Mineraalid

Granaat



Tuntuim kui punane kalliskivi. Seda leidub paljudes värvides ja paljudes tööstuslikes eesmärkides.


Vääriskivide granaadid: Enamik inimesi arvab, et granaat on punane kalliskivi. Granaati võib esineda väga erinevates värvides. Päripäeva vasakult vasakult: punane almandiin (Madagaskar), roheline tsavoriit (Tansaania), kollane mali (Mali), oranž spessartiit (Mosambiik), roosa malaya (Tansaania), roheline merelani piparmünt (Tansaania), punane pürope (Côte d'Ivoire'i), roheline demantoid (Namiibia), lilla rodoliit (Mosambiik) ja oranž hessoniit (Sri Lanka). Ülaltoodud kaheksast granaadist seitse on pärit Aafrikast, mis on suhteliselt uus suurejooneliste granaatide allikas.

Mis on granaat?

Granaat on nimi, mida kasutatakse suure kivimite moodustavate mineraalide rühma jaoks. Nendel mineraalidel on ühine kristallide struktuur ja X üldine keemiline koostis3Y2(SiO4)3. Selles kompositsioonis võib "X" olla Ca, Mg, Fe2+ või Mn2+ja "Y" võib olla Al, Fe3+, Mn3+, V3+ või Cr3+.

Neid mineraale leidub kogu maailmas moondekivimites, tard- ja settekivimites. Enamik Maa pinna lähedal levinud granaate moodustub kõrge alumiiniumi sisaldusega settekivimite, näiteks kilda, kuumuse ja rõhu mõjul, mis on piisavalt intensiivne, et tekitada põske või gneisi. Granaati leidub ka kontaktmetamorfismi kivimites, maa-aluses magmakambris, laavavooludes, vulkaanipurske sügaval allikast ning granaati kandvate kivimite ilmastikutingimuste ja erosiooni käigus tekkinud pinnases ja setetes.

Enamik inimesi seostab sõna "granaat" punase vääriskiviga; sageli on nad aga üllatunud, kui saavad teada, et granaat on paljudes teistes värvides ja sellel on palju muid kasutusvõimalusi. Ameerika Ühendriikides olid granaadi peamised tööstuslikud kasutusalad 2012. aastal veejoa lõikamine (35%), abrasiivsed lõhkamisvahendid (30%), vee filtreerimise graanulid (20%) ja abrasiivpulbrid (10%).

Granaatigrupp: See tabel võtab kokku granaatirühma liikmed, mis on vääriskividena kõige olulisemad. Alumiiniumgranaadid on tavaliselt punase värvusega, suurema erikaaluga ja karedusega. Kaltsiumi liikmed on tavaliselt rohelist värvi ja madalama kõvadusega.

Granaadi füüsikalised omadused

Keemiline klassifikatsioonSilikaat
VärvTavaliselt punane, kuid võib olla oranž, roheline, kollane, lilla, must või pruun. Siniseid granaate on äärmiselt harva.
VöötVärvitu
LäigeKlaaskeha
DiafaanilisusLäbipaistev kuni poolläbipaistev
LõhestaminePuudub
Mohsi kõvadus6,5–7,5
Erikaal3,5 kuni 4,3
Diagnostilised omadusedKõvadus, erikaal, isomeetriline kristallvorm, lõhustumise puudumine
Keemiline koostisÜldvalem: X3Y2(SiO4)3
KristallsüsteemIsomeetriline
KasutabVeejoaga lõikamisgraanulid, abrasiivpritsi graanulid, filtreerimisgraanulid, abrasiivsed riivid ja pulbrid, vääriskivid

Granaadi füüsikalised ja keemilised omadused

Granaadirühmas kõige sagedamini esinevad mineraalid hõlmavad almandiini, püropi, spessartiini, andradiiti, brutoosi ja uvaroviiti. Neil kõigil on klaaskeha läige, läbipaistev kuni poolläbipaistev diafaneilsus, rabe vastupidavus ja vähene lõhustumine. Neid võib leida üksikute kristallidena, ojas kulunud veeris, granuleeritud täitematerjalina ja massiliselt. Nende keemiline koostis, erikaal, kõvadus ja värvid on loetletud allpool.

