Гранати

Гранат
Категорија	Минерал
Кемијска формула	X3Y2[СиО4]3
Идентификација
Боја	црвена (Пy); смеђецрвена (Алм); црвеносмеђа до жута (Сп); безобојан, бијела, свијетлозелена (Гро); жута, свијетлозелена, смеђа (Анд); зелена (Ув)
Кристални хабитус	ромпско додекаедријски, комбинација ромпског додекаедра и делтоидског икозитетраедра (уграндити); делтоидско икозитетраедријски (пиралспити)
Кристални сустав	кубични
Калавост	практички ју немају
Лом	шкољкаст до нераван
Мохсова тврдоћа	6,5 (уграндити) – 7,5 (пиралспити)
Сјај	стакласт, понекад дијамантан
Индекс лома	Н = 1,714 (Пy); Н = 1,830 (Алм); Н = 1,800 (Сп); Н = 1,734 (Гро); Н = 1,887 (Анд); Н = 1,870 (Ув)
Огреб	бијел
Густоћа	3,58 (Пy): 4,32 (Алм); 4,19 (Сп); 3,59 (Гро); 3,86 (Анд); 3,72 (Ув)

Гранати су група минерала коју људи искориштавају још од Брончаног доба, као драго камење и као абразив. Данас су гранати широко познати као рођендански камен за мјесец сијечањ. Гранати се најчешће појављују у црвеној боји, али присутни су варијетети у бојама цијелог спектра. Име им долази од латинске ријечи гранатус (зрнаст), вјеројатно као алузија на плод биљке пуница гранатум (нар), који има жарко црвене сјеменке сличног облика, величине и боје као и неки кристали граната.

Шест најчешћих варијетета граната разликују се према свом кемијском саставу. То су пироп, алмандин, спассартит, гроссулар (чији варијетети су хессонит и тсаворит), уваровит и андрадит. Гранати чине двије чврсте серије; 1. пироп-алмандин-спесартит те 2. уваровит-гроссулар-андрадит.

Појављују се у много боја, укључујући црвену, наранчасту, жуту, зелену, плаву, љубичасту, смеђу, црну, а могу бити и безбојни. Најрјеђи је плави гранат, откривен касних 1990-их у Бекилyу, на Мадагаскару. Он мења боју из плавозеленкасте на дањем светлу до тамнољубичасте при светлости свеће (лампе), а то је резултат релативно високог удијела ванадија (око 1% V₂О₃). I неки други варијетети граната мењају боју. На дањем светлу њихов распон боја варира од зелене, беж, смеђе, сиве до плаве, али при светлости лампе видимо их у црвенкастим до љубичастим/розе нијансама. Због те особине мењања боја, овакве гранате често мењамо с александритом.

Што се пропуштања светлости тиче, гранати могу да буду прозирни до посве непрозирни (опáки), а сви они се користе у индустријске сврхе (тј. добивају се и синтетички). Сјај им је стакласт до смоласт.

Гранати су незосиликати с опћенитом формулом X₃Y₂(СиО₄)₃. X је двовалентни катјон (Ца, Мг, Фе²⁺), а Y тровалентни катјон (Ал, Фе³⁺, Цр). Кемијски елементи у гранатима укључују калциј, магнезиј, алуминиј, двовалентно и тровалентно жељезо, кром, манган и титаниј. Кристали су најчешће у облику ромпског додекаедра, делтоидског икозитетраедра, те у комбинацијама тих двију форми. Кристализирају у кубичном суставу, што значи да имау све три оси једнаке дужине и све три оси међусобно окомите. Немају калавост па када се ломе под притиском, настају неравни, оштри комадићи.

Због кемијског састава граната који варира, варира такођер и јачина атомских веза унутар варијетета, па су неки гранати тврђи, а неки мекши. Као резултат тога, ови минерали према Мохсовој скали показују распон тврдоће од око 6.5 до 7.5. Тврђи варијетети, као алмандит (алмандин) често се користе у абразивне сврхе.

• Алмандин: Фе₃Ал₂(СиО₄)₃
• Пироп: Мг₃Ал₂(СиО₄)₃
• Спессартин: Мн₃Ал₂(СиО₄)₃

Алмандин (или алмандит) је модеран драги камен. Име је добио по Алабанди, регији у Малој Азији, гдје се камење вадило још у античка времена. Кемијски, алмандин је жељезно-алуминијски гранат, с формулом Фе₃Ал₂(СиО₄)₃; тамноцрвени прозирни камен често називамо и драгим те га користимо за накит (најчешћи драги камен међу гранатима). Алмандин се појављује у метаморфним стијенама као што су тињци, заједно с минералима стауролита, кијанита, андалузита и других. Алмандин је још познат и као оријентални гранат те алмандински рубин.

