Granat (mineral)

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 21. juni 2022; verifikation kræver 1 redigering .
Granatæble

Melanit fra Kasakhstan
Formel R 2+ 3 R 3+ 2 [SiO 4 ] 3
Fysiske egenskaber
Farve rød, lys rød, orange, lilla, grøn, lilla, sort, kamæleoner (i lyset af solen - blålig-grøn, under lyset af en elektrisk lampe - lilla-grøn).
Dash farve hvid
Skinne Glas
Hårdhed 6,5-7,5
Spaltning ufuldkommen
knæk ujævn
Massefylde 3,47-3,83 g/cm³
Krystallografiske egenskaber
Syngony kubik
 Mediefiler på Wikimedia Commons

Granater (fra lat.  granatus  - ligner korn) - en gruppe af mineraler, der repræsenterer blandinger af to isomorfe serier : R 2+ 3 Al 2 (SiO 4 ) 3 og Ca 3 R 3+ 2 (SiO 4 ) 3 . Generel formel: R2 +3R3 + 2[SiO4]3 , hvor R2 + er Mg , Fe  , Mn, Ca; R3 +  - Al, Fe, Cr [1] . Normalt, i snæver forstand, forstås granater kun som gennemsigtige røde sten, almandiner og pyroper (se nedenfor). Deres mørkerøde krystaller ligner korn af frugten fra det "fønikiske æble" - granatæble . Det er formentlig her, navnet på stenen kommer fra. I tidlige tider blev granater ofte omtalt som " láls ", et navn, der kombinerede flere blodrøde ædelstene: rubin , spinel og granat. [2] :316

De vigtigste repræsentanter (mineraler) er en række granater

Ifølge arten af ​​isomorfe substitutioner skelnes der mellem to serier, som er opdelt i serier:

  1. En række pyralspits (magnesium-jern-mangan granater): pyrope , almandine , spessartine .
  2. En serie af ugranditer (calciumgranater), herunder tre serier: grossular - andradit -serien (den mest almindelige), andradit - uvarovite -serien og andradit - shorlomit-serien .

Den anden serie omfatter granater, hvor en del af [SiO 4 ] er erstattet af [OH] 4  - de såkaldte hydrogarneter . Separate navne tildeles granater med 75 mol.% af den tilsvarende komponent. Der er også begrænsede isomorfe substitutioner mellem granater i de to serier.

Historisk oversigt

Allerede i begyndelsen af ​​det 16. århundrede skelnes flere sorter af granater i Rusland, og indtil det 19. århundrede blev de tildelt to hovednavne: "bechet" og "venisa", som de forsøgte at identificere korrekt og adskille fra andre, dyrere sorter af røde gennemsigtige ædelstene. Handelsbogen advarede direkte købmændene: "Køb ikke Bechety for lal . Adelen løber mod farven: den er som bobler i den . Eller her er en anden anbefaling fra den samme "Trading Book" : og vinisa-stenen er rød, og dens farve er flydende . " Her er begge sorter af granat nævnt i modsætning til lal, i de dage blev den røde ædle spinel kaldt ved dette navn , en sten mere sjælden og dyrere end pyropes eller almandiner . [4] :10
Flere gange kommer ordet "venisa" (eller vinisa) nævnt ovenfor fra det forvrængede (russificerede) persiske "benefse", som betyder lilla. Selv Al-Biruni i sin "Mineralogi" bemærkede mere end én gang, at den røde farve på granatæbler ikke er blottet for en violet (lilla) nuance. Under forskellige lysforhold kan farven faktisk variere fra ildrød til næsten lilla.
Hvad angår "becheta" (eller becheta) , går hans navn tilbage til det arabiske navn for almandine granater - "bijazi". På et tidspunkt oversatte middelalderforskeren Albert den Store efter eget skøn det arabiske ord "bijazi" til indlært latin som "granatus" , med andre ord - kornet. Således understregede han det karakteristiske træk ved naturlige granatitter. Deres røde (eller ikke-røde) sammenvoksede krystaller ligner meget ofte saftige granatæbler . [4] :11-12 Den samme "handelsbog" sagde: "... kører en sten, vil hjertet muntre op og tristhed og driver væk i modsætning til tanker, det formerer fornuft og ære ..."

