Granato: un minerale, una gemma, un abrasivo, un filtro e altro!

Contenuto

• Che cos'è il granato?
• Proprietà fisiche e chimiche del granato
• Come si forma il granato?
• Usi di granato
• Granato come minerale industriale
• Granato come minerale indicatore geologico
• Granati come pietre preziose

Granati di gemme: Molte persone pensano che il granato sia una pietra preziosa rossa. Tuttavia, il granato si presenta in un'ampia varietà di colori. In senso orario da in alto a sinistra: almandino rosso (Madagascar), tsavorite verde (Tanzania), giallo mali (Mali), spessartite arancione (Mozambico), malaya rosa (Tanzania), menta verde merelani (Tanzania), piramide rossa (Costa d'Avorio), demantoide verde (Namibia), rodolite viola (Mozambico) e hessonite arancione (Sri Lanka). Sette su otto dei granati di cui sopra provengono dall'Africa, la fonte relativamente nuova di granati spettacolari.

Che cos'è il granato?

Il granato è il nome usato per un folto gruppo di minerali che formano la roccia. Questi minerali condividono una struttura cristallina comune e una composizione chimica generalizzata di X.₃Y₂(SiO₄)₃. In quella composizione, "X" può essere Ca, Mg, Fe²⁺ o Mn²⁺e "Y" può essere Al, Fe³⁺Mn³⁺, V³⁺ o Cr³⁺.

Questi minerali si trovano in tutto il mondo nelle rocce metamorfiche, ignee e sedimentarie. La maggior parte dei granati si trova vicino alle forme della superficie terrestre quando una roccia sedimentaria con un alto contenuto di alluminio, come lo scisto, è soggetta a calore e pressione abbastanza intensi da produrre scisti o beole. Il granato si trova anche nelle rocce del metamorfismo di contatto, nelle camere sotterranee del magma, nei flussi di lava, nelle eruzioni vulcaniche di origine profonda e nei suoli e nei sedimenti formati quando le rocce portanti il ​​granato sono alterate ed erose.

Molte persone associano la parola "granato" a una pietra preziosa rossa; tuttavia, sono spesso sorpresi di apprendere che il granato si presenta in molti altri colori e ha molti altri usi. Negli Stati Uniti, i principali usi industriali del granato nel 2012 sono stati il ​​taglio a getto d'acqua (35%), i mezzi di sabbiatura abrasivi (30%), i granuli di filtrazione dell'acqua (20%) e le polveri abrasive (10%).

Il gruppo granato: Questo grafico riassume i membri del gruppo granato che sono più importanti come pietre preziose. I granati di alluminio sono normalmente di colore rosso con un peso specifico e una durezza più elevati. I membri del calcio sono generalmente di colore verde e hanno una durezza inferiore.

Proprietà fisiche e chimiche del granato

I minerali più comunemente riscontrati nel gruppo del granato includono almandino, pirope, spessartina, andradite, grossolare e uvarovite. Hanno tutti una lucentezza vetrosa, una diafanità da trasparente a traslucido, una tenace fragilità e una mancanza di scissione. Possono essere trovati come singoli cristalli, ciottoli consumati dal flusso, aggregati granulari e eventi enormi. La loro composizione chimica, il peso specifico, la durezza e i colori sono elencati di seguito.

Come visto sopra, ci sono una varietà di diversi tipi di granato e ognuno ha una diversa composizione chimica. Esistono anche solide serie di soluzioni tra la maggior parte dei minerali granati. Questa ampia variazione nella chimica determina molte delle loro proprietà fisiche. Ad esempio, i granati di calcio hanno generalmente un peso specifico inferiore, una durezza inferiore e sono generalmente di colore verde. Al contrario, i granati di ferro e manganese hanno un peso specifico più elevato, una maggiore durezza e sono generalmente di colore rosso.

Granato Almandino: Eccellenti cristalli cubici di granato almandino in uno scisto di mica a grana fine proveniente dal monte Granatenkogel, in Austria. Esemplare e foto di Arkenstone / www.iRocks.com.

Granato andradite: Granato verde andradito della varietà demantoide su una matrice di marmo. Questo esemplare misura circa 8,9 x 6,5 x 4,8 centimetri ed è stato raccolto nella provincia di Antsiranana, in Madagascar. I granati formati dal marmo hanno spesso un'eccellente forma cristallina e sono di altissima qualità. Esemplare e foto di Arkenstone / www.iRocks.com.

