Granaatti: mineraali, helmi, hioma-aine, suodatin ja paljon muuta!

Sisältö

• Mikä on granaatti?
• Granaatin fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet
• Kuinka granaatti muodostuu?
• Granaatin käyttö
• Granaatti teollisuusmineraalina
• Granaatti geologisena indikaattorina mineraalina
• Granaatit jalokiviä

Helmikorvaimet: Useimpien mielestä granaatti on punainen jalokivi. Granaattia esiintyy kuitenkin hyvin monenlaisissa väreissä. Myötäpäivään vasemmasta yläkulmasta: punainen almandiini (Madagaskar), vihreä tsavoriitti (Tansania), keltainen mali (Mali), oranssi spesartiitti (Mosambik), vaaleanpunainen malaya (Tansania), vihreä merelani minttu (Tansania), punainen pyrope (Norsunluurannikko), vihreä demantoidi (Namibia), violetti rodoliitti (Mosambik) ja oranssi hessoniitti (Sri Lanka). Seitsemän kahdeksasta yllä olevasta granaatista on peräisin Afrikasta, joka on suhteellisen uusi näyttävien granaattien lähde.

Mikä on granaatti?

Granaatti on nimi, jota käytetään suurelle ryhmälle kiviaineksia muodostavia mineraaleja. Näillä mineraaleilla on yhteinen kiderakenne ja yleinen X: n kemiallinen koostumus₃Y₂(SiO₄)₃. Tässä koostumuksessa "X" voi olla Ca, Mg, Fe²⁺ tai Mn²⁺, ja "Y" voi olla Al, Fe³⁺, Mn³⁺, V³⁺ tai Cr³⁺.

Näitä mineraaleja löytyy kaikkialta maailmasta muodonmuutos-, tien- ja sedimenttikiveissä. Suurin osa maapallon läheisyydessä löydetystä granaatista muodostuu, kun sedimenttikivi, jolla on korkea alumiinipitoisuus, kuten liuske, altistetaan tarpeeksi voimakkaalle kuumuudelle ja paineelle tuottamaan harjan tai gneissin. Granaattia löytyy myös kosketusmetamorfismista kivimuodoista, maanpinnan magmakammioista, laavavirtauksista, syvän lähteen vulkaanipurskeista ja maaperästä ja sedimenteistä, jotka muodostuvat, kun granaatin kantavia kiviä säästä ja eroosio.

Useimmat ihmiset yhdistävät sanan "granaatti" punaiseen jalokiviin; he ovat kuitenkin usein yllättyneitä oppiessaan, että granaatti esiintyy monissa muissa väreissä ja että sillä on monia muita käyttötarkoituksia. Yhdysvalloissa granaatin tärkeimmät teolliset käyttötarkoitukset vuonna 2012 olivat vesisuihkuleikkaus (35%), hiontapuhallusvälineet (30%), vedensuodatinrakeet (20%) ja hiomajauheet (10%).

Granaattiryhmä: Tässä taulukossa on yhteenveto granaattiryhmän jäsenistä, jotka ovat tärkeimpiä jalokiviä. Alumiinigranaatit ovat yleensä punaisia ​​ja niiden ominaispaino ja kovuus ovat suuremmat. Kalsiumosat ovat yleensä vihreitä ja niiden kovuus on alhaisempi.

Granaatin fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet

Granaattiryhmän yleisimmin esiintyviä mineraaleja ovat almandiini, pyrope, spesartiini, andradite, brutto ja uvarovite. Niillä kaikilla on lasimainen kiilto, läpinäkyvä - läpikuultava diafaneiteetti, hauras lujuus ja hajoamisen puute. Niitä voidaan löytää yksittäisinä kiteinä, virtakuluneina kivinä, rakeisina aggregaateina ja massiivisina esiintymisinä. Niiden kemiallinen koostumus, ominaispaino, kovuus ja värit on lueteltu alla.

