Гранат: минерал, драгоценный камень, абразив, фильтр и многое другое!

Содержание

• Что такое гранат?
• Гранат Физические и химические свойства
• Как образуется гранат?
• Использование Граната
• Гранат как промышленный минерал
• Гранат как геологический индикатор Минерал
• Гранаты как драгоценные камни

Драгоценные гранаты: Большинство людей думают, что гранат - это красный драгоценный камень. Тем не менее, гранат встречается в самых разных цветах. По часовой стрелке сверху слева: красный альмандин (Мадагаскар), зеленый цаворит (Танзания), желтый мали (Мали), оранжевый спессартит (Мозамбик), розовая Малая (Танзания), зеленая мята justlani (Танзания), красный пироп (берег слоновой кости), зеленый демантоид (Намибия), пурпурный родолит (Мозамбик) и оранжевый гессонит (Шри-Ланка). Семь из восьми вышеперечисленных гранатов - из Африки, относительно нового источника впечатляющих гранатов.

Что такое гранат?

Гранат - название, используемое для большой группы породообразующих минералов. Эти минералы имеют общую кристаллическую структуру и общий химический состав X₃Y₂(SiO₄)₃, В этой композиции «Х» может быть Ca, Mg, Fe²⁺ или Mn²⁺и "Y" может быть Al, Fe³⁺, Мин³⁺, V³⁺ или Cr³⁺.

Эти минералы встречаются по всему миру в метаморфических, магматических и осадочных породах. Большинство гранатов, обнаруживаемых вблизи поверхности Земли, образуется, когда осадочные породы с высоким содержанием алюминия, такие как сланцы, подвергаются воздействию тепла и давления, достаточно сильных для образования сланцев или гнейсов. Гранат также обнаружен в породах контактного метаморфизма, подземных магматических камерах, потоках лавы, вулканических извержениях в глубоком источнике, а также в почвах и отложениях, образовавшихся в результате выветривания и эрозии гранатсодержащих пород.

Большинство людей ассоциируют слово «гранат» с красным драгоценным камнем; однако они часто удивляются, узнав, что гранат встречается во многих других цветах и ​​имеет много других применений. В Соединенных Штатах основным промышленным использованием граната в 2012 году были гидроабразивная резка (35%), абразивоструйная среда (30%), гранулы для фильтрации воды (20%) и абразивные порошки (10%).

Группа Гранат: Эта диаграмма суммирует членов группы гранатов, которые наиболее важны как драгоценные камни. Алюминиевые гранаты обычно красного цвета с более высоким удельным весом и твердостью. Члены кальция обычно зеленого цвета и имеют меньшую твердость.

Гранат Физические и химические свойства

Наиболее часто встречающиеся минералы в группе гранатов включают альмандин, пироп, спессартин, андрадит, гроссуляр и уваровит. Все они имеют стекловидный блеск, прозрачно-прозрачную диафрагму, хрупкое сцепление и отсутствие расщепления. Они могут быть найдены в виде отдельных кристаллов, потертой гальки, гранулированных скоплений и массовых явлений. Их химический состав, удельный вес, твердость и цвет приведены ниже.

Как видно выше, существует множество различных типов граната, и каждый из них имеет свой химический состав. Существует также ряд твердых растворов между большинством гранатовых минералов. Этот широкий разброс в химии определяет многие их физические свойства. Например, кальциевые гранаты обычно имеют меньший удельный вес, более низкую твердость и обычно имеют зеленый цвет. Напротив, железные и марганцевые гранаты имеют более высокую удельную массу, большую твердость и обычно имеют красный цвет.

Альмандиновый гранат: Превосходные кубические кристаллы альмандинового граната в мелкозернистом слюдяном сланце из горы Гранатенкогель, Австрия. Образец и фотография от Arkenstone / www.iRocks.com.

Андрадитовый гранат: Зеленый андрадитовый гранат демантоидной разновидности на мраморной матрице. Этот образец размером около 8,9 х 6,5 х 4,8 см был собран в провинции Анциранана, Мадагаскар. Гранаты, образованные внутри мрамора, часто имеют превосходную кристаллическую форму и имеют очень высокое качество. Образец и фотография от Arkenstone / www.iRocks.com.