Granaatmineraalid

MineraalKoostisErikaalKõvadusVärvid
AlmandineFe3Al2(SiO4)34.207 - 7.5punane, pruun
PüropeMg3Al2(SiO4)33.567 - 7.5punasest lillani
SpessartineMn3Al2(SiO4)34.186.5 - 7.5oranž kuni punane kuni pruun
AndradiitCa3Fe2(SiO4)33.906.5 - 7roheline, kollane, must
GrosulaarneCa3Al2(SiO4)33.576.5 - 7.5roheline, kollane, punane, roosa, selge
UvaroviteCa3Kr2(SiO4)33.856.5 - 7roheline
Ülalloetletud kompositsioonid on mõeldud mitme tahke lahuse seeria lõppliikmetele. On mitmeid muid granaatmineraale, mida kohtab harvemini ja mis pole tööstuslikus kasutuses nii olulised. Nende hulka kuuluvad kuldmaniit, kimzeüiit, morimotoiit, skorlomiit, vesinikgruumala, hibshiit, katoiit, knorringiit, majoriit ja kalderiit.

Nagu ülalpool näha, on erinevat tüüpi granaate palju ja kõigil on erinev keemiline koostis. Enamiku granaatmineraalide vahel on ka tahke lahuse seeria. See keemia suur erinevus määrab paljud nende füüsikalised omadused. Näiteks on kaltsiumigranaatidel tavaliselt madalam erikaal, väiksem kõvadus ja need on tavaliselt rohelise värvi. Seevastu raua ja mangaani granaatidel on suurem erikaal, suurem kõvadus ja need on tavaliselt punase värvusega.

Almandine granaat: Suurepärased almandiini granaadi kuupkristallid peeneteralise vilgukivist Austrias Granatenkogeli mäelt. Proov ja foto autorilt Arkenstone / www.iRocks.com.

Andradiidi granaat: Demantoidi sordi roheline andradiidigranaat marmormaatriksil. Selle isendi suurus on umbes 8,9 x 6,5 x 4,8 sentimeetrit ja see koguti Madagaskaril Antsiranana provintsis. Marmorist moodustatud granaatidel on sageli suurepärane kristallivorm ja need on väga kvaliteetsed. Proov ja foto autorilt Arkenstone / www.iRocks.com.

Granaat gneiss: Jämedateraline gneiss, mis koosneb peamiselt sarvest (must), plagioklaasist (valge) ja granaadist (punane) Norrast. Üldkasutatava foto autor: Woudloper.

Alluviaalse granaadi kristallid: Need almandiin-spessartine granaadid on pärit Idaho osariigi ladestusmaardlast. Neid on oma lähtekivimist lühikese vahemaa tagant veetud ja mõned säilitavad endiselt oma dodekaedrilise kristallvormi kohta tõendeid. Need on umbes neli kuni viis millimeetrit ja kaaluvad umbes 0,6–0,8 karaati.

Kuidas granaat moodustub?


Granaat moondekivimites

Enamik granaate moodustub ühtlustuvatel plaadipiiridel, kus põlevkivile reageerib piirkondlik metamorfism. Metamorfismi kuumus ja rõhk purustavad keemilised sidemed ja põhjustavad mineraalide ümberkristallumist struktuurideks, mis on uues temperatuuri-rõhu keskkonnas stabiilsed. Alumiiniumgranaat, almandiin, moodustub selles keskkonnas üldiselt.

Kuna need kivimid on moondunud, hakkavad granaadid tekkima väikeste teradena ja suurenevad aja jooksul metamorfismi edenedes aeglaselt. Kasvades nad tõrjuvad, asendavad ja hõlmavad ümbritsevaid kivimaterjale. Alloleval fotol on mikroskoopiline vaade koldemaatriksisse kasvanud granaatiterast. See sisaldas mitmeid vastuvõtva kivimi mineraaliterasid selle kasvades. See selgitab, miks nii paljud regionaalsest metamorfismist moodustatud granaadid on suuresti kaasatud.

Granaatkivist vilgukiht õhukese lõiguga: See on mikroskoopiline vaade koldes kasvanud granaatiterast. Suur must tera on granaat, punased piklikud terad on vilguhelbed. Mustad, hallid ja valged terad on enamasti muda- või väiksema suurusega kvarts- ja päevakivi terad. Granaat on kasvanud ümbritseva kivimi mineraalsete terade asendamise, väljatõrjumise ja kaasamisega. Paljud neist teradest on granaadi sees kandmisel. Sellelt fotolt on lihtne aru saada, miks on puhtaid ja kalliskivideta granaate ilma sisselõigeteta väga raske leida. Samuti on raske aru saada, kuidas granaat võib sellistes tingimustes kasvada kenadeks euedrilisteks kristallideks. Foto autor Jackdann88, kasutatud siin Creative Commonsi litsentsi all.