Gneiss di granato: Gneiss a grana grossa composto principalmente da hornblende (nero), plagioclasio (bianco) e granato (rosso) dalla Norvegia. Foto di pubblico dominio di Woudloper.

Cristalli granati alluvionali: Questi granati almandino-spessartini provengono da un deposito alluvionale nell'Idaho. Sono stati trasportati a breve distanza dalla roccia di origine e alcuni conservano ancora prove della loro forma di cristallo dodecaedrico. Hanno una dimensione di circa 4-5 millimetri e pesano circa da 0,6 a 0,8 carati ciascuno.

Come si forma il granato?

Granato nelle rocce metamorfiche

La maggior parte delle forme di granato ai confini convergenti delle placche in cui lo scisto è oggetto del metamorfismo regionale. Il calore e la pressione del metamorfismo spezzano i legami chimici e fanno ricristallizzare i minerali in strutture stabili nel nuovo ambiente temperatura-pressione. Il granato di alluminio, almandino, si forma generalmente in questo ambiente.

Man mano che queste rocce vengono metamorfosate, i granati iniziano come piccoli granelli e si allargano lentamente nel tempo man mano che il metamorfismo progredisce. Man mano che crescono, spostano, sostituiscono e includono i materiali rocciosi circostanti. La foto sotto mostra una vista microscopica di un granato che è cresciuto all'interno di una matrice di scisto. Includeva un certo numero di granuli minerali di rocce ospiti mentre cresceva. Questo spiega perché così tanti granati formati dal metamorfismo regionale sono altamente inclusi.

Scisto di mica granato nella sezione sottile: Questa è una visione microscopica di un granato che è cresciuto in scisto. La grana nera grande è il granato, i grani allungati rossi sono scaglie di mica. I grani neri, grigi e bianchi sono per lo più limo o grani di dimensioni più piccole di quarzo e feldspato. Il granato è cresciuto sostituendo, spostando e includendo i grani minerali della roccia circostante. Puoi vedere molti di questi cereali come inclusioni all'interno del granato. Da questa foto è facile capire perché i granati puliti e di qualità gemma senza inclusioni sono molto difficili da trovare. È anche difficile capire come il granato possa trasformarsi in bei cristalli euedrici in queste condizioni. Foto di Jackdann88, utilizzata qui sotto una licenza Creative Commons.

I granati di calcio si formano in genere quando il calcare argilloso viene trasformato in marmo dal metamorfismo di contatto lungo i bordi delle intrusioni ignee. Si tratta di andradite, grossolano e uvarovite, i granati leggermente più morbidi, in genere verdi con un peso specifico inferiore. Due granati di calcio sono molto apprezzati nel commercio delle gemme; sono tsavorite (una grossolana verde brillante) e demantoide (andradite verde-dorata).

Granato in rocce ignee

Il granato si presenta spesso come minerale accessorio in rocce ignee come il granito. Molte persone hanno familiarità con il granato almandino perché a volte viene visto come cristalli rosso scuro nelle rocce ignee utilizzate come ripiani in granito. La spessartina è un granato arancione trovato come cristalli nelle pegmatiti di granito. Pyrope è un granato rosso che viene portato sulla superficie terrestre in pezzi di peridotite che sono stati strappati dal mantello durante eruzioni vulcaniche di origine profonda. Il granato si trova anche nei flussi di lava basaltica.

Granato in rocce sedimentarie e sedimenti

I granati sono minerali relativamente durevoli. Si trovano spesso concentrati nei suoli e nei sedimenti che si formano quando le rocce portanti il ​​granato sono alterate ed erose. Questi granati alluvionali sono spesso oggetto di operazioni di estrazione perché sono facili da estrarre e rimuovere dal sedimento / suolo mediante lavorazione meccanica.

Usi di granato: Questo grafico mostra gli usi industriali più comuni dei minerali di granato. Almandine è la varietà di granato che viene più spesso utilizzata nell'industria.

Usi di granato

Il granato è stato usato come pietra preziosa per migliaia di anni. Negli ultimi 150 anni ha visto molti altri usi come minerale industriale. La tabella seguente mostra i recenti usi industriali del granato negli Stati Uniti. Il granato è anche usato come minerale indicatore durante l'esplorazione dei minerali e le valutazioni geologiche.