Гранатовый гнейс: Крупнозернистый гнейс, состоящий в основном из роговой обманки (черный), плагиоклаза (белый) и граната (красный) из Норвегии. Общественное достояние фото Woudloper.

Кристаллы аллювиального граната: Эти альмандин-спессартиновые гранаты взяты из россыпного месторождения в Айдахо. Они были перенесены на небольшое расстояние от своей исходной породы, и некоторые до сих пор хранят свидетельства их додекаэдрической кристаллической формы. Они имеют размер от четырех до пяти миллиметров и весят от 0,6 до 0,8 карата каждый.

Как образуется гранат?

Гранат в метаморфических породах

Большая часть граната образуется на границах конвергентных плит, где на сланец воздействует региональный метаморфизм. Тепло и давление метаморфизма разрушают химические связи и заставляют минералы перекристаллизовываться в структуры, которые являются устойчивыми в новой среде с температурой и давлением. Алюминиевый гранат, альмандин, обычно образуется в этой среде.

Поскольку эти камни метаморфизуются, гранаты начинаются как крошечные зерна и медленно увеличиваются с течением времени по мере развития метаморфизма. По мере роста они вытесняют, заменяют и включают в себя окружающие горные материалы. Фото ниже показывает микроскопическое зерно граната, которое выросло в матрице сланца. Он включал ряд минеральных зерен вмещающих пород по мере его роста. Это объясняет, почему так много гранатов, образованных региональным метаморфизмом, высоко включены.

Гранат слюдяного сланца в тонком срезе: Это микроскопическое изображение гранатового зерна, которое выросло в сланцах. Крупное черное зерно - гранат, красные удлиненные зерна - слюдяные хлопья. Черные, серые и белые зерна в основном представляют собой ил или зерна меньшего размера из кварца и полевого шпата. Гранат вырос путем замены, смещения и включения минеральных зерен окружающей породы. Многие из этих зерен можно увидеть как включения в гранате. Из этой фотографии легко понять, почему очень трудно найти чистые гранаты без драгоценных камней. Также трудно понять, как гранат может вырасти в красивые кристаллы euhedral в этих условиях. Фотография Jackdann88, используется здесь по лицензии Creative Commons.

Кальциевые гранаты обычно образуются, когда глинистый известняк превращается в мрамор в результате контактного метаморфизма по краям извержений вулканического происхождения. Это андрадит, гроссуляр и уваровит, немного более мягкие, обычно зеленые гранаты с более низким удельным весом. Два кальциевых граната высоко ценятся в торговле драгоценными камнями; они являются цаворит (ярко-зеленый гроссуляр) и демантоид (золотисто-зеленый андрадит).

Гранат в вулканических породах

Гранат часто встречается в качестве дополнительного минерала в магматических породах, таких как гранит. Многие люди знакомы с альмандиновым гранатом, потому что он иногда рассматривается как темно-красные кристаллы в магматических породах, используемых в качестве гранитных столешниц. Спессартин - это оранжевый гранат, найденный в виде кристаллов в гранитных пегматитах. Пироп - это красный гранат, который доставляется на поверхность Земли кусочками перидотита, которые были оторваны от мантии во время извержений вулканов из глубоких источников. Гранат также найден в базальтовых потоках лавы.

Гранат в осадочных породах и отложениях

Гранаты являются относительно прочными минералами. Они часто встречаются в почвах и отложениях, которые образуются, когда гранатсодержащие породы выветриваются и разрушаются. Эти аллювиальные гранаты часто являются целью добычи полезных ископаемых, поскольку их легко добывать и удалять из осадка / почвы путем механической обработки.

Использование Граната: Эта диаграмма показывает наиболее распространенное промышленное использование гранатовых минералов. Альмандин - разновидность граната, наиболее часто используемая в промышленности.

Использование Граната

Гранат использовался в качестве драгоценного камня в течение тысяч лет. За последние 150 лет он стал свидетелем множества дополнительных применений в качестве промышленного минерала. На приведенной ниже диаграмме показано недавнее промышленное использование граната в Соединенных Штатах. Гранат также используется в качестве индикаторного минерала при разведке полезных ископаемых и геологических оценках.