Kaltsiumigranaadid tekivad tavaliselt siis, kui argillaarne lubjakivi muundatakse marmoriks kontaktmetamorfismiga mööda sissetungide servi. Need on andradiit, jäme ja uvaroviit, pisut pehmemad, tavaliselt rohelised madalama erikaaluga granaadid. Kaks kaltsiumigranaati on kalliskivide kaubanduses kõrgelt hinnatud; need on tsavoriit (erkroheline terake) ja demantoid (kuldroheline andradiit).


Granaat Igneous Rocks

Granaat esineb lisakivimaterjalina tardkivimites, näiteks graniidis. Paljud inimesed tunnevad almandiingranaati, kuna graniidist tööpinkidena kasutatavates kivimites peetakse seda mõnikord tumepunaste kristallidena. Spessartine on oranž granaat, mida leidub kristallidena graniidist pegmatiitides. Pürope on punane granaat, mis tuuakse Maa pinnale peridootiidi tükkidena, mis rebenes vahevööst sügava allika vulkaanipursete ajal. Granaati leidub ka basaltilistes laavavooludes.


Granaat settekivimites ja settes

Granaadid on suhteliselt vastupidavad mineraalid. Neid leidub sageli kontsentreeritud pinnases ja setetes, mis tekivad granaati kandvate kivimite ilmastikutingimuste ja lagunemise ajal. Need alluviaalsed granaadid on sageli kaevandamise eesmärk, kuna neid on lihtne kaevandada ja settest / pinnasest mehaanilise töötlemise teel eemaldada.

Granaadi kasutusviisid: See tabel näitab granaatmineraalide kõige levinumat tööstuslikku kasutamist. Almandine on mitmesugused granaadid, mida tööstuses kõige sagedamini kasutatakse.

Granaadi kasutusviisid

Granaati on vääriskivina kasutatud tuhandeid aastaid. Viimase 150 aasta jooksul on seda tööstusliku mineraalina kasutatud palju täiendavaid kasutusviise. Allolev tabel näitab granaadi hiljutist tööstuslikku kasutamist Ameerika Ühendriikides. Granaati kasutatakse ka indikaatormineraalina maavarade uurimisel ja geoloogilistel hindamistel.

Granaadi abrasiiv: Sellel fotol on granaatgraanulid, mis on purustatud ja suuruse järgi sorteeritud kasutamiseks abrasiiv-, tükeldamis- ja filtrimaterjalina. Neid kasutatakse veejoa lõikamisel, "liiva" lõhkamisel, liivapaberil, vee filtreerimisel ja paljudel muudel eesmärkidel. Almandine on kõige kõvem granaat ja ka kõige rikkalikum. See on kõige abrasiivsemate rakenduste jaoks valitud granaat. Foto Ameerika Ühendriikide geoloogiakeskus.

Granaat kui tööstusmineraal


Granaadi abrasiivid

Granaadi esimene tööstuslik kasutamine oli abrasiiv. Granaat on suhteliselt kõva mineraal, mille kõvadus on Mohsi skaala vahemikus 6,5–7,5. See võimaldab seda kasutada tõhusa abrasiivina paljudes valmistamisviisides. Peenestamisel puruneb see nurgelisteks tükkideks, mis tagavad teravad servad lõikamiseks ja lihvimiseks. Ühtse suurusega väikesed graanulid seotakse paberiga punakasvärvilise liivapaberi saamiseks, mida kasutatakse laialdaselt puidutöötlemise kauplustes. Granaat purustatakse, sõelutakse kindla suuruse järgi ja müüakse abrasiivsete graanulitena ja pulbrina. Ameerika Ühendriikides on New York ja Idaho olnud abrasiivmaterjalide olulised tööstusliku granaadi allikad.

