Granat (mineral)

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 21 iunie 2022; verificarea necesită 1 editare .
Rodie

Melanita din Kazahstan
Formulă R2 + 3R3 + 2 [ Si04 ] 3 _
Proprietăți fizice
Culoare roșu, roșu aprins, portocaliu, violet, verde, violet, negru, cameleoni (la lumina soarelui - verde-albăstrui, la lumina unei lămpi electrice - violet-verde).
Culoarea liniuței alb
Strălucire Sticlă
Duritate 6,5—7,5
Clivaj imperfect
îndoire neuniformă
Densitate 3,47-3,83 g/cm³
Proprietăți cristalografice
Singonie cub
 Fișiere media la Wikimedia Commons

Granati (din lat.  granatus  - asemanator boabelor) - un grup de minerale reprezentand amestecuri din doua serii izomorfe : R 2+ 3 Al 2 (SiO 4 ) 3 si Ca 3 R 3+ 2 (SiO 4 ) 3 . Formula generală: R2 + 3R3 + 2 [ Si04 ]3 , unde R2 +  este Mg, Fe, Mn, Ca; R3 +  -Al, Fe, Cr [1] . De obicei, în sens restrâns, granate sunt înțelese doar ca pietre roșii transparente, almandine și piropi (vezi mai jos). Cristalele lor roșu închis seamănă cu boabele din fructele „mărului fenician” - rodie . Probabil de aici provine numele pietrei. În vremurile timpurii, granatul era adesea denumit „ láls ”, un nume care combina mai multe pietre roșii de sânge: rubin , spinel și granat. [2] :316

Principalii reprezentanți (mineralele) sunt o serie de granate

În funcție de natura substituțiilor izomorfe, se disting două serii, care sunt împărțite în serii:

  1. O serie de pyralspits (granate de magneziu-fier-mangan): pyrope , almandine , spessartine .
  2. O serie de ugrandite (granate de calciu), cuprinzând trei serii: seria grossulară - andradită (cea mai comună), seria andradite - uvarovit și seria andradit - shorlomit .

A doua serie include granate în care o parte din [SiO 4 ] este înlocuită cu [OH] 4  - așa-numitele hidrogranate . Denumiri separate sunt atribuite granatelor cu 75 mol.% din componenta corespunzătoare. Există, de asemenea, substituții izomorfe limitate între granatele celor două serii.

Prezentare istorică

Deja la începutul secolului al XVI-lea, în Rusia se distingeau mai multe soiuri de granate, iar până în secolul al XIX-lea li s-au atribuit două nume principale: „bechet” și „venisa”, pe care au încercat să le identifice corect și să le separe de altele, soiuri mai scumpe de pietre roșii transparente. Trade Book ia avertizat direct pe comercianți: „Nu cumpărați Bechety pentru lal . Nobilimea aleargă spre culoare: este ca bulele în ea . Sau iată o altă recomandare din același „Trading Book” : iar piatra de vinisa este roșie, iar culoarea ei este lichidă . ” Aici sunt menționate ambele soiuri de granat spre deosebire de lal, în acele vremuri spinelul nobil roșu era numit cu acest nume , o piatră mai rară și mai scumpă decât piropii sau almandinele . [4] :10
De mai multe ori cuvântul „venisa” (sau vinisa) menționat mai sus provine din persanul distorsionat (rusificat) „benefse”, care înseamnă violet. Chiar și Al-Biruni în „Mineralogia” sa a observat de mai multe ori că culoarea roșie a rodiilor nu este lipsită de o nuanță violetă (liliac). Într-adevăr, în diferite condiții de iluminare, culoarea poate varia de la roșu aprins la aproape violet.
În ceea ce privește „becheta” (sau becheta) , numele său se întoarce la denumirea arabă pentru granate almandine - „bijazi”. La un moment dat, savantul scolastic medieval Albert cel Mare , la propria sa discreție, a tradus cuvântul arab „bijazi” în limba latină învățată ca „granatus” , cu alte cuvinte - granulat. Astfel, el a subliniat trăsătura caracteristică a garnetitelor naturale. Cristalele lor roșii (sau non-roșii) intercrescute seamănă foarte adesea cu rodiile suculente . [4] :11-12 Aceeași „carte de schimb” spunea: „... alergând o piatră, inima se va înveseli și tristețe și alungă spre deosebire de gânduri, înmulțește rațiunea și onoarea...”