Гранат абразивный: На этом фото показаны гранаты граната, которые были измельчены и отсортированы по размеру для использования в качестве абразивного, режущего и фильтрующего материала. Они используются для гидроабразивной резки, пескоструйной очистки, наждачной бумаги, фильтрации воды и ряда других применений. Альмандин - самый твердый гранат, а также самый распространенный. Это гранат выбора для большинства абразивных применений. Фото Геологической службы США.

Гранат как промышленный минерал

Гранатовые абразивы

Первое промышленное использование граната было в качестве абразива. Гранат является относительно твердым минералом с твердостью от 6,5 до 7,5 по шкале Мооса. Это позволяет использовать его в качестве эффективного абразива во многих видах производства. После дробления он разбивается на угловатые кусочки, которые обеспечивают острые края для резки и шлифования. Маленькие гранулы одинакового размера соединяются с бумагой для получения наждачной бумаги красноватого цвета, которая широко используется в деревообрабатывающих цехах. Гранат также измельчается, просеивается до определенных размеров и продается в виде абразивных гранул и порошков. В Соединенных Штатах Нью-Йорк и Айдахо были важными источниками промышленного граната для абразивов.

Гранатовая наждачная бумага: Измельченные гранаты граната используются для изготовления гранатовой наждачной бумаги. Гранат служит отличным абразивом, особенно для шлифования древесины. Гранулы дробленого граната очень острые, и поскольку бумага используется, гранулы разрушаются, чтобы обнажить новые острые поверхности. Если вы видите наждачную бумагу, покрытую красновато-коричневыми гранулами, посмотрите на обратную сторону, чтобы убедиться, что это гранатовая бумага.

Гранатовый кристалл: Альмандин, разновидность граната из долины реки, Онтарио, Канада. Этот образец представляет собой симпатичный кристалл размером около 2 дюймов (5 сантиметров) в поперечнике. Эти типы кристаллов часто выветриваются из гранатосодержащих слюдяных сланцев и транспортируются потоками.

Гидроабразивная резка

Крупнейшее промышленное использование граната в Соединенных Штатах - в гидроабразивной резке. Машина, известная как гидроабразивная резка, производит струю воды под высоким давлением с унесенными абразивными гранулами. Когда они направлены на кусок металла, керамики или камня, может произойти режущее действие, при котором очень мало пыли и порезов при низкой температуре. Гидроабразивные резцы используются в производстве и добыче полезных ископаемых.

Альмандиновый гранат: Альмандин, разновидность граната из Лоунтауна, Онтарио, Канада. Это гранулированный образец примерно 11,4 сантиметров в поперечнике.

Абразивоструйная обработка

Гранаты граната также используются в абразивоструйной обработке (обычно известной как «пескоструйная обработка»). В этих процессах инструмент выталкивает поток абразивных гранул (также известный как «среда») к поверхности, используя жидкость под высоким давлением (обычно воздух или воду) в качестве пропеллента. Абразивоструйная обработка проводится для выравнивания, очистки или удаления продуктов окисления с металлов, кирпича, камня и других материалов. Обычно это намного быстрее, чем шлифование вручную или с помощью шлифовального станка. Он может чистить небольшие и сложные поверхности, которые пропустят другие методы очистки. Абразивы различной твердости можно использовать для очистки поверхности большей твердости, не повреждая поверхность.

фильтрование

Гранатовые гранулы часто используются в качестве фильтрующего материала. Мелкие частицы граната используются для заполнения контейнера, через который течет жидкость. Поровые пространства граната достаточно малы, чтобы обеспечить прохождение жидкости, но слишком малы, чтобы позволить прохождение некоторых загрязняющих частиц, которые отфильтровываются из потока. Гранат подходит для этого использования, потому что он является относительно инертным и имеет относительно высокий удельный вес. Гранулы граната, измельченные и отсортированные до размера примерно 0,3 миллиметра, могут быть использованы для фильтрации частиц загрязняющих веществ диаметром всего в несколько микрон. Гранаты с высоким удельным весом и высокой твердостью уменьшают расширение слоя и истирание частиц при обратной промывке.