Under det samlende navn "wormy yahont " i Rusland var en række (gennemsigtige) røde sten kendt: blandt dem var en ægte orientalsk rubin og granater af alle striber og stødte på Ceylon hyacint (en brun variant af zirkon , som var kaldet iokinth). Fra det 16. århundrede kom den blodige bøhmiske granat også til Rusland, som ifølge Boethius de Boot, forfatteren til det berømte essay om sten (1609), blev dannet af frosne vanddråber, farvet med blodige dampe. [5] :63-64 Rød ædel spinel under navnet lala var også i stor brug blandt vores forfædre, som ikke blandede denne sten med yahonta.

Lomonosov advarede også om, at røde ædelstene kan fødes i dybet, ikke kun i det varme syd eller ved Det Indiske Oceans kyster , men også i det kolde nordlige Rusland, især i Lomonosovs hjemland. Mindre end hundrede år senere gik hans forudsigelser glimrende i opfyldelse. Allerede i 1805 bemærkede den berømte russiske mineralog Vasily Mikhailovich Severgin , der i sine skrifter beskriver kirsebærene "Kidel venis" (almandingranater), at de (udført af bølgen) meget ofte indsamles af lokale børn langs bredden af ​​Ladoga-søen. . Kolahalvøen er også meget rig på almandiner . Især skriver akademiker Fersman , at han i 1920, i stenbrud ikke langt fra Murmansk, selv tilfældigvis opdagede ret rene, omend lette prøver af almandiner. [5] :70

Egenskaber

Krystallerne er rombisk-dodekaedriske, tetragon-trioktaedriske og en kombination af de to første. Dobbeltbrydende granater udviser komplekse og sektorbestemte twinning med et fælles toppunkt i midten af ​​krystallen, muligvis på grund af indre spændinger.
Båndet er hvidt.
Luster - glasagtig, fedtet, nogle gange diamant.
Gennemsigtighed - uigennemsigtig til gennemsigtig og gennemsigtig.
Hårdhed - 6,5-7,5.
Densitet (i g / cm3): pyrope - 3,57; almandin - 4,30; spessartine, 4,19; brutto, 3,60; andradite - 3,87; uvarovite - 3,83.
Brud - ujævn til conchoidal.
Syngony - kubisk, hexaoktaedrisk type symmetri.
Spaltning - ufuldkommen.

Der er en sammenhæng mellem sammensætningen af ​​granater og dens egenskaber: sammensætningen af ​​granatet kan bestemmes ud fra diagrammerne ud fra vægtfylden , brydningsindekset og længden af ​​kanten af ​​elektroncellen.

En række gennemsigtige granater er klassificeret som halvædelsten (røde pyroper, gule hessonitter, grønne uvarovitter, crimson almandiner osv.). Sjældne granater er kimzeite og goldmandite .
Ægte granater er faste opløsninger hovedsageligt af to mineraler. De navngives som regel efter det dominerende mineral, men nogle gange har de deres egne navne, for eksempel rhodolite  - en blanding af pyrope med almandine eller ferruginous pyrope, ferrospessartine  - en blanding af spessartine med almandine , hessonit  - en blanding af grossular med andradite ; demantoid  - andradit med uvarovite eller krom-bærende andradit. På grund af den samme krystalstruktur og ligheden mellem mange egenskaber karakteriseres alle mineraler i granatgruppen i fællesskab.

Selv i oldtiden blev de pyroelektriske egenskaber af forskellige sorter af granatæbler også bemærket, deres evne, efter at være blevet opvarmet ved friktion (gnidning), til at tiltrække fuglefnug, sugerør eller generelt affald i nærheden. [4] :194-195 Al-Biruni citerer i sit grundlæggende værk "Mineralogi" endda et kærlighedsdigt dedikeret til dette emne:

Øjnene glimter som våde druer.
Venligst: se! Der er ikke behov for andre præmier.
Øjenvipper så tiltrækker hjertet,
Da det ikke tiltrækker et granatæblestrå.