Abrasivo al granato: Questa foto mostra granuli di granato che sono stati frantumati e classificati in base alle dimensioni per l'uso come materiale abrasivo, da taglio e filtrante. Sono utilizzati nel taglio a getto d'acqua, nella sabbiatura, nella carta vetrata, nella filtrazione dell'acqua e in molti altri usi. Almandine è il granato più duro e anche il più abbondante. È il granato preferito per la maggior parte delle applicazioni abrasive. Foto dell'indagine geologica degli Stati Uniti.

Granato come minerale industriale

Abrasivi al granato

Il primo uso industriale del granato era come abrasivo. Il granato è un minerale relativamente duro con una durezza che varia tra 6,5 ​​e 7,5 sulla scala Mohs. Ciò consente di utilizzarlo come abrasivo efficace in molti tipi di produzione. Quando schiacciato, si rompe in pezzi angolari che forniscono bordi affilati per il taglio e la levigatura. Piccoli granuli di dimensioni uniformi vengono incollati alla carta per produrre una carta vetrata di colore rossastro che viene ampiamente utilizzata nelle officine del legno. Il granato viene anche frantumato, schermato a dimensioni specifiche e venduto come granuli e polveri abrasivi. Negli Stati Uniti, New York e Idaho sono state importanti fonti di granato industriale per abrasivi.

Carta vetrata granato: I granuli di granato schiacciati vengono utilizzati per produrre carta vetrata granato. Il granato funge da eccellente abrasivo, in particolare per la levigatura del legno. I granuli di granato frantumati sono molto affilati e, man mano che la carta viene utilizzata, i granuli si fratturano per scoprire nuove superfici taglienti. Se vedi carta vetrata ricoperta di granuli marrone rossastro, guarda sul retro per vedere se è carta granata.

Cristallo di granato: Almandine, una varietà di granato di River Valley, Ontario, Canada. Questo esemplare è un bel cristallo euedrico di circa 5 cm di diametro. Questi tipi di cristalli sono spesso esposti all'aria da uno scisto di mica che porta granato e sono trasportati da corsi d'acqua.

Taglio a getto d'acqua

Il più grande uso industriale di granato negli Stati Uniti è nel taglio a getto d'acqua. Una macchina nota come taglierina a getto d'acqua produce un getto d'acqua ad alta pressione con granuli abrasivi trascinati. Quando questi sono diretti su un pezzo di metallo, ceramica o pietra, può verificarsi un'azione di taglio che produce pochissima polvere e tagli a bassa temperatura. Le frese a getto d'acqua sono utilizzate nella produzione e nell'estrazione.

Granato Almandino: Almandine, una varietà di granato di Lount Township, Ontario, Canada. Questo è un campione granulare di circa 11,4 centimetri di diametro.

Sabbiatura

I granuli di granato vengono utilizzati anche nella sabbiatura abrasiva (comunemente nota come "sabbiatura"). In questi processi, uno strumento spinge un flusso di granuli abrasivi (noto anche come "media") contro una superficie utilizzando un fluido altamente pressurizzato (solitamente aria o acqua) come propellente. La sabbiatura abrasiva viene eseguita per levigare, pulire o rimuovere i prodotti di ossidazione da metalli, mattoni, pietre e altri materiali. Di solito è molto più veloce della levigatura a mano o con una levigatrice. Può pulire superfici piccole e complesse che altri metodi di pulizia mancherebbero. Abrasivi di varie durezze possono essere utilizzati per pulire una superficie di maggiore durezza, senza danneggiarla.

Filtrazione

I granuli di granato sono spesso usati come media filtranti. Piccole particelle di granato vengono utilizzate per riempire un contenitore attraverso il quale scorre un liquido. Gli spazi dei pori del granato sono abbastanza piccoli da consentire il passaggio del liquido, ma sono troppo piccoli per consentire il passaggio di alcune particelle contaminanti, che vengono filtrate dal flusso. Il granato è adatto a questo uso perché è relativamente inerte e ha un peso specifico relativamente elevato. I granuli di granato, frantumati e classificati con dimensioni di circa 0,3 millimetri, possono essere utilizzati per filtrare particelle contaminanti piccole fino a pochi micron di diametro. I granati ad alto peso specifico e l'elevata durezza riducono l'espansione del letto e l'abrasione delle particelle durante il risciacquo.

