Granat: ett mineral, en pärla, ett slipmedel, ett filter och mer!

Innehåll

• Vad är Garnet?
• Granat Fysikaliska och kemiska egenskaper
• Hur bildar Garnet?
• Användningar av Garnet
• Granat som ett industriellt mineral
• Granat som en geologisk indikatormineral
• Granater som ädelstenar

Pärlemor: De flesta tycker att granat är en röd ädelsten. Granat förekommer dock i en mängd olika färger. Medurs uppifrån till vänster: röd almandine (Madagaskar), grön tsavorit (Tanzania), gul mali (Mali), orange spessartite (Moçambique), rosa malaya (Tanzania), grön merelani mynta (Tanzania), röd pyrope (Elfenbenskusten), grön demantoid (Namibia), lila rhodolit (Moçambique) och orange hessonit (Sri Lanka). Sju av åtta av granaterna ovan är från Afrika, den relativt nya källan till spektakulära granater.

Vad är Garnet?

Granat är namnet som används för en stor grupp stenbildande mineraler. Dessa mineraler har en gemensam kristallstruktur och en generaliserad kemisk sammansättning av X₃Y₂(SiOa₄)₃. I den kompositionen kan "X" vara Ca, Mg, Fe²⁺ eller Mn²⁺och "Y" kan vara Al, Fe³⁺, Mn³⁺, V³⁺ eller Cr³⁺.

Dessa mineraler finns över hela världen i metamorfa, stollande och sedimentära bergarter. De flesta granat som finns nära jordens ytformer när en sedimentär berg med högt aluminiuminnehåll, som skiffer, utsätts för värme och tryck som är tillräckligt intensiva för att producera schist eller gneis. Granat finns också i klipporna av kontaktmetamorfism, magma-kammare under jord, lavaflöden, vulkanutbrott med djupa källor, och de jordar och sediment som bildas när granatbärande klippor väder ut och eroderas.

De flesta människor förknippar ordet "granat" med en röd ädelsten; de är dock ofta förvånade över att få veta att granat förekommer i många andra färger och har många andra användningsområden. I USA var den största industriella användningen av granat under 2012 vattenstråleskärning (35%), slipande sprängmedel (30%), vattenfiltreringsgranulat (20%) och slippulver (10%).

The Garnet Group: Detta diagram sammanfattar medlemmarna i granatgruppen som är viktigast som ädelstenar. Aluminiumgarneterna är normalt röda i färg med en högre specifik vikt och hårdhet. Kalciumelementen har vanligtvis grön färg och har lägre hårdhet.

Granat Fysikaliska och kemiska egenskaper

De vanligaste mineralerna i granatgruppen inkluderar almandin, pyrope, spessartine, andradite, grossular och uvarovite. De har alla en glasartad glans, en transparent till genomskinlig diafranitet, en spröd hållfasthet och brist på klyvning. De kan hittas som enskilda kristaller, strömslitna småsten, granulära aggregat och massiva händelser. Deras kemiska sammansättning, specifik vikt, hårdhet och färger listas nedan.

Som det ses ovan finns det en mängd olika typer av granat, och var och en har en annan kemisk sammansättning. Det finns också en solid lösningsserie mellan de flesta granatmineraler. Denna stora variation i kemi bestämmer många av deras fysiska egenskaper. Som ett exempel har kalciumgarnéerna i allmänhet en lägre specifik vikt, lägre hårdhet och har vanligtvis grön färg. Däremot har järn- och mangangarneterna en högre specifik tyngdkraft, en större hårdhet och har vanligtvis röd färg.

Almandine granat: Utmärkta kubiska kristaller av almandine granat i en finkornig glimmer från Granatenkogel, Österrike. Exemplar och foto av Arkenstone / www.iRocks.com.

Andradit granat: Grön andradite granat av den demantoida sorten på en matris av marmor. Detta prov är ungefär 8,9 x 6,5 x 4,8 centimeter stort och samlades i Antsiranana-provinsen, Madagaskar. Granater bildade i marmor har ofta utmärkt kristallform och är av mycket hög kvalitet. Exemplar och foto av Arkenstone / www.iRocks.com.