-  (oversat af S. Akhmetov)

Nogle fysiske egenskaber ved granater:

Navn Kemisk formel Brydningsindeks _ Spredning Mohs hårdhed _ Densitet , kg/m3 Enhedscellestørrelse , pm Farve
pyrope Mg 3 Al 2 (SiO 4 ) 3 1,705-1,785 0,027 7-7,5 3600-3860 1114 Rød, lilla, orange
Rhodolit Mg 2 FeAl 2 (SiO 4 ) 3 1.760 0,023 7 3830-3930 1126 lyserød rød
Almandine Fe 3 Al 2 (SiO 4 ) 3 1.770-1.830 0,024 7-7,5 3800-4300 1153 Lilla rød, sort
Spessartine Mn 3 Al 2 (SiO 4 ) 3 1.795-1.815 0,027 7-7,5 4100-4200 1159 Orange, med en rødbrun nuance
Esspesandite Mn 2 FeAl 2 (SiO 4 ) 3 1,810 0,026 7-7,5 4200 1157 Saftig appelsin
Uvarovite Ca 2 Cr 2 (SiO 4 ) 3 1.850-1.870 - 7.5 3520-3780 1205 Smaragd grøn
Grossulær Ca 3 Al 2 (SiO 4 ) 3 1,738-1,745 0,028 7-7,5 3600-3680 1184 Grøn, gullig
Hessonit Ca 2 AlFe (SiO 4 ) 3 1,742-1,748 0,027 7 3500-3750 1194 honning appelsin
Plasolite Ca 3 Al 2 (SiO 4 ) 2 (OH) 4 1,675 - 7 3120 1210 Grøn, grå
Gibshit Ca 3 (Al,Fe) 2 (SiO 4 ) 2 (OH) 4 1,681 - 7.5 3600 - Grøn, grå
leukogarnet Ca 3 Al 2 (SiO 4 ) 3 1.735 0,027 7.5 3530 1184 Farveløs
Andradite Ca 3 Fe 2 (SiO 4 ) 3 1.760 0,027 6,5-7 3700-4100 1204 Rød, brun, gul
Demantoid Ca3 ( Fe ,Cr) 2 ( SiO4 ) 3 1.880-1.890 0,057 6.5 3800-3900 - græsgrøn
Topazolit Ca 3 (Fe, Al) 2 (SiO 4 ) 3 1.840-1.890 0,057 6,5-7 3750-3850 - honninggul
Melanit (Ca,Na) 3 (Fe,Ti) 2 ( SiO4 ) 3 1.860-2.010 - 6,5-7 - - Det sorte

Oprindelse

Granater er udbredte og er især karakteristiske for metamorfe bjergarter - krystallinske skifer og gnejser . I krystallinske skifer er granater (hovedsageligt almandin) klippedannende mineraler (glimmergranat og andre skifer ). Ledsagerne af almandine er glimmer (biotit, phlogopite), disthene , chlorit . Granatets oprindelse er i dette tilfælde metamorfisk. Den anden vigtige type genesis er kontakt (skarn) processen. Kontakter med kalksten er karakteriseret ved grossulære og andradite. I skarns forekommer granat sammen med salit , hedenbergit , vesuvianit , epidot , scheelite , magnetit , jern, kobber, bly og zinksulfider . Granatskarner med scheelite er en vigtig malm for wolfram . Granater er en del af nogle magmatiske bjergarter (pyrope i peridotitter og kimberlitter), granitiske pegmatitter (almandine og spessartine), mange metamorfe bjergarter (grossulære i eklogitter og grossiditter, almandin og rhodolit i gneisser og krystallinske skifer og magnesskarner), andradite), såvel som apoultramafiske hydrotermiske formationer (uvarovite og demantoid). Under forvitring nedbrydes granater, som kemisk resistente mineraler , ikke i lang tid og bliver til placere .

