Garnet: un mineral, o bijuterie, un abraziv, un filtru și multe altele!

Conţinut

• Ce este Garnet?
• Proprietățile fizice și chimice ale granatului
• Cum se formează granat?
• Utilizările granatului
• Garnet ca mineral industrial
• Grenat ca un indicator geologic mineral
• Garnituri ca pietre prețioase

Garnituri de gem Majoritatea oamenilor consideră că granatul este o piatră prețioasă roșie. Cu toate acestea, granatul apare într-o mare varietate de culori. În sensul acelor de ceasornic din stânga sus: almandine roșie (Madagascar), tsavorite verzi (Tanzania), galben mali (Mali), portocale spessartite (Mozambic), roz malaya (Tanzania), menta verde merelani (Tanzania), pirop roșu (Coasta de Fildeș), demantoid verde (Namibia), rodolit violet (Mozambic) și hessonit portocaliu (Sri Lanka). Șapte din opt dintre granatele de mai sus sunt din Africa, sursa relativ nouă de granate spectaculoase.

Ce este Garnet?

Granatul este numele folosit pentru un grup mare de minerale formatoare de roci. Aceste minerale au o structură de cristal comună și o compoziție chimică generalizată de X₃Y₂(SiC₄)₃. În compoziția respectivă, „X” poate fi Ca, Mg, Fe²⁺ sau Mn²⁺și „Y” pot fi Al, Fe³⁺, Mn³⁺, V³⁺ sau Cr³⁺.

Aceste minerale se găsesc în întreaga lume în roci metamorfice, ignee și sedimentare. Cele mai multe granate găsite în apropierea suprafeței Pământului se formează atunci când o rocă sedimentară cu un conținut ridicat de aluminiu, cum ar fi șistul, este supusă căldurii și presiunii suficient de intense pentru a produce schist sau gneis. Garnetul se găsește și în rocile metamorfismului de contact, în camerele de magmă subterană, în fluxurile de lavă, în erupțiile vulcanice cu sursă profundă și în solurile și sedimentele formate când rocile purtătoare de granat sunt degradate și erodate.

Majoritatea oamenilor asociază cuvântul „granat” cu o piatră prețioasă roșie; cu toate acestea, ei sunt adesea surprinși să afle că granatul apare în multe alte culori și are multe alte utilizări. În Statele Unite, principalele utilizări industriale ale granatului în 2012 au fost tăierea cu jet de apă (35%), mediile abrazive de sablare (30%), granulele de filtrare a apei (20%) și pulberile abrazive (10%).

Grupul Garnet: Acest grafic rezumă membrii grupului granat care sunt cei mai importanți ca pietre prețioase. Garniturile din aluminiu au o culoare roșie, în mod normal, cu o greutate specifică mai mare și duritate. Elementele de calciu sunt de obicei de culoare verde și au o duritate mai mică.

Proprietățile fizice și chimice ale granatului

Cele mai frecvent întâlnite minerale din grupul de granate includ almandina, piropul, spessartina, andraditul, grosierul și uvarovitul. Toate au o strălucire vitroasă, o diafană transparentă-translucidă, o tenacitate fragilă și o lipsă de clivaj. Pot fi găsite sub formă de cristale individuale, pietricele purtate de flux, agregate granulare și apariții masive. Compoziția lor chimică, gravitatea specifică, duritatea și culorile sunt enumerate mai jos.

După cum s-a văzut mai sus, există o varietate de tipuri diferite de granat și fiecare are o compoziție chimică diferită. Există, de asemenea, serii de soluții solide între majoritatea mineralelor granate. Această variație largă în chimie determină multe dintre proprietățile lor fizice. Ca exemplu, granatele de calciu au, în general, o gravitate specifică mai mică, o duritate mai mică și sunt de obicei de culoare verde. În schimb, granatele din fier și mangan au o gravitate specifică mai mare, o duritate mai mare și sunt de obicei de culoare roșie.

Granat de almandine: Cristale cubice excelente de granat de migdale într-o schistă cu granulație fină din Muntele Granatenkogel, Austria. Specimen și fotografie de Arkenstone / www.iRocks.com.

Garnet de Andradit: Garnet verde andradit din soiul demantoid pe o matrice de marmură. Acest exemplar are o dimensiune de aproximativ 8,9 x 6,5 x 4,8 centimetri și a fost colectat în provincia Antsiranana, Madagascar. Garniturile formate în marmură au adesea o formă excelentă de cristal și sunt de foarte înaltă calitate. Specimen și fotografie de Arkenstone / www.iRocks.com.

