Granat: et mineral, en perle, et slibemiddel, et filter og mere!

Indhold

• Hvad er Garnet?
• Granat Fysiske og kemiske egenskaber
• Hvordan dannes granat?
• Brug af Garnet
• Granat som et industrielt mineral
• Granat som en geologisk indikatormineral
• Granater som ædelsten

Gem perler: De fleste mennesker tror, ​​at granat er en rød ædelsten. Granat forekommer imidlertid i en lang række farver. Med uret øverst til venstre: rød almandine (Madagaskar), grøn tsavorit (Tanzania), gul mali (Mali), orange spessartite (Mozambique), pink malaya (Tanzania), grøn merelani mynte (Tanzania), rød pyrope (Elfenbenskysten), grøn demantoid (Namibia), lilla rhodolit (Mozambique) og orange hessonit (Sri Lanka). Syv ud af otte af granaterne ovenfor er fra Afrika, den relativt nye kilde til spektakulære granater.

Hvad er Garnet?

Granat er navnet, der bruges til en stor gruppe stendannende mineraler. Disse mineraler har en fælles krystalstruktur og en generaliseret kemisk sammensætning af X₃Y₂(SiO₄)₃. I denne sammensætning kan "X" være Ca, Mg, Fe²⁺ eller Mn²⁺og "Y" kan være Al, Fe³⁺, Mn³⁺, V³⁺ eller Cr³⁺.

Disse mineraler findes overalt i verden i metamorfe, stødende og sedimentære klipper. De fleste granater, der findes nær jordoverfladen, når en sedimentær sten med et højt aluminiumindhold, såsom skifer, udsættes for varme og tryk, der er intenst til at producere skist eller gneis. Granat findes også i klipperne i kontaktmetamorfisme, magma-kamre under jorden, lavastrømme, vulkanudbrud med dyb kilde, og jordbunden og sedimenterne, der dannes, når granatbærende klipper forvitres og eroderes.

De fleste mennesker forbinder ordet "granat" med en rød ædelsten; de er dog ofte overrasket over at høre, at granat forekommer i mange andre farver og har mange andre anvendelser. I USA var de største industrielle anvendelser af granat i 2012 skæring af vandstråle (35%), slibemiddel (30%), vandfiltreringsgranulat (20%) og slibepulver (10%).

The Garnet Group: Dette diagram opsummerer de medlemmer af granatgruppen, der er mest vigtige som ædelsten. Aluminiumsgarneterne er normalt røde i farve med en højere specifik tyngdekraft og hårdhed. Calciumdelene er normalt grønne og har en lavere hårdhed.

Granat Fysiske og kemiske egenskaber

De mest almindelige mineraler i granatgruppen inkluderer almandin, pyrope, spessartine, andradite, grossular og uvarovite. De har alle en glasagtig glans, en gennemsigtig til gennemskinnelig diafranitet, en sprød holdbarhed og en mangel på spaltning. De kan findes som individuelle krystaller, strømbårne småsten, granulære aggregater og massive forekomster. Deres kemiske sammensætning, specifik tyngdekraft, hårdhed og farver er anført nedenfor.

Som det ses ovenfor, er der en række forskellige typer granat, og hver har en anden kemisk sammensætning. Der er også en solid opløsningsserie mellem de fleste granatmineraler. Denne brede variation i kemi bestemmer mange af deres fysiske egenskaber. Som et eksempel har calciumgarneter generelt en lavere specifik tyngdekraft, en lavere hårdhed og er typisk grøn i farve. I modsætning hertil har jern- og mangangarneterne en højere specifik tyngdekraft, en større hårdhed og har typisk rød farve.

Almandine granat: Fremragende kubiske krystaller af almandine granat i en finkornet glimmer fra Granatenkogel Mountain, Østrig. Eksempel og foto af Arkenstone / www.iRocks.com.

Andradit granat: Grønt andra-granat af den demantoide sort på en matrix af marmor. Dette eksemplar er ca. 8,9 x 6,5 x 4,8 centimeter stort og blev samlet i Antsiranana-provinsen, Madagaskar. Granater dannet i marmor har ofte fremragende krystalform og er af meget høj kvalitet. Eksempel og foto af Arkenstone / www.iRocks.com.