Garnet gneiss: En grovkornig gneis som huvudsakligen består av hornblende (svart), plagioclase (vit) och granat (röd) från Norge. Public domain photo av Woudloper.

Alluvial granatkristaller: Dessa almandine-spessartine granater kommer från en alluvial insättning i Idaho. De har transporterats ett kort avstånd från sitt källberg, och vissa har fortfarande bevis på deras kristallform av Dodekahedralen. De är ungefär fyra till fem millimeter stora och väger cirka 0,6 till 0,8 karat vardera.

Hur bildar Garnet?

Granat i Metamorphic Rocks

De flesta granatformar vid konvergerande plattgränser där skiffer ageras av regional metamorfism. Metamorfismens värme och tryck bryter kemiska bindningar och får mineraler att omkristallisera till strukturer som är stabila under den nya temperatur-tryckmiljön. Granat av aluminium, almandin, bildas vanligtvis i denna miljö.

När dessa stenar är metamorfoserade, börjar granaterna som små korn och förstoras långsamt med tiden när metamorfismen fortskrider. När de växer förskjuter de, ersätter och inkluderar de omgivande bergmaterialen. Bilden nedan visar en mikroskopisk vy av ett granatkorn som har vuxit inom en schematmatris. Det inkluderade ett antal värdbergs mineralskorn när det växte. Detta förklarar varför så många granater som bildas av regional metamorfism är mycket inkluderade.

Granat glimmer i tunn sektion: Detta är en mikroskopisk vy av ett granatkorn som har vuxit i schist. Det stora svarta kornet är granat, de röda långsträckta kornen är glimmerflingor. De svarta, gråa och vita kornen är mestadels silt eller mindre korn av kvarts och fältspat. Granat har vuxit genom att byta ut, förskjuta och inkludera mineralkornen i det omgivande berget. Du kan se många av dessa korn som inneslutningar i granat. Från det här fotot är det lätt att förstå varför rena garner av ädelstenkvalitet utan inneslutningar är mycket svåra att hitta. Det är också svårt att förstå hur granat kan växa till fina euhedrala kristaller under dessa förhållanden. Foto av Jackdann88, används här under en Creative Commons-licens.

Kalciumgarnéer bildas vanligtvis när argillaceous kalksten förändras till marmor genom kontaktmetamorfism längs kanterna på stötande intrång. Dessa är andradite, grossular och uvarovite, de något mjukare, vanligtvis gröna granater med en lägre specifik vikt. Två kalciumgarnéer är mycket uppskattade inom juvelhandeln; de är tsavorite (en ljusgrön grossular) och demantoid (en guldgrön andradite).

Granat i stollar

Granat förekommer ofta som ett tillbehörsmineral i stolliga bergarter som granit. Många känner till almandine granat eftersom det ibland ses som mörkröda kristaller i de stolliga bergarter som används som bänkskivor i granit. Spessartine är en orange granat som finns som kristaller i granitpegmatiter. Pyrope är en röd granat som föras till jordens yta i bitar av peridotit som rivits från manteln under djupa källor vulkanutbrott. Granat finns också i basaltiska lavaflöden.

Granat i sedimentära stenar och sediment

Granater är relativt hållbara mineraler. De hittas ofta koncentrerade i de jordar och sediment som bildas när granatbärande stenar väder ut och eroderas. Dessa alluviale granater är ofta målet för gruvdrift eftersom de är lätta att bryta och ta bort från sedimentet / marken genom mekanisk bearbetning.

Användningar av Granat: Detta diagram visar de vanligaste industriella användningarna av granatmineraler. Almandine är den mängd granat som oftast används inom industrin.