Garnitura granat: Un gneis cu granulație grosier compus în principal din hornblende (negru), plagioclaza (alb) și granat (roșu) din Norvegia. Fotografie de domeniu public de Woudloper.

Cristale de granat aluviale: Aceste granate de almandine-spessartine provin dintr-un depozit aluviale din Idaho. Au fost transportate la mică distanță de roca lor sursă, iar unii încă păstrează dovezi ale formei lor cristaline dodecedrice. Au dimensiuni de aproximativ patru până la cinci milimetri și cântăresc aproximativ 0,6 până la 0,8 carate fiecare.

Cum se formează granat?

Garnit în roci metamorfice

Cele mai multe granate se formează la granițele plăcilor convergente, în care s-a acționat sistul prin metamorfism regional. Căldura și presiunea metamorfismului rup legăturile chimice și determină recristalizarea mineralelor în structuri stabile în noul mediu temperatură-presiune. Garneta de aluminiu, almandine, se formează în general în acest mediu.

Pe măsură ce aceste roci sunt metamorfozate, granatele pornesc sub formă de boabe minuscule și se măresc încet în timp, pe măsură ce metamorfismul progresează. Pe măsură ce cresc, se mută, înlocuiesc și includ materialele din rocă din jur. Fotografia de mai jos prezintă o vedere microscopică a unui bob de granat care a crescut într-o matrice schistă. Acesta a inclus o serie de boabe minerale de roci gazdă pe măsură ce a crescut. Așa se explică de ce sunt incluse atât de multe garnituri formate de metamorfismul regional.

Schist mic de granat în secțiune subțire: Aceasta este o vedere microscopică a unui bob de granat care a crescut în schistă. Cerealele negre mari sunt granatul, boabele alungite roșii sunt fulgi de mica. Cerealele negre, cenușii și albe sunt în majoritate semințe de cuarț sau feldspat de dimensiuni mai mici. Granatul a crescut prin înlocuirea, deplasarea și inclusiv cerealele minerale ale rocii înconjurătoare. Puteți vedea multe dintre aceste boabe ca incluziuni în granat. Din această fotografie este ușor de înțeles de ce sunt foarte greu de găsit garniturile curate, de calitate gemă, fără incluziuni. De asemenea, este greu de înțeles cum granatul poate crește în cristale frumoase euedrice în aceste condiții. Fotografie de Jackdann88, folosită aici sub licență Creative Commons.

Garniturile de calciu se formează în mod obișnuit când calcarul argilat este modificat în marmură prin metamorfismul de contact de-a lungul marginilor intruziunilor ignee. Este vorba despre andradit, grosier și uvarovit, granate puțin mai moi, de obicei verzi, cu o gravitate specifică mai mică. Două granate de calciu sunt foarte apreciate în comerțul cu nestemate; ele sunt tsavorite (un brusc verde viu) și demantoid (un andradit verde-auriu).

Garnitură în stânci ignoase

Garnetul apare adesea ca un mineral accesoriu în roci igene, cum ar fi granitul. Mulți oameni sunt familiarizați cu granatul de almandine, deoarece uneori sunt văzuți ca cristale roșu închis în rocile igiene folosite ca blaturi de granit. Spessartina este un granat portocaliu găsit sub formă de cristale în pegmatitele de granit. Pyrope este un granat roșu care este adus pe suprafața Pământului în bucăți de peridotită care au fost smulse din manta în timpul erupțiilor vulcanice cu sursă profundă. Granatul se găsește și în fluxurile de lavă bazaltică.

Garnitură în roci și sedimente sedimentare

Garniturile sunt minerale relativ durabile. Adesea se găsesc concentrate în solurile și sedimentele care se formează atunci când rocile purtătoare de granat sunt degradate și erodate. Aceste granate aluviale sunt adesea ținta operațiunilor miniere, deoarece sunt ușor de minat și îndepărtate din sediment / sol prin prelucrare mecanică.

Utilizări ale granatului: Acest grafic arată cele mai frecvente utilizări industriale ale mineralelor granate. Almandine este varietatea de granat care este folosită cel mai des în industrie.

Utilizările granatului

Garnetul a fost folosit ca piatră de piatră prețioasă de mii de ani. În ultimii 150 de ani, a cunoscut multe utilizări suplimentare ca mineral industrial. Graficul de mai jos prezintă utilizările industriale recente ale granatului în Statele Unite. Granatul este de asemenea folosit ca mineral indicator în timpul explorării mineralelor și evaluărilor geologice.