Sub numele unificator „ yahont vierme ” în Rusia, erau cunoscute o varietate de pietre roșii (transparente): printre ele se afla un adevărat rubin oriental și granate de toate dungile și au dat peste zambile din Ceylon (o varietate maro de zircon , care a fost numit iokinth). Începând din secolul al XVI-lea, în Rusia a venit și granatul boem sângeros , care, potrivit lui Boethius de Boot, autorul celebrului eseu despre pietre (1609), s-a format din picături de apă înghețată, colorate cu vapori de sânge. [5] : 63-64 Spinelul nobil roșu sub numele de lala era de mare folos și printre strămoșii noștri, care nu amestecau această piatră cu yahonta.

Lomonosov a avertizat, de asemenea, că pietrele roșii se pot naște în adâncuri nu numai în sudul fierbinte sau pe țărmurile Oceanului Indian , ci și în nordul rece al Rusiei, în special în patria lui Lomonosov însuși. La mai puțin de o sută de ani mai târziu, predicțiile lui s-au adeverit în mod strălucit. Deja în 1805, faimosul mineralog rus Vasily Mihailovici Severgin , descriind în scrierile sale cireșele „Kidel venis” (grenade almandine), a remarcat că acestea (realizate de val) sunt foarte des colectate de copiii locali de-a lungul malului lacului Ladoga. . Peninsula Kola este, de asemenea, foarte bogată în almandine . În special, academicianul Fersman scrie că în 1920, în cariere, nu departe de Murmansk, el însuși s-a întâmplat să descopere mostre destul de curate, deși uşoare de almandine. [5] :70

Proprietăți

Cristalele sunt rombic-dodecaedrice, tetragon-trioctaedrice și o combinație a primelor două. Granații birefringenți prezintă îngemănări complexe și sectoriale cu un vârf comun în centrul cristalului, posibil din cauza tensiunilor interne.
Linia este albă.
Lustru - sticlos, gras, uneori diamant.
Transparență - opac până la translucid și transparent.
Duritate - 6,5-7,5.
Densitate (în g/cm3): piropă - 3,57; almandină - 4,30; spessartine, 4,19; grosular, 3,60; andradit - 3,87; uvarovit - 3,83.
Fractură - neuniformă până la concoidală.
Singonie - tip cubic, hexaoctaedric de simetrie.
Decolteu - Imperfect.

Există o relație între compoziția granatelor și proprietățile sale: compoziția granatului poate fi determinată din diagramele de la greutatea specifică , indicele de refracție și lungimea muchiei celulei de electroni.

O serie de granate transparente sunt clasificate ca pietre semiprețioase (piropi roșii, hesonite galbene, uvarovite verzi, almandine purpurie etc.). Granatele rare sunt kimzeitul și goldmanditul .
Granații adevărate sunt soluții solide, în principal, din oricare două minerale. Ele sunt denumite, de regulă, în funcție de mineralul predominant, dar uneori au propriile nume, de exemplu, rodolit  - un amestec de pirope cu almandină sau piropă feruginoasă, ferrospessartine  - un amestec de spessartine cu almandină , hessonit  - un amestec de grossular cu andradit ; demantoid  - andradit cu uvarovit sau andradit purtător de crom. Datorită aceleiași structuri cristaline și asemănării multor proprietăți, toate mineralele din grupul granat sunt caracterizate în comun.

Chiar și în cele mai vechi timpuri, s-au remarcat și proprietățile piroelectrice ale diferitelor soiuri de rodii, capacitatea acestora, după ce au fost încălzite prin frecare (frecare), de a atrage puful de păsări, paiele sau, în general, orice resturi din apropiere. [4] :194-195 Al-Biruni în lucrarea sa fundamentală „Mineralogie” citează chiar o poezie de dragoste dedicată acestui subiect:

Ochii sclipesc ca strugurii umezi.
Te rog: uite! Nu sunt necesare alte premii.
Genele atât de atrag inima,
Ca nu atrage un pai de rodie.

