Obsah
- Čo je granát?
- Fyzikálne a chemické vlastnosti granátu
- Ako sa tvorí granát?
- Použitie granátu
- Granát ako priemyselná minerálna látka
- Granát ako minerál geologického indikátora
- Granáty ako drahokamy
Gem granáty: Väčšina ľudí si myslí, že granát je červený drahokam. Granát sa však vyskytuje v rôznych farbách. Zľava v smere hodinových ručičiek: červený almandín (Madagaskar), zelený tsavorit (Tanzánia), žltý Mali (Mali), oranžový spessartit (Mozambik), ružová malaya (Tanzánia), zelená merelani (Tanzánia), červený pyrope (Pobrežie Slonoviny), zelený demantoid (Namíbia), fialový rodolit (Mozambik) a oranžový hessonit (Srí Lanka). Sedem z ôsmich vyššie uvedených granátov pochádza z Afriky, relatívne nového zdroja veľkolepých granátov.
Čo je granát?
Granát je názov používaný pre veľkú skupinu horninotvorných minerálov. Tieto minerály majú spoločnú kryštálovú štruktúru a všeobecné chemické zloženie X3Y2(SiO4)3, V tomto prostriedku môže byť "X" Ca, Mg, Fe2+ alebo Mn2+a „Y“ môže byť Al, Fe3+, Mn3+, V3+ alebo Cr3+.
Tieto minerály sa nachádzajú po celom svete v metamorfovaných, vyvrelých a sedimentárnych horninách. Väčšina granátov nájdených v blízkosti zemských povrchov sa vytvára, keď je sedimentárna hornina s vysokým obsahom hliníka, ako napríklad bridlica, vystavená dostatočne silnému teplu a tlaku, aby sa vytvorila brada alebo rula. Granát sa nachádza aj v horninách kontaktných metamorfóz, podpovrchových magmatických komôr, lávových prúdov, sopečných erupcií hlbokého zdroja a v pôdach a sedimentoch, ktoré sa vytvárajú pri zvetrávaní a erodovaní hornín nesúcich granát.
Väčšina ľudí spája slovo „granát“ s červeným drahokamom; sú však často prekvapení, keď sa dozvedeli, že granát sa vyskytuje v mnohých iných farbách a má mnoho ďalších použití. V Spojených štátoch boli hlavnými priemyselnými použitiami granátu v roku 2012 rezanie vodným lúčom (35%), abrazívne otryskávacie médiá (30%), vodné filtračné granule (20%) a abrazívne prášky (10%).
Skupina granátov: Tento graf sumarizuje členov skupiny granátov, ktoré sú najdôležitejšie ako drahé kamene. Hliníkové granáty majú obvykle červenú farbu s vyššou špecifickou hmotnosťou a tvrdosťou. Vápnikové členy majú obvykle zelenú farbu a majú nižšiu tvrdosť.
Fyzikálne a chemické vlastnosti granátu
Najbežnejšie sa vyskytujúce minerály v granátovej skupine zahŕňajú almandín, pyrop, spessartín, andradit, hruškovitý a uvarovit. Všetci majú sklovitý lesk, priehľadnú až priesvitnú diafanitu, krehkú húževnatosť a nedostatok štiepenia. Možno ich nájsť ako jednotlivé kryštály, kamienky opotrebované prúdom, granulované agregáty a masívne výskyty. Ich chemické zloženie, špecifická hmotnosť, tvrdosť a farby sú uvedené nižšie.
Ako je vidieť vyššie, existuje celý rad rôznych typov granátu a každý z nich má odlišné chemické zloženie. Medzi väčšou časťou granátových minerálov existuje aj séria pevných roztokov. Táto veľká variabilita v chémii určuje mnohé z ich fyzikálnych vlastností. Napríklad granáty vápnika majú spravidla nižšiu špecifickú hmotnosť, nižšiu tvrdosť a zvyčajne majú zelenú farbu. Naproti tomu granáty zo železa a mangánu majú vyššiu špecifickú hmotnosť, väčšiu tvrdosť a zvyčajne majú červenú farbu.
Almandínový granát: Vynikajúce kubické kryštály almandínového granátu v jemnozrnnej sľudovej brade z hory Granatenkogel v Rakúsku. Vzor a fotografia od Arkenstone / www.iRocks.com.
Andraditský granát: Zelený andraditový granát odrody demantoidov na mramorovej matrici. Táto vzorka má veľkosť asi 8,9 x 6,5 x 4,8 centimetrov a bola odobratá v provincii Antsiranana na Madagaskare. Granáty tvorené mramorom majú často vynikajúcu kryštalickú formu a sú veľmi kvalitné. Vzor a fotografia od Arkenstone / www.iRocks.com.
