Гранат - это название, используемое для большой группы породообразующих минералов. Эти минералы имеют общую кристаллическую структуру и обобщенный химический состав X3Y2(SiO4)3. В этом составе "X "может быть Ca, Mg, Fe2+ или Mn2+, а" Y " может быть Al, Fe3+, Mn3+, V3+ или Cr3+.
Эти минералы встречаются в метаморфических, магматических и осадочных породах. Большее количество гранатов, найденных вблизи поверхности Земли, образуются, когда осадочная порода с высоким содержанием алюминия, например глина, подвергается воздействию тепла и давления, достаточно интенсивного, чтобы образовался сланец или гнейс. Камни также встречается в метаморфических горных породах, подповерхностных магматических камерах, лавовых потоках, глубоководных вулканических извержениях, в почвах и отложениях, образующихся при выветривании и эрозии пород, содержащих гранат.
Большинство людей ассоциируют слово "гранат" с красным драгоценным камнем; однако они часто удивляются, узнав, что он встречается во многих других цветах и имеет много применений. В России основными промышленными видами эксплуатации этого камня в 2018 году были гидроабразивная резка (35%), абразивные взрывные среды (30%), гранулы для фильтрации воды (20%) и абразивные порошки (10%).
Физико-химические свойства граната
Самые распространенные минералы в группе - альмандин, пироп, спессарин, андрадит, гроссуляр и уваровит. Все они имеют стекловидный блеск, среднюю светопропускаемость и насыщенный цвет. Их находят как в виде отдельных кристаллов, истертых потоком гальки так и виде массивных скоплений. Их химический состав, удельный вес, твердость и цвета приведены ниже.
Как можно заметить, разные за разными химическими формулами следуют отличия в физических свойствах. Например, соединения кальция обычно имеют более низкий удельный вес, более низкую твердость и обычно имеют зеленый цвет. Напротив, соединения железа и марганца имеют более высокий удельный вес, большую твердость и обычно имеют красный цвет.
Как Образуется Гранат?
Гранат в метаморфических породах
Большинство образуется на сходящихся границах плит, где на сланец воздействует метаморфизм. Жар и давление метаморфизма «ломают» химические связи и заставляют минералы перекристаллизоваться в новые структуры. В результате такого процесса обычно образуется алюминиевый гранат – альмандин.
По мере того как эти породы подвергаются метаморфизму, гранаты начинают формироваться в виде крошечных зерен и постепенно увеличиваются по мере развития метаморфизма. По мере роста они вытесняют, замещают и включают в себя окружающие горные породы.
Гранаты кальция обычно формируются, когда глинистый известняк под воздействием контактного метаморфизма изменяется в мрамор по краям магматических интрузий. Это андрадиты, гроссуляры и уваровиты, несколько более мягкие, обычно зеленого цвета с более низким удельным весом. Два кальциевых соединения высоко ценятся в торговле драгоценными камнями; это цаворит (ярко-зеленый гроссуляр) и демантоид (золотисто-зеленый андрадит).
Гранат в магматических породах
Гранат часто встречается в качестве вспомогательного минерала в магматических породах, таких как гранит. Многие люди знакомы с альмандиновым гранатом, который иногда попадается ярко-красными включениями в гранитовых столешницах.
Спессарин-это оранжевый гранат, который можно найти в виде кристаллов в гранитных пегматитах. Пироп-это красный гранат, который доставляется на поверхность Земли в кусках перидотита, которые были вырваны из мантии во время извержений вулканов. Этот минерал также встречается в базальтовых лавовых потоках.
Гранат в осадочных породах и отложениях
Гранаты - относительно прочные минералы. Они часто встречаются сосредоточенными в почвах и отложениях, которые образуются при выветривании и эрозии гранатоносных пород. Эти аллювиальные гранаты часто являются объектом горных работ, поскольку их легко добывать и извлекать из осадка/почвы путем механической обработки.
Использование граната
В последние 150 лет человечество придумало множество дополнительных применений для граната в качестве промышленного минерала. Его также используют в качестве индикаторного минерала при разведке полезных ископаемых и геологических оценках.
Гранат как промышленный минерал
Первым было использование граната в качестве абразива. Гранат является относительно твердым минералом с твердостью, которая колеблется между 6,5 и 7,5 по шкале Мооса. Это позволяет ему быть использованным как эффективный абразив. При измельчении он распадается на части, которые обеспечивают острые края для резки и шлифовки. Мелкие гранулы однородного размера приклеиваются к бумаге для получения наждачной бумаги красноватого цвета, которая широко используется в деревообрабатывающих цехах. Гранат также измельчают до определенных размеров и продают в виде абразивных гранул и порошков.
Гидроабразивные резаки необходимы в производстве и добыче полезных ископаемых. Машина известная как водоструйный резец производит высоконапорную струю воды с мелкими абразивными зернами граната. Когда они направлены на кусок металла, керамики или камня, происходит режущее действие, которое производит очень мало пыли и режет при низкой температуре.
Гранулы граната часто используются в качестве фильтрующего материала. Мелкими частицами минерала заполняют контейнер, через который течет жидкость. Гранулы граната, измельченные и рассортированные до размера около 0,3 миллиметра, подходят для фильтрации частиц загрязняющих веществ размером всего несколько микрон в диаметре.
Гранат как геологический индикаторный минерал
Хотя большинство гранатов, найденных на поверхности Земли, сформировались в пределах земной коры, некоторые поднимаются из мантии во время извержений вулканов с глубокими источниками. Эти извержения захватывают куски мантийной породы - " ксенолиты" - и доставляют их на поверхность в структуре, называемой "труба". Вместе с гранатами эти ксенолиты содержат много алмазов. Очень важно, что глубинные гранаты очень отличаются от поверхностных, которые формируются в коре на небольшой глубине - они больше и плотнее. Таким образом, хороший способ поиска алмазов - это поиск этих уникальных гранатов.
Гранат как драгоценный камень
Гранат используется в качестве драгоценного камня уже более 5000 лет. Он был найден в ювелирных изделиях многих египетских захоронений и был самым популярным драгоценным камнем Древнего Рима. Для того времени он обладает крайне полезным свойством - его можно продавать без всякой обработки.
Гранат продолжает оставаться популярным драгоценным камнем и сегодня. Он служит камнем рождения для месяца января и является традиционным драгоценным камнем, подаренным на вторую годовщину. Почти все будут думать о красном драгоценном камне, когда они слышат слово "гранат", потому что они не знают, что эти камни встречаются в каждом цвете - от красного цвета, самого распространенного, до синего, самого редкого.
Альмандин - это красный гранат, который чаще всего встречается в ювелирных изделиях. Пироп и спессарин - это красновато-оранжевые гранаты, которые обычно встречаются в ювелирных изделиях по той же причине. В последние десятилетия набирает популярность зеленый демантоид. Зеленый цаворит имеет яркий, насыщенный цвет, который очень похож на изумруд, и он все чаще задействован в роли альтернативы этому камню.