Granaatliivapaber: Granaat-liivapaberi valmistamiseks kasutatakse purustatud granaatgraanuleid. Granaat on suurepärane abrasiiv, eriti puidu lihvimiseks. Purustatud granaatgraanulid on väga teravad ja paberi kasutamisel murduvad graanulid uute teravate pindade paljastamiseks. Kui näete punakaspruunide graanulitega kaetud liivapaberit, siis vaadake tagantpoolt, kas see on granaatpaber.

Granaatkristall: Almandine, mitmesugused granaadid River Valley, Kanada, Ontario. See proov on kena euhedrist kristall, mis on umbes 5 tolli (5 sentimeetrit) lai. Seda tüüpi kristallid on sageli granaati kandvast vilgukivist välja ajatud ja transporditakse ojade kaudu.

Veejoa lõikamine

USA-s on granaadi suurim tööstuslik kasutamine veejoa lõikamine. Veejoaga lõikurina tuntud masin toodab kaasa tõmmatud abrasiivsete graanulitega kõrgsurveveejoa. Kui need on suunatud metalli-, keraamika- või kivitükile, võib tekkida tükeldamine, mis tekitab väga vähe tolmu ja lõikab madalal temperatuuril. Vesipihusti lõikureid kasutatakse tootmises ja mäetööstuses.

Almandine granaat: Almandine, mitmesugused granaadid Kanadast Ontario osariigist Lount Township. See on umbes 11,4 sentimeetri suurune teraline proov.

Abrasiivpuhastus

Granaatgraanuleid kasutatakse ka abrasiivsel lõhkamisel (üldtuntud kui "liivapuhastus"). Nendes protsessides ajab tööriist abrasiivsete graanulite (tuntud ka kui "sööde") voo pinnale, kasutades raketikütuseks kõrge rõhu all olevat vedelikku (tavaliselt õhku või vett). Abrasiivpuhumine toimub metallide, telliste, kivi ja muude materjalide oksüdatsioonitoodete silumiseks, puhastamiseks või eemaldamiseks. See on tavaliselt palju kiirem kui käsitsi või lihvimismasinaga lihvimine. Selle abil saab puhastada väikseid ja keerukaid pindu, millest muud puhastusmeetodid puuduksid. Suurema kõvadusega pinna puhastamiseks ilma pinda kahjustamata võib kasutada erineva karedusega abrasiive.

Filtreerimine

Granaatgraanuleid kasutatakse sageli filtrikandjana. Väikese granaadi osakesi kasutatakse konteineri täitmiseks, mille kaudu voolab vedelik. Granaadi pooride ruumid on piisavalt väikesed, et võimaldada vedeliku läbimist, kuid liiga väikesed, et võimaldada mõnede voolust filtritud saasteosakeste läbimist. Granaat sobib selleks kasutamiseks, kuna see on suhteliselt inertne ja sellel on suhteliselt suur erikaal. Granaatgraanuleid, mis on purustatud ja mille suurus on umbes 0,3 millimeetrit, saab kasutada sademete osakeste filtreerimiseks, mille läbimõõt on vähemalt mõni mikron. Granaadi kõrge erikaal ja kõrge karedus vähendavad kihi laienemist ja osakeste hõõrdumist tagasipuhastuse ajal.

Granaadi peridoot: Granaadi peridootiit Alpe Aramist Šveitsi Bellinzona lähedal. Selle kivimi materjal pärines Maa vahevööst ja tarniti pinnale vulkaanitoru kaudu sügava lähtega vulkaanipurske ajal. Granaadid on kivi punakaslillad terad. Sellistest torudest pärit granaadid on sageli indikaatormineraalidena, kui uurida vulkaanilisi torusid, mis võivad sisaldada teemanti. Üldkasutatava foto autor: Woudloper.

Parim viis mineraalide tundmaõppimiseks on uurida väikeste isendite koguga, mille abil saate nende omadusi käsitleda, neid uurida ja jälgida. Odavamad mineraalide kollektsioonid on saadaval Geology.com poes.

Granaat kui geoloogilise indikaatori mineraal

Kuigi enamik Maa pinnast leitud granaate on moodustunud maakoores, tuuakse mõned granaadid vahevööst üles sügava lähtega vulkaanipursete ajal. Need pursked viivad mantelkivimitükid, mida tuntakse "ksenoliitidena", ja tarnivad need pinnale, mida nimetatakse "toruks". Need ksenoliidid on enamiku Maa pinnalt või selle lähedalt leitud teemantide allikas.