Granátová rula: Hrubozrnná ruľa zložená hlavne z hornblende (čierna), plagioklasy (biela) a granátu (červená) z Nórska. Public domain photo by Woudloper.
Alluviálne kryštály granátu: Tieto granáty almandín-spessartín pochádzajú z aluviálneho ložiska v Idahu. Boli prepravené na krátku vzdialenosť od ich zdrojovej horniny a niektorí si stále zachovávajú dôkazy o svojej dodekahedrálnej kryštalickej forme. Sú asi štyri až päť milimetrov a vážia každý asi 0,6 až 0,8 karátu.
Ako sa tvorí granát?
Granát v metamorfovaných skalách
Väčšina granátových tvarov sa nachádza na hraniciach zbiehajúcich sa dosiek, na ktorých sa bridlica správa podľa regionálnych metamorfóz. Teplo a tlak metamorfizmu narušujú chemické väzby a spôsobujú rekryštalizáciu minerálov do štruktúr, ktoré sú stabilné v novom prostredí s teplotným tlakom. Hliníkový granát, almandín, sa zvyčajne tvorí v tomto prostredí.
Keď sú tieto horniny metamorfované, granáty začínajú s malými zrnami a postupom času sa metamorfizmus pomaly zväčšuje. Keď rastú, vytesňujú, nahrádzajú a zahŕňajú okolité horninové materiály. Na nasledujúcom obrázku je mikroskopický pohľad na granátové zrno, ktoré vyrástlo v hmote. Ako to rástlo, obsahovalo množstvo hostiteľských hornín minerálnych zŕn. To vysvetľuje, prečo je toľko granátov tvorených regionálnym metamorfizmom.
Štiepka z granátovej sľudy v tenkej časti: Toto je mikroskopický pohľad na granátové zrno, ktoré vyrástlo v brade. Veľké čierne zrno je granát, červené predĺžené zrná sú sľudy. Čierne, sivé a biele zrná sú väčšinou bahnité alebo menšie zrná kremeňa a živca. Granát sa rozrástol nahradením, premiestnením a zahrnutím minerálnych zŕn okolitej horniny. Mnohé z týchto zŕn môžete vidieť ako inklúzie v granáte. Z tejto fotografie je ľahké pochopiť, prečo je ťažké nájsť čisté granáty v kvalite drahokamov bez inklúzií. Je tiež ťažké pochopiť, ako môže granát za týchto podmienok prerásť v pekné euhedrické kryštály. Fotografia od Jackdann88, ktorá sa tu používa na základe licencie Creative Commons.
Vápnik vápenatý sa zvyčajne tvorí vtedy, keď sa argilárny vápenec mení na mramor kontaktnou metamorfózou pozdĺž okrajov vyvrhnutých intrúzií. Sú to andradit, hruškovitý a uvarovit, mierne mäkší, typicky zelený granát s nižšou špecifickou hmotnosťou. V obchode s drahokammi sú vysoko uznávané dve granáty vápnika; sú to tsavorit (jasne zelený hruškovitý) a demantoid (zlato-zelený andradit).
Granát v Igneous Rocks
Granát sa často vyskytuje ako doplnkový minerál v vyvrelých horninách, ako je napríklad žula. Mnohí ľudia sú oboznámení s almandínovým granátom, pretože je niekedy vnímaný ako tmavo červené kryštály v vyvrelých horninách, ktoré sa používajú ako žulové dosky. Spessartín je pomarančový granát nájdený ako kryštály v žulových pegmatitoch. Pyrope je červený granát, ktorý sa privádza na povrch Zeme v kúskoch peridotitu, ktoré boli roztrhané z plášťa počas hlbokých zdrojov sopečných erupcií. Granát sa tiež nachádza v čadičových lávových prúdoch.
Granát v sedimentárnych skalách a sedimentoch
Granáty sú pomerne odolné minerály. Často sa vyskytujú koncentrované v pôdach a sedimentoch, ktoré sa tvoria pri zvetrávaní a erodovaní hornín nesúcich granáty. Tieto aluviálne granáty sú často cieľom ťažobných operácií, pretože sa dajú ľahko ťažiť a odstraňovať zo sedimentu / pôdy mechanickým spracovaním.
Použitie granátu: Tento graf zobrazuje najbežnejšie priemyselné použitia granátových minerálov. Almandín je odroda granátu, ktorá sa najčastejšie používa v priemysle.
Použitie granátu
Granát sa používa ako drahokam už tisíce rokov. Za posledných 150 rokov sa ako priemyselný nerast vyskytlo mnoho ďalších použití. Nasledujúca tabuľka ukazuje súčasné priemyselné využitie granátu v Spojených štátoch. Granát sa tiež používa ako indikátorový minerál počas prieskumu a geologického prieskumu nerastov.