Användningar av Garnet

Granat har använts som en ädelsten i tusentals år. Under de senaste 150 åren har man sett många ytterligare användningsområden som ett industriellt mineral. Diagrammet nedan visar nyligen använt industriellt bruk av granat i USA. Granat används också som ett indikatormineral under mineralutforskning och geologiska bedömningar.

Granat slipmedel: Detta foto visar granat granulat som har krossats och storleksgraderats för användning som slipmedel, skärning och filtermedia. De används i vattenskärning, "sand" -blästring, sandpapper, vattenfiltrering och ett antal andra användningar. Almandine är den hårdaste granat och också den vanligaste. Det är det granat som valts för de flesta slipande applikationer. Foto av USA: s geologiska undersökning.

Granat som ett industriellt mineral

Garnet Abrasives

Den första industriella användningen av granat var som ett slipmedel. Granat är ett relativt hårt mineral med en hårdhet som sträcker sig mellan 6,5 och 7,5 på Mohs Scale. Det gör det möjligt att använda det som ett effektivt slipmedel i många typer av tillverkning. När den krossas bryter den i vinklade bitar som ger skarpa kanter för skärning och slipning. Små granuler med enhetlig storlek är bundna till papper för att producera ett rödaktigt sandpapper som används allmänt i träbearbetningsbutiker. Granat krossas, siktas till specifika storlekar och säljs som slipande granuler och pulver. I USA har New York och Idaho varit viktiga källor för industriellt granat för slipmedel.

Garnet sandpapper: Krossade granatgranulat används för att göra granat sandpapper. Granat fungerar som ett utmärkt slipmedel, särskilt för slipning av trä. De krossade granatkornen är mycket vassa, och när papperet används spricker granulaten för att utsätta nya vassa ytor. Om du ser sandpapper täckt med rödbruna granulat, titta på baksidan för att se om det är granatpapper.

Granatkristall: Almandine, en variation av granat från River Valley, Ontario, Kanada. Detta prov är en fin euhedrisk kristall ungefär 2 centimeter tvärs över. Dessa typer av kristaller väder ut ofta från en granatbärande glimmer och transporteras med strömmar.

Waterjet Cutting

Den största industriella användningen av granat i Förenta staterna är inom vattenstråleskärning. En maskin känd som en vattenstråleskärare producerar en högtryckstråle med vatten med medföljande slipande granuler. När dessa är riktade mot en bit metall, keramik eller sten, kan en skärverkan uppstå som ger mycket lite damm och skär vid låg temperatur. Vattenskärare används för tillverkning och gruvdrift.

Almandine granat: Almandine, en variation av granat från Lount Township, Ontario, Kanada. Detta är ett granulärt prov på ungefär 11,4 centimeter.

Slipblästring

Granat granulat används också vid slipande sprängning (allmänt känt som "sandblästring"). I dessa processer driver ett verktyg en ström av slipande granuler (även känd som "media") mot en yta med användning av en vätska med högt tryck (vanligtvis luft eller vatten) som drivmedel. Abrasiv sprängning görs för att jämna, rengöra eller ta bort oxidationsprodukter från metaller, tegel, sten och andra material. Det är vanligtvis mycket snabbare än slipning för hand eller med en slipmaskin. Det kan rengöra små och intrikata ytor som andra rengöringsmetoder skulle missa. Slipmedel med olika hårdheter kan användas för att rengöra en yta med större hårdhet utan att skada ytan.

Filtrering

Granatgranulat används ofta som filtermedia. Små granatpartiklar används för att fylla en behållare genom vilken en vätska flyter. Granatets porutrymmen är tillräckligt små för att möjliggöra passage av vätskan men är för små för att tillåta passage av vissa förorenande partiklar, som filtreras från flödet. Granat är lämplig för denna användning eftersom den är relativt inert och har en relativt hög specifik vikt. Granat granuler, krossade och graderade till cirka 0,3 millimeter i storlek, kan användas för att filtrera bort förorenande partiklar så små som några mikrometer i diameter. Granater med hög specifik vikt och hög hårdhet minskar sängutvidgningen och partikelsnötning under återflödning.