-  (traducere de S. Akhmetov)

Câteva proprietăți fizice ale granatelor:

Nume Formula chimica Indicele de refracție Dispersia duritatea Mohs _ Densitate , kg/m3 Dimensiunea celulei unitare , pm Culoare
piropă Mg3Al2 ( Si04 ) 3 _ _ _ 1.705-1.785 0,027 7-7,5 3600-3860 1114 Roșu, violet, portocaliu
Rodolit Mg2FeAl2 ( Si04 ) 3 _ _ _ 1.760 0,023 7 3830-3930 1126 rosu rozaliu
Almandină Fe3Al2 ( Si04 ) 3 _ _ _ 1.770-1.830 0,024 7-7,5 3800-4300 1153 Roșu violet, negru
Spessartine Mn3Al2 ( Si04 ) 3 _ _ _ 1.795-1.815 0,027 7-7,5 4100-4200 1159 Portocaliu, cu o nuanță maro-roșcată
Esspesandite Mn2FeAl2 ( Si04 ) 3 _ _ _ 1.810 0,026 7-7,5 4200 1157 Portocală suculentă
Uvarovit Ca2Cr2 ( Si04 ) 3 _ _ _ 1.850-1.870 - 7.5 3520-3780 1205 verde smarald
Grossular Ca3Al2 ( Si04 ) 3 _ _ _ 1.738-1.745 0,028 7-7,5 3600-3680 1184 Verde, gălbui
Hessonit Ca2AlFe ( Si04 ) 3 _ 1.742-1.748 0,027 7 3500-3750 1194 portocală cu miere
Plasolit Ca3Al2 ( Si04 ) 2 ( OH ) 4 _ 1.675 - 7 3120 1210 Verde, gri
La naiba Ca3 ( Al,Fe) 2 (Si04 ) 2 (OH ) 4 1.681 - 7.5 3600 - Verde, gri
leucogarnet Ca3Al2 ( Si04 ) 3 _ _ _ 1.735 0,027 7.5 3530 1184 Incolor
Andradită Ca3Fe2 ( Si04 ) 3 _ _ _ 1.760 0,027 6,5-7 3700-4100 1204 Roșu, maro, galben
Demantoid Ca3 ( Fe,Cr) 2 ( Si04 ) 3 1.880-1.890 0,057 6.5 3800-3900 - iarba verde
Topazolit Ca3 ( Fe,Al) 2 ( Si04 ) 3 1.840-1.890 0,057 6,5-7 3750-3850 - galben miere
Melanita (Ca,Na) 3 (Fe,Ti) 2 ( Si04 ) 3 1.860-2.010 - 6,5-7 - - Negrul

Origine

Granatii sunt raspanditi si sunt in special caracteristici rocilor metamorfice - sisturi cristaline si gneisuri . În șisturile cristaline, granatul (în principal almandin) sunt minerale care formează roci (mica-granat și alte șisturi ). Însoțitorii almandinei sunt mica (biotit, flogopit), distenă , clorit . Originea granatului în acest caz este metamorfică. Al doilea tip important de geneză este procesul de contact (skarn). Contactele cu calcarele se caracterizează prin grossulare și andradită. În skarns , granatul apare împreună cu sulfuri de salit , hedenbergit , vezuvianit , epidot , scheelit , magnetit , fier, cupru, plumb și zinc . Skarnurile de granat cu scheelit sunt un minereu important pentru wolfram . Granații fac parte din unele roci magmatice (pirope în peridotite și kimberlite), pegmatite granitice (almandină și spesartine), multe roci metamorfice (grossulare în eclogite și grossidite, almandin și rodoliți în gneisuri și șisturi cristaline), calcaroase și magneziene (scarani groși). andradit), precum și formațiuni hidrotermale apoultramafice (uvarovit și demantoid). În timpul intemperiilor , granatul, ca minerale rezistente chimic , nu se descompune mult timp și se transformă în plaseri .