Kuten yllä nähtiin, on olemassa erilaisia ​​erityyppisiä granaatteja, ja jokaisella on erilainen kemiallinen koostumus. Suurimman osan granaatti mineraalien välillä on myös kiinteitä ratkaisusarjoja. Tämä kemiallisen laaja vaihtelu määrittelee monet niiden fysikaalisista ominaisuuksista. Esimerkiksi kalsiumgranaatteilla on yleensä pienempi ominaispaino, pienempi kovuus ja ne ovat tyypillisesti vihreitä. Sitä vastoin rauta- ja mangaanigranaattien ominaispaino on suurempi, kovuus suurempi ja ne ovat tyypillisesti punaisia.

Almandine-granaatti: Erinomaiset kuutiokuidumaiset almandiinigranaatin kiteet hienorakeisessa kiillekärjessä Granatenkogel Mountainilta, Itävalta. Näyte ja valokuva Arkenstone / www.iRocks.com.

Andradite-granaatti: Demantoid-lajikkeen vihreä andradiittigranaatti marmorimatriisilla. Tämä näyte on kooltaan noin 8,9 x 6,5 x 4,8 senttimetriä ja se on kerätty Antsirananan maakunnassa, Madagaskarilla. Marmorissa muodostetut granaatit ovat usein erinomaisessa kidemuodossa ja erittäin laadukkaita. Näyte ja valokuva Arkenstone / www.iRocks.com.

Granaatti gneiss: Karkeajyväinen gneiss, joka koostuu pääasiassa hornblendestä (musta), plagioklaasista (valkoinen) ja granaatista (punainen) Norjasta. Julkisen kuvan valokuva: Woudloper.

Alluviaaliset granaattikiteet: Nämä almandiini-spessartiinigranaatit ovat peräisin alluiaalisesta esiintymästä Idaholla. Ne on kuljetettu lyhyen matkan päässä lähdekivestä, ja jotkut säilyttävät edelleen todisteita dodekaedrisesta kidemuodostaan. Ne ovat kooltaan noin neljästä viiteen millimetriä ja painavat noin 0,6 - 0,8 karaattia.

Kuinka granaatti muodostuu?

Granaatti metamorfisissa kiveissä

Suurin osa granaatista muodostuu yhtenäisillä levyrajoilla, joissa liuskelevy vaikuttaa alueelliseen metamorfismiin. Metamorfismin lämpö ja paine hajottavat kemialliset siteet ja saavat mineraalit uudelleenkiteytymään rakenteisiin, jotka ovat vakaita uudessa lämpötila-paineympäristössä. Alumiinigranaatti, almandiini, muodostuu yleensä tässä ympäristössä.

Koska nämä kivet muutetaan, granaatit alkavat pieninä jyvinä ja kasvavat hitaasti ajan myötä, kun metamorfismi etenee. Kasvaessaan ne syrjäyttävät, korvaavat ja sisältävät ympäröivät kivimateriaalit. Alla olevassa valokuvassa on mikroskooppinen kuva granaattijyvästä, joka on kasvanut rintamatriisin sisällä. Se sisälsi joukon isäntäkiveä mineraalijyviä kasvaessaan. Tämä selittää, miksi niin monet alueellisen metamorfismin muodostamat granaatit ovat suuresti mukana.

Granaatin kiillekarva ohut osa: Tämä on mikroskooppinen kuva granaattijyvästä, joka on kasvanut harjaan. Suuri musta jyvä on granaatti, punaiset pitkänomaiset jyvät ovat kiillehiutaleita. Mustat, harmaat ja valkoiset jyvät ovat pääosin liete- tai pienempiä kvartsin ja maasälän jyviä. Granaatti on kasvanut korvaamalla, syrjäyttämällä ja sisällyttämällä ympäröivän kiven mineraalijyvät. Voit nähdä monia näistä jyvistä sulkeumina granaatissa. Tästä kuvasta on helppo ymmärtää, miksi puhtaita jalokivilaatuisia granaatteja, joissa ei ole esteitä, on erittäin vaikea löytää. On myös vaikea ymmärtää, kuinka granaatti voi kasvaa mukaviksi euedriksi kiteiksi näissä olosuhteissa. Kuva Jackdann88, käytetty täällä Creative Commons -lisenssillä.