Garnet gneiss: En grovkornet gnejs sammensat hovedsageligt af hornblende (sort), plagioclase (hvid) og granat (rød) fra Norge. Offentligt foto af Woudloper.

Alluviale granatkrystaller: Disse almandine-spessartine granater er fra en alluvial aflejring i Idaho. De er blevet transporteret en kort afstand fra deres kildesten, og nogle bevarer stadig bevis for deres dodekatedral krystalform. De er ca. fire til fem millimeter store og vejer hver 0,6 til 0,8 karat.

Hvordan dannes granat?

Granat i metamorfe klipper

De fleste granatformer ved konvergente pladegrænser, hvor skifer påvirkes af regional metamorfisme. Varmen og trykket ved metamorfisme bryder kemiske bindinger og får mineraler til at omkrystallisere til strukturer, der er stabile under det nye temperatur-trykmiljø. Granat af aluminium, almandin, dannes generelt i dette miljø.

Efterhånden som disse klipper er metamorfoseret, begynder granaterne som små korn og forstørres langsomt efterhånden som metamorfien skrider frem. Når de vokser, fortrænger de, udskifter og inkluderer de omgivende stenmaterialer. Billedet herunder viser et mikroskopisk billede af et granatkorn, der er vokset inden for en skismatrix. Det omfattede en række af værtsgrundens mineralkorn, efterhånden som det voksede. Dette forklarer, hvorfor så mange granater dannet af regional metamorfisme er meget inkluderet.

Granat glimmer skist i tynd sektion: Dette er et mikroskopisk billede af et granatkorn, der er vokset i skist. Det store sorte korn er granat, de røde langstrakte kerner er glimmerflager. De sorte, grå og hvide korn er for det meste silt eller mindre størrelse kerner af kvarts og feltspat. Granat er vokset ved at udskifte, fortrænge og inkludere mineralkornene i den omgivende klippe. Du kan se mange af disse korn som indeslutninger i granat. Fra dette foto er det let at forstå, hvorfor rene granatkvalitetsgarneter uden indeslutninger er meget vanskelige at finde. Det er også svært at forstå, hvordan granat kan vokse til dejlige euhedrale krystaller under disse forhold. Foto af Jackdann88, brugt her under en Creative Commons-licens.

Calciumgarneter dannes typisk, når argillaceret kalksten ændres til marmor ved kontaktmetamorfisme langs kanterne af stødende indtrængen. Disse er andradite, grossular og uvarovite, de lidt blødere, typisk grønne granater med en lavere specifik tyngdekraft. To kalciumgarneter er meget anset inden for perlehandelen; de er tsavorit (en lysegrøn bruttoform) og demantoid (en gylden-grøn andradite).

Granat i stødende klipper

Granat forekommer ofte som et tilbehørsmineral i stødende klipper som granit. Mange mennesker er bekendt med almandine granat, fordi det undertiden ses som mørkerøde krystaller i de stødende klipper, der bruges som granitbordplader. Spessartine er en orange granat fundet som krystaller i granitpegmatitter. Pyrope er en rød granat, der bringes til jordoverfladen i stykker peridotit, der blev revet fra mantelen under vulkanudbrud med dyb kilde. Granat findes også i basaltiske lavastrømme.

Granat i sedimentære klipper og sedimenter

Granater er relativt holdbare mineraler. De findes ofte koncentreret i jorden og sedimenterne, der dannes, når granatbærende klipper forvitres og eroderes. Disse alluviale granater er ofte målet for minedrift, fordi de er lette at udvinde og fjerne fra sedimentet / jorden ved mekanisk forarbejdning.

Brug af Garnet: Dette diagram viser de mest almindelige industrielle anvendelser af granatmineraler. Almandine er den række granat, der oftest bruges i industrien.

Brug af Garnet

Granat har været brugt som en ædelsten i tusinder af år. I de sidste 150 år har det set mange yderligere anvendelser som et industrielt mineral. Diagrammet herunder viser nylige industrielle anvendelser af granat i USA. Granat bruges også som et indikatormineral under mineraludforskning og geologiske vurderinger.