Granat abraziv: Această fotografie arată granule de granat care au fost zdrobite și dimensionate pentru a fi utilizate ca materiale abrazive, de tăiere și de filtrare. Acestea sunt utilizate în tăierea cu jet de apă, sablare "nisip", hârtie de nisip, filtrare de apă și o serie de alte utilizări. Almandina este cea mai grea și, de asemenea, cea mai abundentă. Este granatul ales pentru majoritatea aplicațiilor abrazive. Fotografie realizată de Studiul Geologic al Statelor Unite.

Garnet ca mineral industrial

Abrazive granate

Prima utilizare industrială a granatului a fost ca abrazivă. Granatul este un mineral relativ dur, cu o duritate cuprinsă între 6,5 și 7,5 pe scara Mohs. Acest lucru îi permite să fie utilizat ca un abraziv eficient în multe tipuri de fabricație. Când este zdrobit, se rupe în bucăți unghiulare care asigură margini ascuțite pentru tăiere și șlefuire. Granulele mici de dimensiuni uniforme sunt lipite pe hârtie pentru a produce o șmirghel de culoare roșiatică, care este utilizat pe scară largă în magazinele de prelucrare a lemnului. Granatul este, de asemenea, zdrobit, ecranat la dimensiuni specifice și vândut sub formă de granule și pulberi abrazive. În Statele Unite, New York și Idaho au fost surse importante de granate industriale pentru abrazivi.

Garnit Sandpaper: Granulele de granat zdrobite sunt folosite pentru fabricarea șmirghelului de granat. Granatul servește ca un abraziv excelent, în special pentru șlefuirea lemnului. Granulele de granat zdrobite sunt foarte ascuțite, iar pe măsură ce se folosește hârtia, fracturile de granule sunt expuse noi suprafețe ascuțite. Dacă vedeți șmirghel acoperit cu granule de culoare roșiatică, uitați-vă la spate pentru a vedea dacă este hârtie de granat.

Cristal granat: Almandine, o varietate de granate din River Valley, Ontario, Canada. Acest exemplar este un cristal euedric frumos de aproximativ 2 centimetri (5 centimetri) peste. Aceste tipuri de cristale sunt deseori împărțite dintr-o schistă mica purtătoare de granat și sunt transportate de fluxuri.

Tăiere cu jet de apă

Cea mai mare utilizare industrială a granatului în Statele Unite este în tăierea cu jet de apă. O mașină cunoscută sub numele de cutter cu jet de apă produce un jet de apă de înaltă presiune cu granule abrazive antrenate. Atunci când acestea sunt direcționate către o bucată de metal, ceramică sau piatră, se poate produce o acțiune de tăiere care produce foarte puțin praf și taie la o temperatură scăzută. Taietoarele cu jet de apă sunt utilizate în fabricație și minerit.

Granat de almandine: Almandine, o varietate de granate din Lount Township, Ontario, Canada. Acesta este un eșantion granular de aproximativ 11,4 centimetri de lățime.

Sablare abrazivă

Granulele de granat sunt, de asemenea, utilizate în sablare abrazivă (cunoscut sub denumirea de "sablare"). În aceste procese, un instrument propulsează un flux de granule abrazive (cunoscute și sub numele de "medii") pe o suprafață folosind un fluid puternic sub presiune (de obicei aer sau apă). Sablarea abrazivă se face pentru a netezi, curăța sau elimina produsele de oxidare din metale, cărămidă, piatră și alte materiale. De obicei este mult mai rapid decât șlefuirea cu mâna sau cu o mașină de șlefuit. Poate curăța suprafețe mici și complexe pe care le-ar lipsi alte metode de curățare. Abrazive de diferite durități pot fi utilizate pentru a curăța o suprafață de duritate mai mare, fără a deteriora suprafața.

Filtrare

Granulele de granat sunt adesea utilizate ca medii de filtrare. Particule mici de granat sunt utilizate pentru a umple un recipient prin care curge un lichid. Spațiile porilor granatului sunt suficient de mici pentru a permite trecerea lichidului, dar sunt prea mici pentru a permite trecerea unor particule contaminante, care sunt filtrate din flux. Garnet este potrivit pentru această utilizare, deoarece este relativ inert și are o gravitate specifică relativ mare. Granulele de granat, mărunțite și clasificate la dimensiuni de aproximativ 0,3 milimetri, pot fi utilizate pentru a filtra particulele contaminante cu diametrul mic de câțiva microni. Garniturile cu o greutate specifică ridicată și duritate ridicată reduc expansiunea patului și abraziunea particulelor în timpul revărsării.