Ansøgninger og indskud

Granater bruges i slibemiddel (granatæbleskind, pulver og slibeskiver) og byggeindustrien (tilsætningsstoffer i cement og keramiske masser), nogle gange som en erstatning for safir og rubin i instrumentfremstilling, i elektronik (som en ferromagnet ). Til industriens behov udvikles metoder til syntese af kunstige analoger af nogle granater [6] med ønskede egenskaber: krystaller til lasere [7] ( Nd:YAG laser ). Til slibeindustrien er hovedsageligt jernholdige granater (hovedsagelig almandin ), sjældnere spessartin og andradit , egnede . Af stor betydning for at bestemme granaters egnethed i industrien er høj hårdhed , evnen til at bryde ind i partikler med skarpe vinklede skær under slibning og vedhæftning til papir- og hørunderlag.

Gennemsigtige og gennemsigtige, smukt farvede granater bruges i smykker. Ædelsten omfatter typisk følgende (i stigende værdirækkefølge): almandin , pyrope , rhodolite , hessonite , grossular , topazolite , demantoid . Velformede krystaller , børster og druser er fremragende samlingsmateriale. De mest populære krystaller er uigennemsigtige og gennemskinnelige almandin , homogene eller zoneinddelte strukturer malet i mørke kirsebær, brun-brune og brunlig-røde farver. Kilden til sådanne krystaller og malme er oftest sillimanit- holdige kvarts - biotitskifer ( Kitel -aflejringer i Karelen, Makzabak på Kola-halvøen, Rusland; Fort Wrangel, USA osv. ) Og i mindre grad muskovit-beryl granitiske pegmatitter (Ukraine, Rusland; Madagaskar; Brasilien).

Sammenvoksninger af krystaller og druser af andradit og hessonit fra aflejringer i kalkholdige skarner (Dashkesan i Aserbajdsjan og Sinerechenskoye-forekomsten af ​​samlingen andradit i Primorye) er karakteriseret ved høj dekorativitet. Smukke sammenvoksninger af almandin findes i krystallinske skifer ved Shueretskoye-forekomsten i Karelen.

Børsterne af små (1-5 mm) skinnende granatkrystaller, hovedsageligt andradit, ser meget imponerende ud. Børster af sjældne og smukt farvede varianter af andradit - grøn demantoid og honninggul topazolit - der dækker væggene af mineraliserede revner i ultramafiske klipper ( Tamvatneyskoye-aflejringen i Chukotka og andre) er af høj værdi. Et relativt sjældent og højt værdsat dekorativt samlingsmateriale er børster af smaragdgrøn uvarovite , som udvikler sig i revner i kromitmalme . Størrelsen af ​​uvarovite krystaller i diameter overstiger normalt ikke 1,0 mm, og børster, der indeholder individer på 3 mm eller mere i størrelse, er unikke. Størstedelen af ​​samlingen af ​​uvarovite-børster udvindes ved Saranovsky-kromitforekomsten i Ural . I udlandet er manifestationer af uvarovite kendt i Finland og Canada .

Kimberlitgranater , der indgår i klippen , kan have en vis samlingsværdi . Disse er hovedsageligt lilla-røde, røde og orangerøde Cr- bærende pyroper af peridotit -paragenese (med knorringit- eller uvarovite-komponent) og orange calcium -bærende pyrope-almandiner af eklogisk paragenese .

De vigtigste er aflejringer forbundet med metamorfe krystallinske skifer, gnejser og amfibolitter (aflejringer af Karelen osv.). Verdens største reserver af granatråmaterialer er forbundet med krystallinske metamorfe bjergarter, der udgør Keivsky-ryggen på Kolahalvøen. Placeraflejringer af granater er normalt små i størrelse og reserver. Kontaktmetasomatiske og magmatiske aflejringer, med sjældne undtagelser, er uden praktisk betydning.