Brúsny granát: Táto fotografia ukazuje granáty granátu, ktoré boli rozdrvené a triedené podľa veľkosti ako abrazívne, rezacie a filtračné médiá. Používajú sa pri rezaní vodným lúčom, otryskávaní, brúsnom papieri, filtrácii vody a pri mnohých ďalších použitiach. Almandine je najťažší granát a tiež najhojnejší. Je to granát voľby pre väčšinu drsných aplikácií. Foto geologického prieskumu Spojených štátov.
Granát ako priemyselná minerálna látka
Brúsivá s granátom
Prvé priemyselné použitie granátu bolo ako brúsivo. Granát je pomerne tvrdý minerál s tvrdosťou, ktorá sa pohybuje v rozmedzí od 6,5 do 7,5 na Mohsovej stupnici. To umožňuje použitie ako účinný brúsny prostriedok pri mnohých druhoch výroby. Pri rozdrvení sa rozpadá na hranaté kusy, ktoré poskytujú ostré hrany na rezanie a brúsenie. Malé granule jednotnej veľkosti sa lepia na papier, čím sa získa červenkastý brúsny papier, ktorý sa bežne používa v drevárskych prevádzkach. Granát sa tiež drví, preosieva na konkrétne veľkosti a predáva sa ako abrazívne granule a prášky. V Spojených štátoch boli New York a Idaho dôležitými zdrojmi priemyselného granátu pre brúsivá.
Granátový brúsny papier: Drvené granáty granátu sa používajú na výrobu granátového brúsneho papiera. Granát slúži ako vynikajúci brúsny prostriedok, najmä na brúsenie dreva. Rozdrvené granáty granátu sú veľmi ostré a pri použití papiera sa trhliny granúl rozbijú na odhalenie nových ostrých povrchov. Ak vidíte brúsny papier pokrytý červenohnedými granulami, pozrite sa na zadnú stranu a zistite, či ide o granátový papier.
Granátový krištáľ: Almandine, rôzne granáty z údolia River, Ontario, Kanada. Táto vzorka je pekný euhedický kryštál s priemerom približne 2 centimetre (5 centimetrov). Tieto typy kryštálov sú často zvetrané zo sľudy nesenej granátom a sú prenášané prúdmi.
Rezanie vodným lúčomNajväčším priemyselným využitím granátu v Spojených štátoch je rezanie vodným lúčom. Stroj známy ako zariadenie na rezanie vodným lúčom vytvára vysokotlakový prúd vody so strhávanými abrazívnymi granulami. Ak sú nasmerované na kus kovu, keramiky alebo kameňa, môže dôjsť k rezaniu, ktoré produkuje veľmi málo prachu a rezá sa pri nízkej teplote. Rezačky vodným lúčom sa používajú vo výrobe a ťažbe.
Almandínový granát: Almandine, rôzne granáty z černošskej štvrti Lount, Ontário, Kanada. Toto je granulovaná vzorka s priemerom približne 11,4 centimetrov.
Abrazívne otryskanieGranátové granuláty sa používajú aj pri otryskávaní (bežne známe ako „otryskávanie pieskom“). Pri týchto procesoch nástroj poháňa prúd brúsnych granúl (známych tiež ako "médium") na povrch pomocou vysoko stlačenej tekutiny (zvyčajne vzduchu alebo vody) ako hnacej látky. Abrazívne otryskanie sa vykonáva s cieľom vyhladiť, vyčistiť alebo odstrániť oxidačné produkty z kovov, tehál, kameňa a iných materiálov. Zvyčajne je omnoho rýchlejšia ako brúsenie rukou alebo brúsnym strojom. Môže vyčistiť malé a zložité povrchy, ktorým by iné metódy čistenia chýbali. Abrazíva s rôznou tvrdosťou sa môžu použiť na čistenie povrchu s väčšou tvrdosťou bez poškodenia povrchu.
filtráciaGranátové granule sa často používajú ako filtračné médiá. Malé častice granátu sa používajú na naplnenie nádoby, ktorou preteká kvapalina. Pórové priestory granátu sú dostatočne malé na to, aby umožnili priechod kvapaliny, ale sú príliš malé na to, aby umožnili priechod niektorých kontaminujúcich častíc, ktoré sú filtrované z prúdu. Granát je na toto použitie vhodný, pretože je relatívne inertný a má pomerne vysokú špecifickú hmotnosť. Granule granátu, rozdrvené a triedené na veľkosť asi 0,3 milimetra, sa môžu použiť na odfiltrovanie čiastočiek kontaminujúcich látok s priemerom menším ako niekoľko mikrónov. Granáty s vysokou špecifickou hmotnosťou a vysokou tvrdosťou znižujú rozpínanie lôžka a oder častíc pri spätnom preplachovaní.