Kalsiumgranaatit muodostuvat tyypillisesti, kun arkaluokoinen kalkkikivi muutetaan marmoriksi koskettamalla metamorfiaa tuhaton tunkeutumisen reunoja pitkin. Näitä ovat andradiitti, jyvä ja uvaroviitti, hieman pehmeämmät, tyypillisesti vihreät granaatit, joiden ominaispaino on alhaisempi. Kaksi kalsiumgranaattia pidetään erittäin arvostettuna jalokivikaupassa; ne ovat tsavoriittia (kirkkaanvihreä rakeinen) ja demantoidi (kullanvihreä andradiitti).

Granaatti tyylikkäissä kallioissa

Granaattia esiintyy usein lisä mineraalina muissa kivissä, kuten graniitissa. Monet ihmiset tuntevat almandiinigranaatin, koska sitä pidetään toisinaan tummanpunaisina kiteinä muinaisissa kiveissä, joita käytetään graniittitasoina. Spessartine on oranssi granaatti, jota löydetään kiteinä graniittipegmatiiteissa. Pyrope on punainen granaatti, joka tuodaan maan pinnalle peridotiitin paloina, jotka revittiin vaipasta syvän lähteen tulivuorenpurkausten aikana. Granaattia on myös basalttilaisissa laavavirtauksissa.

Granaatti sedimenttikiveissä ja sedimenteissä

Granaatit ovat suhteellisen kestäviä mineraaleja. Niitä löytyy usein keskittyneistä maaperästä ja sedimenteistä, jotka muodostuvat, kun granaattia sisältäviä kiviä säästä ja eroosio. Nämä alluviaaliset granaatit ovat usein kaivostoiminnan kohteena, koska niitä on helppo kaivoa ja poistaa sedimentistä / maaperästä mekaanisella käsittelyllä.

Granaatin käyttötavat: Tämä taulukko näyttää granaatti mineraalien yleisimmät teolliset käyttötarkoitukset. Almandiini on granaatti, jota käytetään useimmiten teollisuudessa.

Granaatin käyttö

Granaattia on käytetty jalokiviä tuhansia vuosia. Viimeisen 150 vuoden aikana se on nähnyt monia lisäkäyttöä teollisuusmineraalina. Seuraava kaavio näyttää granaatin viimeaikaisen teollisen käytön Yhdysvalloissa. Granaattia käytetään myös indikaattor mineraalina mineraalien etsinnän ja geologisten arviointien aikana.

Granaatti hioma: Tässä valokuvassa näkyy murskatut ja kokoluokitellut granaattirakeet käytettäväksi hionta-, leikkaus- ja suodatinmateriaalina. Niitä käytetään vesisuihkuleikkauksessa, "hiekan" puhalluksessa, hiekkapaperissa, veden suodatuksessa ja monissa muissa käyttökohteissa. Almandiini on kovin granaatti ja myös runsas. Se on valittu granaatti useimmissa hankaavissa sovelluksissa. Kuva: Yhdysvaltain geologinen tutkimuslaitos.

Granaatti teollisuusmineraalina

Granaatti hioma-aineet

Granaatin ensimmäinen teollinen käyttö oli hioma-ainetta. Granaatti on suhteellisen kova mineraali, jonka kovuus on välillä 6,5 - 7,5 Mohsin asteikolla. Tämän ansiosta sitä voidaan käyttää tehokkaana hioma-aineena monissa valmistusmuodoissa. Murskaamalla se murtuu kulmaisiksi paloiksi, jotka tarjoavat terävät reunat leikkaamiseen ja hiontaan. Pienet, kooltaan yhdenmukaiset rakeet sidotaan paperille punaisen värisen hiekkapaperin tuottamiseksi, jota käytetään laajalti puunjalostusliikkeissä. Granaatti myös murskataan, seulotaan tiettyihin kokoihin ja myydään hankaavina rakeina ja jauheina. Yhdysvalloissa New York ja Idaho ovat olleet tärkeitä hioma-aineiden teollisen granaatin lähteitä.

Granaatti hiekkapaperi: Murskattuja granaattirakeita käytetään granaattihiekkapaperin valmistukseen. Granaatti toimii erinomaisena hioma-aineena erityisesti puun hiontaan. Murskatut granaattirakeet ovat erittäin teräviä, ja kun paperia käytetään, rakeet murtuvat paljastamaan uusia teräviä pintoja. Jos näet hiekkapaperin, joka on päällystetty punertavanruskeilla rakeilla, katso taaksepäin nähdäksesi, onko kyse granaattipaperista.