Syntetiske granater

Siden slutningen af ​​1930'erne har det amerikanske firma Bell Telephone udpeget et særskilt aktivitetsområde - afdelingen for forskning og dyrkning af granatæbler. I 1950 re-syntetiserede H.-S. Yoder det grossulære . Christophe Michel-Levy voksede spessartine og grossulære. I 1955, efter mange års omhyggeligt arbejde, syntetiserede mineralogerne L. Kos og H.-S. Yoder endelig pyrope (en velkendt ledsager af diamant) og almandin . Men denne succes var til dels anekdotisk. Til syntesen af ​​kunstige granater var det mest sofistikerede teknologiske udstyr nødvendigt, der var i stand til at skabe et tryk på op til 3 gigapascal ved en temperatur på op til 1300 kelvin . Størrelserne på de modtagne granater var ret anstændige, fra dem var det muligt at skære en smykkeindsats til en ring. Men til kostpris var de ikke engang guld, men snarere platin . Måske ville omkostningerne ved en tur til Indien og tilbage (for at købe en stor natursten på den lokale basar der) være lavere end en syntetisk granat opnået af Bell. Imidlertid var videnskabsmænds indsats ikke forgæves. Vigtigst af alt blev der lagt et stærkt grundlag for fremtidige eksperimenter og forskning på dette område. Arbejdet med at dyrke kunstige krystaller fortsatte.

Tilbage i slutningen af ​​1940'erne gjorde den samme Yoder i samarbejde med M.L. Keith en opdagelse, hvorfra tråden førte i den anden retning. Ved hjælp af kemisk analyse blev yttrium (et sjældent jordmetal, nummer 39 i det periodiske system ) fundet i spessartin fra nogle aflejringer . I krystalgitteret erstattede han en del af manganet , mens en del af siliciumet samtidig blev erstattet af aluminiumatomer . Ikke begrænset til en simpel faktaerklæring, satte Keith og Yoder opgaven med at syntetisere ren yttrium granat ved at fjerne mangan og silicium fra krystallen. Ville dette ikke gøre det muligt at skabe et nyt mineral bestående af aluminium og yttrium? [4] :168 I 1951 dukkede en artikel op i Journal of the American Mineralogical Society, der beskrev egenskaberne af den nye krystal. Dens hårdhed viste sig at være højere end for naturlige granater: 8,5 på Mohs-skalaen (ca. mellem topas og rubin ), brydningsindeks på 1,835 og spredning tæt på diamant (0,032). Den nye syntetiske krystal fik navnet yttrogarnet fra sine forfattere, selvom navnet ikke holdt fast. Indtil nu kaldes det fortsat yttrium aluminium granat (YAG) . Men dens egenskaber vakte meget større begejstring blandt mineralogerne. Eksperimenter begyndte med den kunstige vækst af YAG-krystaller. Med den hydrotermiske metode viste væksten af ​​granatæbler sig at være ekstrem langsom, 0,05 millimeter om dagen. Derefter blev pegmatitprocessen afprøvet. Med det var det muligt hurtigt at opnå tilstrækkeligt store og rene krystaller (op til 5 centimeter), dog tillod nogle fejl i metoden ikke at blive introduceret til masseproduktion. Kun den sidste, magmatiske metode var tilbage. I sidste ende, ved metoden med fejl og forsøg, var det muligt at opnå rene yttrogarnets i industriel skala ved hjælp af den forbedrede Lichtman-Maslennikov-metode. Efter i 1952 at amerikaneren J. Pfann udviklede teorien om processen med zoneoprensning af krystaller dybere (på en praktisk måde), fandt den nye metode den bredeste anvendelse i industriel dyrkning af syntetiske sten (ikke kun granater). [4] :169-171

I Sovjetunionen var det berømte All-Russian Research Institute for Synthesis of Mineral Raw Materials (VNIISIMS), beliggende i byen Aleksandrov , førende inden for udvikling og produktion af kunstige ædelstene . Naturligvis var han også førende inden for produktion af syntetiske granater i alle farver: fra traditionel rig rød og pink til gyldengul, orange og endda grøn, mere lig i farven til smaragder . Det var der, hos VNIISIMS, at en unik teknologi til fremstilling af mørkeblå granat blev udviklet, beskyttet af adskillige USSR-forfattercertifikater. [4] :182 I modsætning til andre syntetiske sten er kunstige granater af høj kvalitet sjældne, i denne kvalitet er de ganske sammenlignelige med naturlige ædelstene: diamant, alexandrit eller demantoid . Dette skyldes til dels de høje omkostninger ved højteknologi til deres produktion, samt omkostningerne til råvarer til produktion. For eksempel indeholder orangerød granat zirconiumsalte , mens mørkeblå granat er farvet med divalente europiumsalte . [4] :183 — Således blev svaret på det berømte spørgsmål stillet af Thomas More for næsten et halvt tusind år siden modtaget næsten direkte:

“... men hvorfor giver en kunstig sten mindre glæde for dine øjne, hvis dine øjne ikke adskiller den fra den rigtige? Helt ærligt, de burde begge have samme værdi for dig."