Cereri și depozite

Granații sunt folosiți în industria abrazive (piei de rodie, pulberi și roți de șlefuit) și în construcții (aditivi în mase de ciment și ceramică), uneori ca înlocuitor pentru safir și rubin în fabricarea instrumentelor, în electronică (ca feromagnet ). Pentru nevoile industriei se dezvoltă metode pentru sinteza analogilor artificiali ai unor granate [6] cu proprietăți dorite: cristale pentru lasere [7] ( laser Nd:YAG ). Pentru industria abrazive sunt potrivite în principal granate feruginoase (în principal almandină ), mai rar spesartina și andradită . De mare importanță pentru determinarea gradului de adecvare a granatelor în industrie sunt duritatea ridicată , capacitatea de a se rupe în particule cu margini de tăiere ascuțite în timpul șlefuirii și aderența la substraturi de hârtie și in.

Transparente și translucide, granate frumos colorate sunt folosite în bijuterii. Pietrele prețioase includ de obicei următoarele (în ordine crescătoare a valorii): almandină , piropă , rodolit , hesonit , grossular , topazolit , demantoid . Cristalele bine formate , pensulele și drusele sunt material de colectare excelent. Cele mai populare cristale sunt almandinei și translucide. , structuri omogene sau zonate vopsite în culori vișiniu închis, maro-maroniu și roșu maroniu. Sursa unor astfel de cristale și minereuri este cel mai adesea șisturi de sillimanit -conținând cuarț - biotit (zăcaminte Kitel din Karelia, Makzabak din Peninsula Kola, Rusia; Fort Wrangel, SUA etc. ) Și, într-o măsură mai mică, pegmatite granitice muscovit-beril (Ucraina, Rusia; Madagascar; Brazilia).

Intercreșterile de cristale și druse de andradit și hesonit din depozitele din skarns calcaroase ( Dashkesan în Azerbaidjan și zăcământul Sinerechenskoye de colecție de andradită din Primorye) sunt caracterizate de un caracter decorativ ridicat. Intercreșteri frumoase de almandină se găsesc în șisturile cristaline la depozitul Shueretskoye din Karelia.

Perii de cristale de granat strălucitoare mici (1-5 mm), în principal andradit, arată foarte impresionant. Perii de soiuri rare și frumos colorate de andradit - demantoid verde și topazolit galben-miere - care acoperă pereții fisurilor mineralizate din rocile ultramafice ( zăcământul Tamvatneyskoye din Chukotka și altele) sunt de mare valoare. Un material decorativ de colecție relativ rar și foarte apreciat sunt perii de uvarovit verde smarald , care se dezvoltă în crăpăturile minereurilor de cromit . Dimensiunea cristalelor de uvarovit în diametru nu depășește de obicei 1,0 mm, iar periile care conțin indivizi de 3 mm sau mai mult sunt unice. Cea mai mare parte a periilor de uvarovit de colecție este extrasă în zăcământul de cromit Saranovsky din Urali . Manifestările în străinătate ale uvarovitei sunt cunoscute în Finlanda și Canada .

Granatele kimberlit incluse în stâncă pot avea o anumită valoare de colectare . Acestea sunt în principal piropi purpuriu-roșu, roșu și portocaliu-roșu care poartă Cr de parageneză peridotită (cu componentă knorringită sau uvarovit) și pirope -almandine purtătoare de calciu portocaliu de parageneză eclogitică .

Cele mai importante sunt depozitele asociate cu șisturi cristaline metamorfice , gneisuri și amfibolite (depozite de Karelia etc.). Cele mai mari rezerve de materii prime de granat din lume sunt asociate cu roci metamorfice cristaline care alcătuiesc creasta Keivsky din Peninsula Kola. Depozitele de granate sunt de obicei mici ca dimensiuni și rezerve. Depozitele de contact-metasomatice și magmatice, cu rare excepții, nu au importanță practică.