Granaatti kristalli: Almandine, erilaisia ​​granaatteja River Valley, Ontario, Kanada. Tämä näyte on mukava euedrinen kide, joka on noin 5 tuumaa (5 senttimetriä) poikki. Tämäntyyppiset kiteet ovat usein sääolosuhteissa granaattia sisältävästä kiillekestä ja kuljetetaan purojen avulla.

Vesisuihkun leikkaus

Granaatin suurin teollisuuskäyttö Yhdysvalloissa on vesisuihkuleikkaus. Vesisuihkuleikkurina tunnettu kone tuottaa korkeapainevesisuihkun mukana kuluneilla hiomarakeilla. Kun nämä on suunnattu metalli-, keraami- tai kivipalalle, voi tapahtua leikkaus, joka tuottaa hyvin vähän pölyä ja leikkaa alhaisessa lämpötilassa. Vesisuihkuleikkureita käytetään valmistuksessa ja kaivosteollisuudessa.

Almandine-granaatti: Almandine, erilaisia ​​granaatteja Lount Townshipista, Ontario, Kanada. Tämä on rakeinen näyte, jonka poikkileikkaus on noin 11,4 senttimetriä.

Hiomapuhallus

Granaattirakeita käytetään myös hiomapuhalluksessa (tunnetaan yleisesti nimellä "hiekkapuhallus"). Näissä prosesseissa työkalu ajaa hiomarakeiden virran (tunnetaan myös nimellä "väliaine") pintaa vasten käyttämällä korkeapaineista nestettä (yleensä ilmaa tai vettä) ponneaineena. Hiomapuhallus tehdään metallien, tiilien, kivien ja muiden materiaalien hapettumistuotteiden tasoittamiseksi, puhdistamiseksi tai poistamiseksi. Se on yleensä paljon nopeampaa kuin hionta käsin tai hiomakoneella. Se voi puhdistaa pienet ja monimutkaiset pinnat, jotka muut puhdistusmenetelmät menettävät. Eri kovuusasteisia hioma-aineita voidaan käyttää suuremman kovuuden pinnan puhdistamiseen vahingoittamatta pintaa.

suodatus

Granaattirakeita käytetään usein suodatinaineena. Pieniä granaattihiukkasia käytetään säiliön täyttämiseen, jonka läpi neste virtaa. Granaatin huokoset ovat riittävän pieniä nesteen läpikulun sallimiseksi, mutta ovat liian pieniä joidenkin epäpuhtaushiukkasten, jotka suodatetaan virtauksesta, läpi. Granaatti sopii tähän käyttöön, koska se on suhteellisen inertti ja sillä on suhteellisen korkea ominaispaino. Granaattirakeita, jotka on murskattu ja luokiteltu kooltaan noin 0,3 millimetriä, voidaan käyttää suodattamaan pois epäpuhtauksien hiukkaset, joiden halkaisija on muutama mikroni. Granaatit, korkea ominaispaino ja suuri kovuus vähentävät kerroksen laajenemista ja hiukkasten hankautumista jälkipuhdistuksen aikana.

Granaatin peridotiitti: Granaatin peridotiitti Alpe Aramista, lähellä Bellinzonaa, Sveitsi. Tämän kalliomateriaalin alkuperä oli maapallon vaipasta ja se toimitettiin pintaan tulivuoren putken kautta syvän lähteen tulivuorenpurkauksen aikana. Granaatit ovat punertavan violettijyväisiä kiviä. Tällaisista putkista rapatut granaatit toimivat usein indikaattor mineraalina tutkiessaan vulkaaniputkia, jotka saattavat sisältää timanttia. Julkisen kuvan valokuva: Woudloper.

Paras tapa oppia mineraaleista on opiskella pienten näytteiden kokoelmalla, jota voit käsitellä, tutkia ja tarkkailla niiden ominaisuuksia. Halvat mineraalikokoelmat ovat saatavilla kaupasta.