Granat slibemiddel: Dette foto viser granatkorn, der er knust og sorteret i størrelse til brug som slibemiddel, skæring og filtermedie. De bruges til skæring af vandstråler, "sand" sprængning, sandpapir, vandfiltrering og en række andre anvendelser. Almandine er den hårdeste granat og også den mest rigelige. Det er det granat, du vælger til de fleste abrasive applikationer. Foto af USAs geologiske undersøgelse.

Granat som et industrielt mineral

Garnet slibemidler

Den første industrielle anvendelse af granat var som et slibemiddel. Granat er et relativt hårdt mineral med en hårdhed, der spænder mellem 6,5 og 7,5 på Mohs-skalaen. Det gør det muligt at bruge det som et effektivt slibemiddel i mange typer fremstilling. Når det knuses, bryder det i vinkelstykker, der giver skarpe kanter til skæring og slibning. Små granuler af ensartet størrelse er bundet til papir for at fremstille et rødligt sandpapir, der er vidt brugt i træbearbejdningsforretninger. Granat er også knust, screenet til specifikke størrelser og solgt som slibende granuler og pulvere. I USA har New York og Idaho været vigtige kilder til industrielt granat til slibemidler.

Granat sandpapir: Knust granat granulat bruges til at fremstille granat sandpapir. Granat fungerer som et fremragende slibemiddel, især til slibning af træ. De knuste granatkorn er meget skarpe, og når papiret bruges, sprækkes granulatet til at udsætte nye skarpe overflader. Hvis du ser sandpapir dækket med rødbrune granuler, skal du se på bagsiden for at se, om det er granatpapir.

Granat krystal: Almandine, en række granater fra River Valley, Ontario, Canada. Dette eksemplar er en dejlig euhedral krystal ca. 5 centimeter på tværs. Disse typer af krystaller er ofte forvitret ud af en granatbærende glimmer og transporteres med vandløb.

Vandstråleskæring

Den største industrielle anvendelse af granat i USA er inden for skæring af vandstråler. En maskine kendt som en vandstråleskærer producerer en højtryksstråle med vand med medfølgende slibegranulat. Når disse er rettet mod et stykke metal, keramik eller sten, kan der opstå en skærehandling, der producerer meget lidt støv og skærer ved en lav temperatur. Vandstråleskærere bruges til fremstilling og minedrift.

Almandine granat: Almandine, en række granater fra Lount Township, Ontario, Canada. Dette er en granulær prøve ca. 11,4 centimeter på tværs.

Slibende sprængning

Granat granulat bruges også til sandblæsning (almindeligt kendt som "sandblæsning"). I disse processer fremdrager et værktøj en strøm af slibegranulat (også kendt som "medie") mod en overflade ved anvendelse af en højtryksfluid (normalt luft eller vand) som drivmiddel. Slibende sprængning udføres for at glatte, rense eller fjerne oxidationsprodukter fra metaller, mursten, sten og andre materialer. Det er normalt meget hurtigere end slibning i hånden eller med en slibemaskine. Det kan rengøre små og indviklede overflader, som andre rengøringsmetoder ville gå glip af. Slibemidler med forskellige hårdheder kan bruges til at rense en overflade med større hårdhed uden at beskadige overfladen.

Filtrering

Granat granulat bruges ofte som et filtermedie. Små granatpartikler bruges til at fylde en beholder, gennem hvilken en væske strømmer igennem. Granatets poreområder er små nok til at tillade passage af væsken, men er for små til at tillade passage af nogle forurenende partikler, der filtreres fra strømmen. Granat er velegnet til denne brug, fordi den er relativt inert og har en relativt høj specifik tyngdekraft. Granatkorn, knust og sorteret til ca. 0,3 millimeter i størrelse, kan bruges til at filtrere forurenende partikler så små som et par mikrometer i diameter. Granater med høj specifik tyngdekraft og høj hårdhed reducerer sengekspansion og partikelslid under tilbagespyling.