Grenade sintetice

De la sfârșitul anilor 1930, compania americană Bell Telephone a evidențiat o zonă separată de activitate - departamentul pentru cercetarea și cultivarea rodiei. În 1950, H.-S. Yoder a resintetizat grossularul . Christophe Michel-Levy a devenit spesartin și grossular. În 1955, după mulți ani de muncă minuțioasă, mineralogiștii L. Kos și H.-S. Yoder au sintetizat în sfârșit cu succes piropa ( un cunoscut însoțitor al diamantului) și almandină . Cu toate acestea, acest succes a fost, în parte, anecdotic. Pentru sinteza granatelor artificiale a fost nevoie de echipamentul tehnologic cel mai sofisticat, capabil să creeze o presiune de până la 3 gigapascali la o temperatură de până la 1300 kelvin . Dimensiunile granatelor primite au fost destul de decente, din ele a fost posibil să tăiați o inserție de bijuterii pentru un inel. Dar la preț, nu erau nici măcar aur, ci mai degrabă platină . Poate că costul unei călătorii în India și înapoi (pentru a cumpăra o piatră naturală mare de la bazarul local de acolo) ar fi mai mic decât un granat sintetic obținut de Bell. Cu toate acestea, eforturile oamenilor de știință nu au fost în zadar. Cel mai important, a fost pusă o bază puternică pentru viitoarele experimente și cercetări în acest domeniu. Lucrările la creșterea cristalelor artificiale au continuat.

Înapoi la sfârșitul anilor 1940, același Yoder, în colaborare cu M.L. Keith, a făcut o descoperire, firul căruia a condus în cealaltă direcție. Cu ajutorul analizei chimice, ytriul (un metal pământos rar, numărul 39 în tabelul periodic ) a fost găsit în spessartina din unele depozite . În rețeaua cristalină, el a înlocuit o parte din mangan , în timp ce o parte din siliciu a fost înlocuită simultan cu atomi de aluminiu . Fără a se limita la o simplă declarație de fapt, Keith și Yoder au stabilit sarcina de a sintetiza granatul de ytriu pur prin îndepărtarea manganului și a siliciului din cristal. Acest lucru nu ar face posibilă crearea unui nou mineral format din aluminiu și ytriu? [4] :168 În 1951, a apărut un articol în Journal of the American Mineralogical Society descriind proprietățile noului cristal. Duritatea sa s-a dovedit a fi mai mare decât cea a granatelor naturale: 8,5 pe scara Mohs (aproximativ între topaz și rubin ), indici de refracție de 1,835 și dispersie apropiată de diamant (0,032). Noul cristal sintetic a primit numele yttrogarnet de la autorii săi, deși numele nu a rămas. Până acum, continuă să se numească granat de ytriu-aluminiu (YAG) . Dar proprietățile sale au stârnit un entuziasm mult mai mare în rândul mineralogiștilor. Au început experimentele privind creșterea artificială a cristalelor YAG. Cu metoda hidrotermală, creșterea rodiei s-a dovedit a fi extrem de lentă, 0,05 milimetri pe zi. Apoi s-a încercat procesul pegmatitei . Cu acesta, a fost posibil să se obțină rapid cristale suficient de mari și pure (până la 5 centimetri), cu toate acestea, unele defecte ale metodei nu au permis introducerea acesteia în producția de masă. A rămas doar ultima metodă , magmatică . În cele din urmă, prin metoda erorilor și încercărilor, a fost posibil să se obțină ytrogranate pure la scară industrială folosind metoda îmbunătățită Lichtman-Maslennikov. După ce în 1952 americanul J. Pfann a dezvoltat mai profund (într-un mod practic) teoria procesului de purificare zonală a cristalelor, noua metodă a găsit cea mai largă aplicație în cultivarea industrială a pietrelor sintetice (nu numai a granatelor). [4] :169-171

În Uniunea Sovietică, faimosul Institut de Cercetare All-Rusian pentru Sinteza Materiilor Prime Minerale (VNIISIMS), situat în orașul Aleksandrov , a fost lider în dezvoltarea și producția de pietre prețioase artificiale . Desigur, el a fost, de asemenea, un lider în producția de granate sintetice de toate culorile: de la tradițional roșu și roz bogat, la galben auriu, portocaliu și chiar verde, mai asemănătoare ca culoare cu smaralde . Acolo, la VNIISIMS, a fost dezvoltată o tehnologie unică de producere a granatelor albastru închis, protejată de mai multe certificate de autor URSS. [4] :182 Spre deosebire de alte pietre sintetice, granate artificiale de înaltă calitate sunt rare, în această calitate sunt destul de comparabile cu pietrele naturale: diamant, alexandrit sau demantoid . Acest lucru se datorează parțial costului ridicat al tehnologiei înalte pentru producția lor, precum și costului materiilor prime pentru producție. De exemplu, granatul portocaliu-roșu conține săruri de zirconiu , în timp ce granatul albastru închis este colorat cu săruri divalente de europiu . [4] :183 — Astfel, răspunsul la celebra întrebare pusă de Thomas More cu aproape jumătate de mie de ani în urmă a fost primit aproape direct:

„... dar de ce o piatră artificială face mai puțină plăcere ochilor tăi, dacă ochii tăi nu o deosebesc de cea reală? Sincer, ar trebui să fie ambele de aceeași valoare pentru tine.”