Teemanttoru: Teemanttoru lihtsustatud ristlõige ja jääkpinnase ladestus, mis näitab ksenoliitide ja teemantide seoseid toru ja jääkpinnasega.

Ehkki ksenoliidid sisaldavad teemante, sisaldavad need sageli iga teemandi jaoks tohutul hulgal granaate ja need granaadid on tavaliselt suurema suurusega. Need sügava päritoluga granaadid on väga erinevad granaatidest, mis moodustuvad koorikus madalas sügavuses. Niisiis, hea viis teemantide leidmiseks on otsida neid ainulaadseid granaate. Granaadid on "indikaatormineraalidena" geoloogidele, kes uurivad teemantimaardlaid. Kuna ksenoliidid ilmuvad, vabaneb nende granaat suurel hulgal. Need ebaharilikud granaadid liiguvad siis pinnases ja ojades alla. Geoloogid, kes neid leiavad, saavad jälgida granaadi rada lähteallikani. Osa Kanada teemanttorudest leiti jää liigutamisel tekkinud granaatraja jälgimisel.

Aafrika granaadid: Erinevat värvi Aafrika granaadid: oranž spessartine (Mosambiik), kollane mali (Mali), punane almandine (Madagaskar), roheline tsavoriit (Tansaania) ja lilla rodoliit (Mosambiik). Viimase kahe aastakümne jooksul on Aafrikast saanud suurepärase kauni, suurepärase värvi ja selgusega granaatide peamine allikas.

Melaniidi granaat: Melaniit on läbipaistmatu must granaat, mida tänapäeval on ehetes ebatavaline leida. Koos reaktiivjoa, musta kaltsedoonia ja muude mustade kalliskividega kasutati Victoria ea ajal ehetes sageli melaniiti. Need kaks roosilõigatud melaniidi ümmargust on umbes 9 millimeetrit risti.

Granaadid vääriskividena

Granaati on kasutatud vääriskivina juba üle 5000 aasta. Seda on leitud paljude Egiptuse matuste ehetest ja see oli Vana-Rooma populaarseim kalliskivi. See on ilus kalliskivi, mida tavaliselt müüakse ilma igasuguse töötlemiseta. See on ka vastupidav ja piisavalt tavaline, et seda saab ehetes suhteliselt madalate kuludega kasutada.

Granaat jätkub tänapäeval populaarse vääriskivina. See on jaanuarikuu sünnikivi ja on traditsiooniline kalliskivi, mida antakse teisel aastapäeval. Enamik inimesi mõtleb nime "granaat" kuuldes punasele vääriskivile, kuna nad ei tea, et granaat esineb erinevates värvides. Vääriskvaliteedilisi granaate on aga igas värvitoonis - punane on kõige tavalisem ja sinine granaat on eriti haruldane.

Punane almandiin on punane granaat, mida leidub ehetes kõige sagedamini, kuna see on rikkalik ja odav. Pürope ja spessartine on punakad granaadid, mida ehetel kohtab tavaliselt samal põhjusel. Viimastel aastakümnetel on populaarseks muutunud roheline demantoidi granaat. Selle dispersioon on 0,057, mis annab sellele "tule", mis ületab teemandi omadust 0,044. Rohelisel tsavoriidil on särav, rikas värv, mis sarnaneb väga smaragdiga. Seda kasutatakse tavaliselt smaragdiks alternatiivse kivina. Mõlemad rohelised granaadid on muutumas populaarsemaks, kuid nende hind on palju kõrgem kui almandiinil.

Granaat teave
1 maailma vääriskivid: Walter Schumann; Sterlingi kirjastamine; viies väljaanne; 320 lk; 2013.
2 granaat - oluline tööstusmineraal ja jaanuari sünnikivi: James G. Evans, Phillip R. Moyle, David G. Frank ja Donald W. Olson; USA geoloogilise uuringu teabeleht 2006-3149; 2006.
3 Tööstuslik granaat: Donald W. Olson; Ameerika Ühendriikide geoloogilise uuringu mineraalide aastaraamat, 2012.
4 Tööstuslik granaat: Donald W. Olson; Ameerika Ühendriikide geoloogilise uuringu mineraaltoodete kokkuvõte, 2014.


Vaata videot: 'Tegenwoordig is het vijf euro voor een handgranaat' (Juuni 2021).