Granaatti geologisena indikaattorina mineraalina

Vaikka suurin osa maapallon pinnasta löydetyistä granaatista on muodostunut kuoreen, jotkut granaatit nousevat vaipasta syvän lähteen tulivuorenpurkausten aikana. Nämä purkaukset vievät läpi ksenoliteiksi kutsuttuja vaippakivikappaleita ja toimittavat ne pinnalle rakenteessa, jota kutsutaan "putkeeksi". Nämä ksenolit ovat lähde useimmille timanteille, joita löytyy maapallon pinnalta tai sen läheltä.

Timanttiputki: Timanttiputken yksinkertaistettu poikkileikkaus ja maa-ainesmääräinen kerrostuma, joka osoittaa ksenolittien ja timanttien suhteet putkeen ja jäljelle jäävään maaperään.

Vaikka ksenolithit sisältävät timantteja, ne sisältävät usein valtavan määrän granaatteja jokaisesta timantista, ja nämä granaatit ovat yleensä kooltaan suurempia. Nämä syvän lähteen granaatit ovat hyvin erilaisia ​​kuin granaatit, jotka muodostuvat kuoressa matalassa syvyydessä. Joten, hyvä tapa etsiä timantteja on etsiä näitä ainutlaatuisia granaatteja. Granaatit toimivat "indikaattor mineraalina" geologeille, jotka etsivät timanttisaostumia. Ksenolithien säässä heidän granaatteja vapautuu suurina määrin. Nämä epätavalliset granaatit liikkuvat sitten alaspäin maaperässä ja puroissa. Geologit, jotka löytävät ne, voivat seurata granaattipolkua lähteen talletukseen. Jotkut Kanadan timanttiputkista löydettiin seuraamalla granaattipolkua, joka muodostui liikuttamalla jäätä.

Afrikkalaiset granaatit: Erivärisiä afrikkalaisia ​​granaatteja: oranssi spessartiini (Mosambik), keltainen Mali (Mali), punainen almandiini (Madagaskar), vihreä tsavoriitti (Tansania) ja violetti rodoliitti (Mosambik). Kahden viimeisen vuosikymmenen aikana Afrikasta on tullut tärkeä lähde erinomaisille kauniille granaatteille, joissa on värit ja kirkkaus.

Melaniittigranaatti: Melaniitti on läpinäkymätön musta granaatti, jota on epätavallista löytää koruista tänään. Jetin, mustan kalcedonin ja muiden mustien jalokivien ohella melaniittia käytettiin usein koruissa viktoriaanisen aikakauden aikana. Nämä kaksi ruusunleikattua melaniitin kierrosta ovat noin 9 millimetriä poikki.

Granaatit jalokiviä

Granaattia on käytetty jalokivinä yli 5000 vuotta. Sitä on löydetty monien egyptiläisten hautausmaiden koruista ja se oli antiikin Rooman suosituin jalokivi. Se on kaunis helmi, jota yleensä myydään ilman minkäänlaista kohtelua. Se on myös kestävä ja riittävän yleinen, että sitä voidaan käyttää koruissa suhteellisen alhaisin kustannuksin.

Granaatti on edelleen suosittu jalokivi. Se toimii tammikuun syntymäkivenä ja on perinteinen helmi, joka annetaan toisena vuosipäivänä. Useimmat ihmiset ajattelevat punaista jalokiviä kuullessaan nimeä "granaatti", koska he eivät ole tietoisia siitä, että granaatti esiintyy useissa väreissä. Helmilaatuisia granaatteja esiintyy kuitenkin kaikissa väreissä - punainen on yleisin ja sininen granaatit ovat erityisen harvinaisia.

Punainen almandiini on punainen granaatti, jota useimmiten löytyy koruista, koska se on runsas ja edullinen. Pyrope ja spessartine ovat punertavia granaatteja, joita kohdataan koruissa samasta syystä. Viime vuosikymmeninä vihreä demantoidgranaatti on tullut suosituksi. Sen dispersio on 0,057, mikä antaa sille "tulipalon", joka ylittää timanttien määrän 0,044: ssä. Vihreällä tsavoriitilla on kirkas, rikas väri, joka on hyvin samanlainen kuin smaragdi. Sitä käytetään yleisesti vaihtoehtona smaragdin valmistamiseen. Molemmat näistä vihreistä granaatista ovat yhä suositumpia, mutta niiden hinta on paljon korkeampi kuin almandiini.