- Thomas More , " Utopia "

Mytologi og overbevisninger

I gamle kulturer med deres iboende traditioner for mytologisk tænkning, var der folks ideer om, at alle sten fra granatfamilien er bærere af vidunderlige magiske og helbredende kræfter.

Ifølge middelalderens overbevisning, pulveriseret granatæble, når det blev drukket med vand, dulmede mavesmerter og øget kropskraft. Korsfarerne , da de endnu en gang gik for at befri "Den Hellige Grav", satte en ring på med et granatæble, idet de troede, at det beskytter mod farlige sår og snigende forgiftning med gifte. [4] :114

I "Cool Vertograd", dette oversatte håndskrevne monument fra det 17. århundrede, hedder det om et granatæble: "Den, der bærer det i munden med sig, og i den person retter tale og mening til retssager." Der er en lignende bemærkning i den georgiske version af biskop Epiphanius' afhandling: "Hvis nogen begynder at skærpe <ham i vand> på en kværn og derefter drikker dette vand, så vil hans sjæl, vågnet, modtage et ønske om sandhed, og hvis nogen lægger det i munden på ham, så vil han skabe en upartisk og retfærdig domstol.

I disse dage er påstande om granatæbles medicinske egenskaber blevet genstand for talrige husholdningers overtro og kommercielle gimmicks. Når man stifter bekendtskab med argumenterne om granatæblernes magiske og helbredende egenskaber, må man ikke glemme, at de er charlataner i naturen og ikke har noget at gøre med hverken mineralogi eller medicin .

Anfrax ( oldgræsk ανθραξ ), ellers er karbunkel  en ædelsten, der er nævnt i Bibelen [8] . Samlenavnet brugt i antikken til at henvise til alle mørkerøde granater, overvejende almandine og mindre almindeligt pyrope . I øjeblikket bruges ordet lidt på russisk, er et forældet udtryk og tilhører kategorien arkaismer .

En af middelalderens legender om den dyrebare granat blev fortalt i science fiction-romanen The Picture of Dorian Gray af Oscar Wilde . I mange år har Gray samlet en kæmpe samling af ædelstene, mens han forsøger at finde ud af og nedskrive alt, hvad man ved om dem. Det lykkes ham blandt andet at finde ud af, at granatæblet ifølge den store alkymist Pierre de Boniface har magten til at uddrive dæmoner fra en person, og månen bliver bleg af akvamarin .

Noter

  1. ↑ Great Russian Encyclopedia  : [i 35 bind]  / kap. udg. Yu. S. Osipov . - M .  : Great Russian Encyclopedia, 2004-2017.
  2. ↑ M. I. Pylyaev . Ædelstene, deres egenskaber, placering og anvendelse. - den tredje, betydeligt suppleret. - Sankt Petersborg. : A. S. Suvorina , 1896. - 406 s.
  3. ↑ Vladimir Filatov Diamantlignende // Videnskab og liv . - 2017. - Nr. 4. - S. 76-80. — URL: http://www.nkj.ru/archive/articles/31018/ Arkiveret 10. april 2017 på Wayback Machine
  4. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 S. Akhmetov. "Samtaler om gemmologi". - M . : "Ung garde", 1989. - 237 s. — ISBN 5-235-00499-X .
  5. ↑ 1 2 acad. A.E. Fersman , "Stories about Gems", anden udgave. - Moskva: "Videnskab". - 1974, 240 sider.
  6. ↑ Syntetisk granat af Yttrium-aluminium 
  7. ↑ Syntetisk analog af en granat i lasere  (eng.)
  8. ↑ Anfrax // Biblical Encyclopedia of Archimandrite Nicephorus . - M. , 1891-1892.

Litteratur

Links

  Gå til Wikidata-elementet  Ordbøger og encyklopædier
I bibliografiske kataloger