Granátový peridotit: Granátový peridotit z Alpe Arami neďaleko Bellinzony vo Švajčiarsku. Materiál v tejto hornine pochádza z plášťa Zeme a bol dodávaný na povrch sopečnou trubicou počas hlbokej sopečnej erupcie. Granáty sú červenkasté purpurové zrná v skale. Granáty zvetrané z takýchto rúr často slúžia ako indikátorové minerály pri prieskume sopečných rúr, ktoré by mohli obsahovať diamant. Public domain photo by Woudloper.
Najlepší spôsob, ako sa dozvedieť o mineráloch, je študovať so zbierkou malých vzoriek, s ktorými môžete zaobchádzať, skúmať ich a pozorovať ich vlastnosti. V obchode je k dispozícii lacná kolekcia minerálov.
Granát ako minerál geologického indikátora
Aj keď sa väčšina granátov nájdených na zemskom povrchu vytvorila v kôre, niektoré granáty sa vynárajú z plášťa počas hlbokých zdrojov sopečných erupcií. Tieto výbuchy strhávajú kúsky plášťovej skaly známe ako „xenolity“ a dodávajú ich na povrch v štruktúre známej ako „rúra“. Tieto xenolity sú zdrojom väčšiny diamantov nachádzajúcich sa na alebo blízko zemského povrchu.
Diamantové potrubie: Zjednodušený prierez diamantovej rúrky a zvyškovej usadeniny pôdy ukazujúci vzťahy xenolitov a diamantov s rúrkou a zvyškovou pôdou.
Hoci xenolity obsahujú diamanty, často obsahujú obrovský počet granátov pre každý diamant a tieto granáty sú všeobecne väčšie. Tieto granáty s hlbokým zdrojom sa veľmi líšia od granátov, ktoré sa v malej hĺbke tvoria v kôre. Dobrým spôsobom, ako hľadať diamanty, je hľadať tieto jedinečné granáty. Granáty slúžia ako „indikačné minerály“ pre geológov, ktorí hľadajú ložiská diamantov. Ako počasie xenolitov, ich granáty sú oslobodené vo veľkom počte. Tieto nezvyčajné granáty sa potom posúvajú do pôdy a potokov. Geológovia, ktorí ich nájdu, môžu sledovať granátovú cestu až k zdrojovému ložisku. Niektoré diamantové rúrky v Kanade boli nájdené po granátovej stope produkovanej pohybom ľadu.
Africké granáty: Africké granáty rôznych farieb: oranžový spessartín (Mozambik), žltý Mali (Mali), červený almandín (Madagaskar), zelený tsavorit (Tanzánia) a fialový rodolit (Mozambik). V posledných dvoch desaťročiach sa Afrika stala hlavným zdrojom vynikajúcich krásnych granátov s vynikajúcou farbou a čistotou.
Melanitový granát: Melanit je nepriehľadný čierny granát, ktorý je dnes v šperkoch neobvyklý. Spolu s tryskami, čiernymi chalcedónmi a inými čiernymi drahokamami sa melanit často používal v šperkoch počas viktoriánskej éry. Tieto dve ruže rozrezané melanitové náboje majú priemer asi 9 milimetrov.
Granáty ako drahokamy
Granát sa používa ako drahokam viac ako 5000 rokov. Bol nájdený v šperkoch mnohých egyptských pohrebísk a bol najobľúbenejším drahokamom starovekého Ríma. Je to krásny drahokam, ktorý sa zvyčajne predáva bez akejkoľvek liečby. Je tiež odolný a dostatočne bežný na to, aby sa dal použiť v šperkoch za relatívne nízke náklady.
Granát pokračuje aj dnes ako obľúbený drahokam. Slúži ako kameň mesiaca január a je to tradičný klenot daný pri príležitosti druhého výročia. Väčšina ľudí bude myslieť na červený drahokam, keď začujú názov „granát“, pretože si neuvedomujú, že sa granát vyskytuje v rôznych farbách. Granáty kvality drahokamov sa však vyskytujú vo všetkých farbách - červená je najbežnejšia a modrá granáty sú obzvlášť zriedkavé.
Červený almandín je červený granát, ktorý sa najčastejšie vyskytuje v šperkoch, pretože je hojný a lacný. Pyrope a spessartine sú načervenalé granáty, s ktorými sa bežne stretávame v šperkoch z rovnakého dôvodu. V posledných desaťročiach sa stal populárny zelený demantoidný granát. Má rozptyl 0,057, čo mu dáva „oheň“, ktorý prevyšuje oheň diamantov pri 0,044. Zelený tsavorit má jasnú, bohatú farbu, ktorá sa veľmi podobá smaragdu. To je bežne používané ako alternatívny kameň k smaragd. Obidve tieto zelené granáty sú stále populárnejšie, ale ich cena je omnoho vyššia ako pri almandíne.