Peridotit granat: Peridotit granat de la Alpe Arami, lângă Bellinzona, Elveția. Materialul din această rocă a avut originea în mantaua Pământului și a fost livrat la suprafață printr-o conductă vulcanică în timpul unei erupții vulcanice cu sursă profundă. Garniturile sunt boabele purpurii roșiatice din stâncă. Garniturile împodobite de la astfel de conducte servesc adesea ca minerale indicatoare atunci când explorează țevile vulcanice care ar putea conține diamant. Fotografie de domeniu public de Woudloper.

Cel mai bun mod de a afla despre minerale este să studiezi cu o colecție de exemplare mici pe care le poți gestiona, examina și observa proprietățile lor. În magazin se găsesc colecții ieftine de minerale.

Grenat ca un indicator geologic mineral

Deși majoritatea granatelor găsite la suprafața Pământului s-au format în scoarță, unele granate sunt ridicate din manta în timpul erupțiilor vulcanice cu sursă profundă. Aceste erupții antrenează bucăți de rocă de manta cunoscute sub numele de "xenoliti" și le livrează la suprafață într-o structură cunoscută sub numele de "țeavă". Acești xenoliti sunt sursa majorității diamantelor găsite la suprafața Pământului sau în apropierea lor.

Țeavă de diamant: Secțiune transversală simplificată a unei țevi de diamant și a depozitului rezidual de sol care arată relațiile xenolitelor și diamantelor cu țeava și solul rezidual.

Deși xenolitele conțin diamante, acestea conțin adesea un număr extraordinar de granate pentru fiecare diamant, iar aceste granate sunt în general ca mărime. Aceste granate cu sursă profundă sunt foarte diferite de granatele care se formează în scoarță la adâncime mică. Deci, o modalitate bună de a prospecta diamante este să căutați aceste granate unice. Garniturile servesc drept „minerale indicatoare” pentru geologii care explorează depunerile de diamante. Pe măsură ce xenolitii vremea, granatele lor sunt eliberate în număr mare. Aceste granate neobișnuite se deplasează apoi în jos în soluri și pâraie. Geologii care le găsesc pot urma traseul granatului până la depozitul sursă. O parte din conductele de diamante din Canada au fost găsite urmând un traseu de granat produs prin mișcarea gheții.

Granate africane: Garnituri africane de diferite culori: portocalii spessartine (Mozambic), galben mali (Mali), almandine roșie (Madagascar), tsavorite verzi (Tanzania) și rodolit violet (Mozambic). În ultimele două decenii, Africa a devenit o sursă majoră de granate frumoase excelente, cu o culoare și claritate deosebite.

Granat de melanit: Melanitul este un granat negru opac, care este neobișnuit să se găsească în bijuterii astăzi. Alături de jet, calcedonie neagră și alte pietre negre, melanita a fost adesea folosită în bijuterii în perioada victoriană. Aceste două runde de melanit tăiate în trandafir au aproximativ 9 milimetri.

Garnituri ca pietre prețioase

Granatul a fost folosit ca piatră de piatră prețioasă de peste 5000 de ani. A fost găsită în bijuteriile multor înmormântări egiptene și a fost cea mai populară piatră prețioasă a Romei Antice. Este o frumoasă bijuterie care se vinde de obicei fără tratament de niciun fel. Este de asemenea durabil și destul de comun încât poate fi folosit în bijuterii la un cost relativ redus.

Garnet continuă ca o piatră prețioasă populară astăzi. Acesta servește ca piatră de naștere pentru luna ianuarie și este o bijuterie tradițională dată la a doua aniversare. Majoritatea oamenilor se vor gândi la o piatră prețioasă roșie atunci când aud numele de „granat”, deoarece nu știu că granatul apare într-o varietate de culori. Cu toate acestea, granatele de calitate a gemului apar în fiecare culoare - roșul fiind cel mai comun, iar granatele albastre sunt deosebit de rare.

Almandina roșie este granatul roșu cel mai des întâlnit în bijuterii, deoarece este abundent și ieftin. Pyrope și spessartina sunt granate roșiatice care sunt întâlnite în mod obișnuit în bijuterii din același motiv. În ultimele decenii, granatul demantoid verde a devenit popular. Are o dispersie de 0,057 care îi dă un „foc” care îl depășește pe cel al diamantelor la 0,044. Tsavoritul verde are o culoare strălucitoare, bogată, care seamănă foarte mult cu smaraldul. Este frecvent utilizat ca o piatră alternativă la smarald. Ambele granate verzi devin tot mai populare, dar prețul lor este mult mai mare decât almandina.