразив, особено за шлифоване на дърва. Счуканите гранатови гранули са много остри и тъй като хартията се използва, гранулите се счупват, за да разкрият нови остри повърхности. Ако видите шкурка, покрита с червеникавокафяви гранули, погледнете отзад, за да видите дали е гранатна хартия.
Гранат кристал: Алмандин, сорт гранат от долината на река, Онтарио, Канада. Този образец е хубав еуедрален кристал, приблизително 2 инча (5 сантиметра) напречен. Тези видове кристали често се изтръскват от граната-слюда слюда и се транспортират от потоци.
Рязане с водна струяНай-голямата промишлена употреба на гранат в Съединените щати е при рязане с водна струя. Машина, известна като резачка с водна струя, произвежда струя вода под високо налягане с гранулирани абразивни гранули. Когато те са насочени към парче метал, керамика или камък, може да се получи рязане, което произвежда много малко прах и се реже при ниска температура. Водоструйните фрези се използват в производството и добива.
Алмандински гранат: Алмандин, сорт гранат от град Lount, Онтарио, Канада. Това е зърнест образец с размери приблизително 11,4 сантиметра.
Абразивно взривяванеГранатовите гранули се използват и при абразивно взривяване (обикновено известно като "пясъчна експлозия"). При тези процеси инструмент задвижва поток от абразивни гранули (известни също като "среда") срещу повърхност, използвайки течност под високо налягане (обикновено въздух или вода) като гориво. Абразивното взривяване се извършва с цел изглаждане, почистване или отстраняване на окислителни продукти от метали, тухла, камък и други материали. Обикновено е много по-бързо, отколкото шлифоване на ръка или с шлифовъчна машина. Той може да почисти малки и сложни повърхности, които други методи за почистване биха пропуснали. Абразиви с различна твърдост могат да се използват за почистване на повърхност с по-голяма твърдост, без да се повреди повърхността.
филтриранеГранатовите гранули често се използват като филтърна среда. Малките гранатни частици се използват за запълване на контейнер, през който тече течност. Пространствата на порите на граната са достатъчно малки, за да позволят преминаването на течността, но са твърде малки, за да позволят преминаване на някои замърсителни частици, които се филтрират от потока. Гранатът е подходящ за тази употреба, тъй като е сравнително инертен и има относително висока специфична гравитация. Гранатовите гранули, натрошени и степени до около 0,3 милиметра, могат да се използват за филтриране на замърсителни частици с диаметър до няколко микрона. Гранатите с висока специфична гравитация и висока твърдост намаляват разширяването на слоя и изтриването на частиците по време на зачервяване.
Перидотит от гранат: Перидотит от гранат от Alpe Arami, близо до Bellinzona, Швейцария. Материалът в тази скала се заражда в мантията на Земята и е бил доставен на повърхността чрез вулканична тръба по време на изригване на вулкан с дълбоки източници. Гранатите са червеникаво-лилавите зърна в скалата. Гранатите, изморени от такива тръби, често служат като индикаторни минерали при проучване за вулканични тръби, които могат да съдържат диамант. Снимка в публичен домейн от Woudloper.
Най-добрият начин да научите за минералите е да изучавате с колекция от малки екземпляри, с които можете да боравите, изследвате и наблюдавате техните свойства. В магазина се предлагат евтини минерални колекции.
Гранат като минерал за геоложки показатели
Въпреки че повечето гранати, открити на повърхността на Земята, са се образували в земната кора, някои гранати са изведени от мантията по време на дълбоки източници на вулканични изригвания. Тези изригвания въвеждат парчета от мантийни скали, известни като "ксенолити" и ги доставят на повърхността в структура, известна като "тръба". Тези ксенолити са източник на повечето диаманти, открити на или близо до повърхността на Земята.
Диамантена тръба: Опростено напречно сечение на диамантена тръба и остатъчно почвено находище, показващо връзките на ксенолити и диаманти с тръбата и остатъчната почва.
Въпреки че ксенолитите съдържат диаманти, те често съдържат огромен брой гранати за всеки диамант и тези гранати обикновено са с по-големи размери. Тези гранати с дълбоки източници са много различни от гранатите, които се образуват в кората на малка дълбочина. Така че, добър начин за търсене на диаманти е да се търсят тези уникални гранати. Гранатите служат като „индикаторни минерали“ за геолозите, изследващи диамантените находища. С времето на ксенолитите гранатите им се освобождават в голям брой. След това тези необичайни гранати се движат надолу в почви и потоци. Геолозите, които ги намерят, могат да следват гранатовата пътека до депозита на източника. Някои от диамантените тръби в Канада бяха открити, следвайки гранатовата пътека, произведена от движещ се лед.
Африкански гранати: Африкански гранати с различни цветове: оранжев спесартин (Мозамбик), жълто мали (Мали), червен алмандин (Мадагаскар), зелен цаворит (Танзания) и лилав родолит (Мозамбик). През последните две десетилетия Африка се превърна в основен източник на отлични красиви гранати с голям цвят и яснота.
Меланитов гранат: Меланитът е непрозрачен черен гранат, който е необичайно да се намери в бижутата днес. Наред с струя, черен халцедон и други черни скъпоценни камъни, меланитът често се е използвал в бижутата през викторианската ера. Тези две кръгли меланитови нарязани на рози са с дължина около 9 милиметра.
Гранати като скъпоценни камъни
Гранатът се използва като скъпоценен камък повече от 5000 години. Той е намерен в бижутата на много египетски погребения и е бил най-популярният скъпоценен камък на Древен Рим. Това е красив скъпоценен камък, който обикновено се продава без лечение от всякакъв вид. Освен това е дълготраен и достатъчно често срещан, че може да се използва в бижута на сравнително ниска цена.
Гранатът продължава като популярен днес скъпоценен камък. Той служи като роден камък за месец януари и е традиционен скъпоценен камък, подарен на втора годишнина. Повечето хора ще се сетят за червен скъпоценен камък, когато чуят името "гранат", защото не са наясно, че гранатът се среща в най-различни цветове. Въпреки това, гранатите с качество на скъпоценни камъни се срещат във всеки цвят - най-често се срещат червените, а сините гранати са особено редки.
Червеният алмандин е червеният гранат, който най-често се среща в бижутата, тъй като е изобилен и евтин. Пиропът и спецартинът са червеникави гранати, които често се срещат при бижутата по същата причина. През последните десетилетия зеленият демантоиден гранат стана популярен. Той има дисперсия от 0.057, което му придава "огън", който надвишава този на диамантите при 0,044. Зеленият цаворит има ярък, богат цвят, който много прилича на изумруд. Обикновено се използва като алтернативен камък на изумруда. И двете от тези зелени гранати стават все по-популярни, но цената им е много по-висока от алмандинската.