Гранатовый перидотит: Перидотит граната из Альпе Арами, недалеко от Беллинцона, Швейцария. Материал в этой породе произошел в мантии Земли и был доставлен на поверхность через вулканическую трубу во время извержения вулкана с глубоким источником. Гранаты - это красновато-фиолетовые зерна в скале. Гранаты, выветренные из таких труб, часто служат индикаторными минералами при поиске вулканических труб, которые могут содержать алмаз. Общественное достояние фото Woudloper.

Лучший способ узнать о минералах - это изучить коллекцию мелких образцов, с которыми вы можете обращаться, исследовать и наблюдать их свойства. Недорогие минеральные коллекции доступны в магазине.

Гранат как геологический индикатор Минерал

Хотя большинство гранатов, обнаруженных на поверхности Земли, образовались в коре, некоторые гранаты поднимаются из мантии во время извержений вулканов из глубоких источников. Эти извержения захватывают куски мантии, известные как «ксенолиты», и доставляют их на поверхность в структуре, известной как «труба». Эти ксенолиты являются источником большинства алмазов, найденных на поверхности Земли или вблизи нее.

Алмазная труба: Упрощенное поперечное сечение алмазной трубы и осадка остаточного грунта, показывающее взаимосвязь ксенолитов и алмазов с трубой и остаточным грунтом.

Хотя ксенолиты содержат алмазы, они часто содержат огромное количество гранатов для каждого алмаза, и эти гранаты, как правило, больше по размеру. Эти гранаты с глубоким источником очень отличаются от гранатов, которые образуются в коре на небольшой глубине. Таким образом, хороший способ поиска алмазов - это поиск этих уникальных гранатов. Гранаты служат «индикаторными минералами» для геологов, занимающихся разведкой месторождений алмазов. Поскольку погода ксенолитов, их гранаты освобождены в больших количествах. Эти необычные гранаты движутся вниз по склонам в почвах и ручьях. Геологи, которые их находят, могут проследить за гранатовым следом до месторождения-источника. Некоторые из алмазных трубок в Канаде были обнаружены по следу граната, образовавшегося в результате движения льда.

Африканские гранаты: Африканские гранаты различных цветов: оранжевый спессартин (Мозамбик), желтый мали (Мали), красный альмандин (Мадагаскар), зеленый цаворит (Танзания) и пурпурный родолит (Мозамбик). В последние два десятилетия Африка стала основным источником превосходных красивых гранатов с великолепным цветом и четкостью.

Меланитовый гранат: Меланит - это непрозрачный черный гранат, который сегодня необычно найти в ювелирных изделиях. Наряду со струей, черным халцедоном и другими черными драгоценными камнями, меланит часто использовался в ювелирных изделиях во время викторианской эпохи. Длина этих двух круглых меланитовых витков составляет около 9 миллиметров.

Гранаты как драгоценные камни

Гранат использовался в качестве драгоценного камня более 5000 лет. Он был найден в украшениях многих египетских захоронений и был самым популярным драгоценным камнем Древнего Рима. Это красивый драгоценный камень, который обычно продается без какой-либо обработки. Он также долговечен и достаточно распространен, поэтому его можно использовать в ювелирных изделиях при относительно низких затратах.

Гранат продолжает оставаться популярным драгоценным камнем сегодня. Он служит камнем рождения в январе месяце и является традиционным украшением для второй годовщины. Большинство людей подумают о красном драгоценном камне, когда услышат название «гранат», потому что они не знают, что гранат встречается в различных цветах. Тем не менее, гранаты ювелирного качества встречаются в каждом цвете - красный - самый распространенный, а синие - особенно редкий.

Красный альмандин - это красный гранат, который чаще всего встречается в ювелирных изделиях, потому что он обильный и недорогой. Пироп и спессартин - красноватые гранаты, которые обычно встречаются в ювелирных изделиях по той же причине. В последние десятилетия зеленый демантоидный гранат стал популярным. Он имеет дисперсию 0,057, которая дает ему «огонь», который превышает огонь алмазов на 0,044. Зеленый цаворит имеет яркий, насыщенный цвет, очень похожий на изумруд. Он обычно используется в качестве альтернативы изумруду. Оба эти зеленых граната становятся все более популярными, но их цена намного выше, чем альмандин.