Добио је име према латинској ријечи пyропос, што значи ватра. То је жаркоцрвени минерал, а по кемијском саставу је магнезијско-алуминијски силикат с формулом Мг₃Ал₂(СиО₄)₃, иако магнезиј може бити дијелом замијењен калцијем или двовалентним жељезом. Боја пиропа варира од тамноцрвене до готово црне. Прозирни варијетети користе се као драго камење за накит.

Варијетет пиропа из Мацон Цоунтyа, Сјеверна Каролина, љубичасто-црвенкасте је нијансе и назван је родолит, према грчкој ријечи за ружу. Према кемијском саставу то је изоморфна мјешавина пиропа и алмандина, гдје је однос пиропа и алмандина 2:1. Пироп је још познат као Аризона рубин, Цалифорниа рубин, Роцкy Моунтаин рубин, Цапе рубин те Бохемиан гранат у Чешкој.

Плави варијетет граната с Мадагаскара је заправо мјешавина пиропа и спессартина. Боја им није плава попут сафира него више вуче на сивкастоплаву и зеленкасто плаву, какву можемо срести код спинела, али под свјетлошћу бијеле ЛЕД лампе боја је једнака сафирнопавој. То је могуће због способности плавих граната да апсорбирају жуту компоненту из емитираног бијелог свјетла.

Пироп је индикатор високотлачних увијета настанка стијена. Гранати које налазимо у плашту, перидотитима и еклогитима често садрже пироп.

Спессартин или спессартит је манганско-алуминијски гранат, формуле Мн₃Ал₂(СиО₄)₃. Име је добио по Спессарту у Баварији. Појављује се најчешће у гранитним пегматитима те сличним стијенама, са ниским удијелом метаморфних филита. Прекрасни наранчасто-жути спессартини нађени су на Мадагаскару (мандарински гранат). Љубичасто-црвени спессартини нађени су у риолитима у Цолораду и Маини.

• Андрадит: Ца₃Фе₂(СиО₄)₃
• Гроссулар: Ца₃Ал₂(СиО₄)₃
• Уваровит: Ца₃Цр₂(СиО₄)₃

Андрадит је калцијско-жељезовити гранат, формуле Ца₃Фе₂(СиО₄)₃ (иако кемијски састав варира), а може доћи у црвеној, жутој, смеђој, зеленој или црној боји. Препознатљиве подваријанте су топазолит (жут или зелен), демантоид (зелен) и мелантит (црн). Андрадит налазимо и у дубоким магматским стијенама (као што је нпр. сијенит) и у серпентинима, шкриљавцима те кристалинском вапненцу. Демантоид се понекад зове и "смарагд с Урала", јер га проналазимо тамо, а такођер је један од најскупоцјенијих варијетета граната. Топазолит је златножути варијетет, а меланит црн.

Гроссулар је калцијско-алуминијски гранат с формулом Ца₃Ал₂(СиО₄)₃, иако калциј понекад може дјеломично бити замијењен двовалентним жељезом, а алуминиј тровалентним жељезом. Име је добио по ботаничком имену за огрозд, гроссулариа, као алузију на зелену боју гроссулара којег проналазимо у Сибиру. Остале нијансе укључују смеђу попут цимета, црвену и жуту боју. Због своје тврдоће која је мања од тврдоће циркона, на којег личе жути кристали грсулара, зову га још и хессонит, према грчкој ријечи за "подређен". Гроссулар налазимо на контакту метаморфних вапненаца и везувијанита, диопсида, wолластонита и wернерита.

Један од најтраженијих варијетета драгих граната јест зелени гроссулар из Кеније и Танзаније, назван тсаворит. Овај гранат је откривен 1960-их у кенијској Тсаво регији, према којој је драги камен и добио име.

Уваровит је калцијско-кромски гранат с формулом Ца₃Цр₂(СиО₄)₃. Ово је прилично риједак гранат, жарко зелене боје, а обично га налазимо у облику малих кристала у кромиту и перидотитима, серпентиниту те кимберлитима. Нађен је и у мраморима те у шкриљавцима на Уралу те Оутокумпуу, у Финској.