— Thomas More , „ Utopia ”

Mitologia și credințele

În culturile antice, cu tradițiile lor inerente de gândire mitologică , existau ideile oamenilor că toate pietrele din familia granat sunt purtătoare de minunate puteri magice și vindecătoare.

Conform credințelor medievale, pudra de rodie, atunci când era băută cu apă, calma durerile de stomac și creștea vigoarea corporală. Cruciații , când au mers din nou să elibereze „Sfântul Mormânt”, și-au pus un inel cu o rodie, crezând că protejează de răni periculoase și otrăviri insidioase cu otrăvuri. [4] :114

În „Cool Vertograd”, acest monument tradus de mână din secolul al XVII-lea, se spune despre o rodie: „Cine o poartă cu el în gură, iar în acea persoană îndreaptă vorbirea și sensul către cauzele judiciare”. Există o remarcă similară în versiunea georgiană a tratatului episcopului Epifanie: „Dacă cineva începe să-l ascute pe o râșniță și apoi bea această apă, atunci sufletul său, trezit, va primi dorința de adevăr, iar dacă cineva i-o pune în gură, atunci va crea o instanță imparțială și dreaptă.

În zilele noastre, afirmațiile cu privire la proprietățile medicinale ale rodiei au devenit subiectul a numeroase superstiții casnice și trucuri comerciale. Făcând cunoștință cu argumentele despre proprietățile magice și vindecătoare ale rodiei, nu trebuie să uităm că acestea sunt de natură șarlatan și nu au nimic de-a face nici cu mineralogia , nici cu medicina .

Anfrax ( greaca veche ανθραξ ), altfel carbuncul  este o piatra pretioasa care este mentionata in Biblie [8] . Denumirea colectivă folosită în antichitate pentru a se referi la toți granații roșu închis, predominant almandin și mai rar piropi . În prezent, cuvântul este puțin folosit în rusă, este un termen învechit și aparține categoriei arhaismelor .

Una dintre legendele medievale ale prețiosului granat a fost povestită în romanul științifico-fantastic The Picture of Dorian Gray de Oscar Wilde . De mulți ani, Gray adună o colecție uriașă de pietre prețioase, încercând în același timp să afle și să noteze tot ce se știe despre ele. Printre altele, reușește să afle că rodia, potrivit marelui alchimist Pierre de Boniface, are puterea de a exorciza demonii de la o persoană, iar luna devine palidă de acvamarin .

Note

  1. ↑ Marea Enciclopedie Rusă  : [în 35 de volume]  / cap. ed. Yu. S. Osipov . - M .  : Marea Enciclopedie Rusă, 2004-2017.
  2. ↑ M. I. Pylyaev . Pietrele prețioase, proprietățile lor, locația și utilizarea. - al treilea, suplimentat semnificativ. - Sankt Petersburg. : A. S. Suvorina , 1896. - 406 p.
  3. ↑ Vladimir Filatov Diamond-like // Știință și viață . - 2017. - Nr 4. - S. 76-80. — URL: http://www.nkj.ru/archive/articles/31018/ Arhivat 10 aprilie 2017 la Wayback Machine
  4. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 S. Ahmetov. „Conversații despre gemologie”. - M . : „Tânără gardă”, 1989. - 237 p. — ISBN 5-235-00499-X .
  5. ↑ 1 2 acad. A.E. Fersman , „Povești despre pietre prețioase”, ediția a doua. - Moscova: „Știință”. - 1974, 240 pagini.
  6. ↑ Granat sintetic de ytriu-aluminiu 
  7. ↑ Analog sintetic al unei grenade în lasere  (ing.)
  8. ↑ Anfrax // Enciclopedia biblică a arhimandritului Nicephorus . - M. , 1891-1892.

Literatură

Link -uri

  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii
În cataloagele bibliografice