Granatperidotit: Granatperidotit från Alpe Arami, nära Bellinzona, Schweiz. Materialet i denna berg har sitt ursprung i jordens mantel och levererades till ytan genom ett vulkaniskt rör under ett djupt källa vulkanutbrott. Granaterna är de rödaktiga lila kornen i berget. Granater väderbitna från sådana rör fungerar ofta som indikatormineraler när man undersöker efter vulkanrör som kan innehålla diamant. Public domain photo av Woudloper.

Det bästa sättet att lära sig om mineraler är att studera med en samling små prover som du kan hantera, undersöka och observera deras egenskaper. Billiga mineralkollektioner finns i butiken.

Granat som en geologisk indikatormineral

Även om de flesta granater som finns på jordens yta har bildats i jordskorpan, tas vissa granater upp från manteln under djupa källor vulkanutbrott. Dessa utbrott fångar bitar av mantelberg känd som "xenolit" och levererar dem till ytan i en struktur som kallas "rör". Dessa xenoliter är källan till de flesta diamanter som finns på eller nära jordens yta.

Diamantrör: Förenklat tvärsnitt av ett diamantrör och restjordavlagring som visar förhållandena mellan xenoliter och diamanter med röret och restjord.

Även om xenolit innehåller diamanter, innehåller de ofta ett enormt antal granater för varje diamant, och dessa granater är i allmänhet större i storlek. Dessa djupa källgarneter skiljer sig mycket från granaterna som bildas i jordskorpan på grunt djup. Så ett bra sätt att leta efter diamanter är att leta efter dessa unika granater. Granaterna fungerar som "indikatormineraler" för geologer som undersöker diamantuppsättningar. När xenoliterna väder, frigörs deras granater i stort antal. Dessa ovanliga granater flyttar sig sedan ner i sluttningar i jordar och bäckar. Geologer som hittar dem kan följa granatledet till källan. Några av diamantrören i Kanada hittades genom att följa ett granatspår producerat av rörlig is.

Afrikanska granater: Afrikanska granater i olika färger: orange spessartine (Moçambique), gul mali (Mali), röd almandin (Madagaskar), grön tsavorit (Tanzania) och lila rodolit (Moçambique). Under de senaste två decennierna har Afrika blivit en viktig källa till utmärkta vackra granater med stor färg och tydlighet.

Melanit granat: Melanite är en ogenomskinlig svart granat som är ovanligt att hitta i smycken idag. Tillsammans med jet, svart kalkedon och andra svarta pärlor användes melanit ofta i smycken under viktoriansk tid. Dessa två rosskurna melanitrundor är ungefär 9 millimeter över.

Granater som ädelstenar

Granat har använts som en ädelsten i över 5000 år. Det har hittats i smycken från många egyptiska begravningar och var den mest populära ädelstenen i antika Rom. Det är en vacker pärla som vanligtvis säljs utan behandling av något slag. Det är också hållbart och vanligt nog att det kan användas i smycken till en relativt låg kostnad.

Granat fortsätter som en populär ädelsten idag. Det fungerar som en födelsesten för januari månad och är en traditionell pärla som ges vid ett andra årsdag. De flesta kommer att tänka på en röd ädelsten när de hör namnet "granat" eftersom de inte är medvetna om att granat förekommer i olika färger. Emellertid förekommer granater av ädelstenskvalitet i alla färger - med rött är de vanligaste och blå granater är särskilt sällsynta.

Röd almandin är den röda granat som oftast finns i smycken eftersom den är riklig och billig. Pyrope och spessartine är rödaktiga granater som ofta förekommer i smycken av samma anledning. Under de senaste decennierna har grön demantoid granat blivit populärt. Den har en spridning på 0,057 som ger den en "eld" som överstiger diametern på 0,044. Grön tsavorit har en ljus, rik färg som liknar smaragd. Det används ofta som en alternativ sten till smaragd. Båda dessa gröna granater blir mer populära, men priset är mycket högre än almandin.