• Калциј на мјесту X-катјона
  • Голдманит: Ца₃V₂(СиО₄)₃
  • Кимзеyит: Ца₃(Зр,Ти)₂[(Си,Ал,Фе³⁺)О₄]₃
  • Моримотоит: Ца₃Ти⁴⁺Фе²⁺(СиО₄)₃
  • Сцхорломит: Ца₃(Ти⁴⁺,Фе³⁺)₂[(Си,Ти)О₄]₃
• Хидроксиди с калцијем на мјесту X-катјона
  • Хидрогроссулар: Ца₃Ал₂(СиО₄)_3-x(ОХ)_4x
    • Хибсцхит: Ца₃Ал₂(СиО₄)_3-x(ОХ)_4x (гдје је x између 0.2 и 1.5)
    • Катоит: Ца₃Ал₂(СиО₄)_3-x(ОХ)_4x (гдје је x већи од 1.5)
• Магнезиј или манган на мјесту X-катјона
  • Кноррингит: Мг₃Цр₂(СиО₄)₃
  • Мајорит: Мг₃(Фе,Ал,Си)₂(СиО₄)₃
  • Цалдерит: Мн₃Фе³⁺₂(СиО₄)₃

Кноррингит је магнезијско-кромски гранат с формулом Мг₃Цр₂(СиО₄)₃. Чисти кнорригнит се никада не појављује у природи. Гранати с високим удјелом кноррингита могу се појавити само под врло високим тлаком. Кноррингит је заправо пироп с врло високим удјелом крома и често га се налази у кимберлитима. Користи се као минерал индикатор у потрази за дијамантима.

У итријско-жељезовитом гранату (YИГ), Y₃Фе₂(ФеО₄)₃, пет жељезо(III) иона окупирају два октаедарске и три тетраедарске странице, с итриј(III) ионима координираним с осам кисикових иона у неправилној коцки. Иони жељеза на двије стране у координацији имају различит спин, што резултира магнетичним понашањем. Замјеном специфичних дијелова с, нпр. елементима ријетких земаља, могу се добити занимљива својства минерала. Један примјер за то је гадолинијско-галијски гранат, Гд₃Га₂(ГаО₄)₃, који се синтетизира за употребу меморије с магнетским мјехурићима.

Итријско-алуминијски гранат (YАГ), Y₃Ал₂(АлО₄)₃, користи се као синтетички драги камен. Када му се дода неодимиј (Нд³⁺), овај YАл-гранат се користи као медиј у ласерима.

Чисти кристали граната користе се као драго камење. Гранатни пијесак добар је абразив, а често дође и као замјена за силиконски пијесак при пјескарењу. Помијешани с водом под врло високим притиском, гранати се користе за резање челика и других материјала воденим млазом.

Гранати су кључни минерали у интерпретацији генезе многих магматских и метаморфних стијена. Измјена елемената је релативно спора у гранатима, успоређујући их с другим минералима, па су они релативно отпорни на алтерације (замјене елемената у кемијском саставу). Дакле, гранати често очувају зоналност која нам користи у интерпретацији температурних обиљежја у повијести стијене у којој су расли. Гранатна зрна која недостају у композицијској зоналности обично значе да су била хомогенизирана дифузијом, а коначна хомогенизација такођер имплицира на температурно-временска обиљежја петролошке прошлости.

Гранати су такођер корисни при дефинирању метаморфних фацијеса стијена. На примјер, еклогит може бити дефиниран као стијена из базалтне серије, али већином се састоји од граната и омфацита. Пиропом богати гранати су ограничени на релативно високотлачне метаморфне стијене, као што су оне у дубљој Земљиној кори те у плашту. Перидотити могу садржавати плагиокласе или алуминијем богате спинеле, или пак пиропом богате гранате, а присутност било којег од ова три минерала даје нам податке о температури и тлаку при којима би ти минерали могли коегзистирати с оливинима и пироксенима: та три минерала појављују се тим редом при повећању тлака ради стабилности скупине перидотитних минерала. Дакле, гранатни перидотити настају у дубокој унутрашњости Земље. Ксенолити из гранатних перидотита вађени су с дубине веће од 100 км, а гранати из таквих ксенолита користе се као индикатори за кимберлите, стијене у којима налазимо дијаманте. На дубинама од око 300 до 400 км пироксенска компонента се разграђује у гранате, тако што се замјењују (Мг,Фе) и Си с 2Ал у октаедрима (Y) гранатне структуре, стварајући неуобичајено силицијем богати гранат чија чврста отопина сличи мајориту. Такав силицијем богати гранат нађен је као инклузија у дијамантима.

• ПМФ.унса.ба - модел 1^{[мртав линк]}
• ПМФ.унса.ба - модел 2^{[мртав линк]}