Peridotite di granato: Peridotite di granato dell'Alpe Arami, vicino a Bellinzona, Svizzera. Il materiale di questa roccia ha avuto origine all'interno del mantello terrestre ed è stato consegnato alla superficie attraverso un tubo vulcanico durante un'eruzione vulcanica di origine profonda. I granati sono i grani rossastri viola all'interno della roccia. I granati esposti alle intemperie da tali tubi spesso fungono da indicatori minerali durante l'esplorazione di tubi vulcanici che potrebbero contenere diamanti. Foto di pubblico dominio di Woudloper.

Il modo migliore per conoscere i minerali è studiare con una raccolta di piccoli esemplari che è possibile gestire, esaminare e osservare le loro proprietà. Collezioni di minerali economiche sono disponibili nello Store.

Granato come minerale indicatore geologico

Sebbene la maggior parte dei granati trovati sulla superficie terrestre si sia formata all'interno della crosta, alcuni granati vengono sollevati dal mantello durante eruzioni vulcaniche di origine profonda. Queste eruzioni trascinano pezzi di mantello di roccia noti come "xenoliti" e li trasportano in superficie in una struttura nota come "tubo". Questi xenoliti sono la fonte della maggior parte dei diamanti trovati sulla superficie terrestre o nelle vicinanze.

Tubo diamantato: Sezione trasversale semplificata di un tubo diamantato e un deposito di terreno residuo che mostra le relazioni di xenoliti e diamanti con il tubo e il terreno residuo.

Sebbene gli xenoliti contengano diamanti, spesso contengono un numero enorme di granati per ogni diamante e quei granati sono generalmente di dimensioni maggiori. Questi granati di sorgente profonda sono molto diversi dai granati che si formano nella crosta a profondità ridotta. Quindi, un buon modo per cercare i diamanti è cercare questi granati unici. I granati fungono da "minerali indicatori" per i geologi che esplorano i depositi di diamanti. Con il tempo degli xenoliti, i loro granati vengono liberati in gran numero. Questi insoliti granati si muovono poi verso il basso in terreni e corsi d'acqua. I geologi che li trovano possono seguire la scia di granato fino al deposito di origine. Alcuni dei tubi diamantati in Canada sono stati trovati seguendo una scia granata prodotta dallo spostamento del ghiaccio.

Granati africani: Granati africani di vari colori: arancio spessartine (Mozambico), giallo mali (Mali), rosso almandino (Madagascar), tsavorite verde (Tanzania) e rodolite viola (Mozambico). Negli ultimi due decenni, l'Africa è diventata una delle maggiori fonti di splendidi granati eccellenti con colori e chiarezza eccezionali.

Granato melanite: La melanite è un granato nero opaco che è insolito trovare oggi nei gioielli. Insieme al jet, al calcedonio nero e ad altre gemme nere, la melanite veniva spesso usata in gioielleria durante l'era vittoriana. Questi due colpi di melanite con taglio a rosa hanno un diametro di circa 9 millimetri.

Granati come pietre preziose

Il granato è stato usato come pietra preziosa per oltre 5000 anni. È stato trovato nei gioielli di molte sepolture egiziane ed è stata la gemma più popolare dell'antica Roma. È una bellissima gemma che di solito viene venduta senza trattamento di alcun tipo. È anche abbastanza resistente e abbastanza comune da poter essere utilizzato in gioielleria a un costo relativamente basso.

Il granato continua oggi come una gemma popolare. Serve come pietra natale per il mese di gennaio ed è una gemma tradizionale data in occasione del secondo anniversario. La maggior parte delle persone penserà a una gemma rossa quando sentiranno il nome "granato" perché non sono consapevoli che il granato si presenta in una varietà di colori. Tuttavia, i granati di qualità gemma si presentano in ogni colore - con il rosso è il granato più comune e il blu è particolarmente raro.

Il almandino rosso è il granato rosso che si trova più spesso nei gioielli perché è abbondante e poco costoso. Pyrope e spessartine sono granati rossastri che si trovano comunemente in gioielleria per lo stesso motivo. Negli ultimi decenni, il granato verde demantoide è diventato popolare. Ha una dispersione di 0,057 che gli conferisce un "fuoco" che supera quello dei diamanti a 0,044. La tsavorite verde ha un colore brillante e ricco molto simile allo smeraldo. È comunemente usato come pietra alternativa allo smeraldo. Entrambi questi granati verdi stanno diventando più popolari, ma il loro prezzo è molto più alto di almandine.