Granatperidotit: Granatperidotit fra Alpe Arami i nærheden af ​​Bellinzona, Schweiz. Materialet i denne klippe stammer fra jordens mantel og blev leveret til overfladen gennem et vulkanisk rør under et dybt kilde vulkanudbrud. Granaterne er de rødligt lilla korn inden i klippen. Granater, der er forvitret fra sådanne rør, fungerer ofte som indikatormineraler, når man undersøger efter vulkanrør, der muligvis indeholder diamant. Offentligt foto af Woudloper.

Den bedste måde at lære om mineraler er at studere med en samling af små prøver, som du kan håndtere, undersøge og observere deres egenskaber. Billig mineralsk samling er tilgængelig i butikken.

Granat som en geologisk indikatormineral

Selvom de fleste af de granater, der findes på jordoverfladen, har dannet sig i skorpen, bringes nogle granater op fra mantelen under vulkanudbrud med dyb kilde. Disse udbrud involverer stykker af mantelsten kendt som "xenolit" og leverer dem til overfladen i en struktur kendt som et "rør." Disse xenolitter er kilden til de fleste diamanter, der findes på eller i nærheden af ​​jordoverfladen.

Diamantpipe: Forenklet tværsnit af et diamantrør og restjordbundning, der viser forholdet mellem xenolit og diamanter med røret og restjord.

Selvom xenolit indeholder diamanter, indeholder de ofte et enormt antal granater til hver diamant, og disse granater er generelt større i størrelse. Disse dybskilde-granater er meget forskellige fra granaterne, der dannes i skorpen i lav dybde. Så en god måde at se på diamanter er at kigge efter disse unikke granater. Granaterne fungerer som "indikatormineraler" til geologer, der undersøger diamantaflejringer. Efterhånden som xenolittene vejr, frigøres deres granater i stort antal. Disse usædvanlige granater bevæger sig derefter nedad i jord og vandløb. Geologer, der finder dem, kan følge granatsporet til kilden. Nogle af diamantrørene i Canada blev fundet ved at følge en granatspor produceret ved at flytte is.

Afrikanske granater: Afrikanske granater i forskellige farver: orange spessartine (Mozambique), gul mali (Mali), rød almandine (Madagaskar), grøn tsavorit (Tanzania) og lilla rhodolit (Mozambique). I de sidste to årtier er Afrika blevet en vigtig kilde til fremragende smukke granater med stor farve og klarhed.

Melanit granat: Melanite er en uigennemsigtig sort granat, der er usædvanligt at finde i smykker i dag. Sammen med jet, sort chalcedon og andre sorte perler blev melanit ofte brugt i smykker i den viktorianske æra. Disse to roseskårne melanitrunder er ca. 9 millimeter på tværs.

Granater som ædelsten

Granat har været brugt som en ædelsten i over 5000 år. Det er fundet i smykker fra mange egyptiske begravelser og var den mest populære ædelsten i det antikke Rom. Det er en smuk perle, der sælges normalt uden behandling af nogen art. Det er også holdbart og almindeligt nok, at det kan bruges i smykker til en relativt lav pris.

Granat fortsætter som en populær ædelsten i dag. Det tjener som en fødesten for januar måned og er en traditionel perle, der blev givet på et andet jubilæum. De fleste mennesker vil tænke på en rød ædelsten, når de hører navnet "granat", fordi de ikke er klar over, at granat forekommer i forskellige farver. Imidlertid forekommer granater af ædelkvalitet i enhver farve - med rød er de mest almindelige og blå granater er specielt sjældne.

Rød almandin er den røde granat, der oftest findes i smykker, fordi det er rigeligt og billigt. Pyrope og spessartine er rødlige granater, der ofte findes i smykker af samme grund. I de seneste årtier er grøn demantoid granat blevet populært. Det har en spredning på 0,057, der giver den en "brand", der overstiger diamantens på 0,044. Grøn tsavorit har en lys, rig farve, der ligner smaragd. Det bruges ofte som en alternativ sten til smaragd. Begge disse grønne granater bliver mere populære, men deres pris er meget højere end almandin.