石榴石:矿物,宝石,磨料,过滤器等等!

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作者: Laura McKinney
创建日期: 4 四月 2021
更新日期: 1 七月 2024
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Know your Gemstones - Almandine Garnet
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内容


宝石石榴石: 大多数人认为石榴石是红色宝石。但是,石榴石有多种颜色。从左上角顺时针方向:红色almandine(马达加斯加),绿色沙弗莱石(坦桑尼亚),黄色mali(马里),橙色spessartite(莫桑比克),粉红色马来亚(坦桑尼亚),绿色merelani薄荷糖(坦桑尼亚),红色pyrope(象牙海岸),绿色的手榴弹(纳米比亚),紫色的杜鹃花(莫桑比克)和橙色的榴辉石(斯里兰卡)。上述八种石榴石中有七种来自非洲,而壮观的石榴石是相对较新的来源。

什么是石榴石?

石榴石是用于大量成岩矿物的名称。这些矿物具有X的共同晶体结构和广义化学组成3ÿ2(二氧化硅4)3。在该组成中,“ X”可以是钙,镁,铁2+ 或锰2+,“ Y”可以是Al,Fe3+3+,V3+ 或铬3+.

这些矿物在世界各地发现于变质,火成岩和沉积岩中。当铝含量高的沉积岩(如页岩)受到足够强的热量和压力以产生片岩或片麻岩时,在地球表面附近发现的大多数石榴石都会形成。石榴石还存在于接触变质岩,地下岩浆室,熔岩流,深源火山喷发以及含石榴石的岩石风化和侵蚀时形成的土壤和沉积物中。

大多数人将“石榴石”一词与红色宝石联系在一起。但是,得知石榴石以许多其他颜色出现并具有许多其他用途时,他们通常会感到惊讶。在美国,2012年石榴石的主要工业用途是水刀切割(35%),喷砂介质(30%),水过滤颗粒(20%)和磨料粉(10%)。



石榴石集团: 此图表总结了石榴石组中最重要的宝石。铝石榴石通常为红色,比重和硬度较高。钙成员通常是绿色的并且具有较低的硬度。


石榴石的理化特性

石榴石组中最常遇到的矿物包括:金刚烷,pyrope,spessartine和radite,grosular和uvarovite。它们都具有玻璃光泽,透明至半透明的透明性,坚韧的韧性和缺乏解理性。它们可以作为单独的晶体,流淌的卵石,颗粒状聚集体和大量出现而发现。它们的化学组成,比重,硬度和颜色在下面列出。


如上所示,石榴石有多种不同的类型,每种都有不同的化学成分。大多数石榴石矿物之间也有固溶体系列。化学上的这种广泛变化决定了它们的许多物理性质。例如,钙石榴石通常具有较低的比重,较低的硬度并且通常为绿色。相反,铁和锰石榴石具有更高的比重,更高的硬度,并且通常是红色。



石榴石石榴石: 奥地利格拉纳滕科格山的细粒云母片岩中的优质金刚烷石榴石立方晶体。标本和照片由Arkenstone / www.iRocks.com提供。

石榴石 十足类动物品种的绿色和辐射石榴石在大理石基质上。该标本的大小约为8.9 x 6.5 x 4.8厘米,收集于马达加斯加的安西拉纳纳省。在大理石中形成的石榴石通常具有出色的晶体形态,并且质量很高。标本和照片由Arkenstone / www.iRocks.com提供。

石榴石片麻岩: 粗粒片麻岩,主要由来自挪威的角闪石(黑色),斜长石(白色)和石榴石(红色)组成。 Woudloper的公共领域照片。

冲积石榴石晶体: 这些铝金刚烷-spessartine石榴石来自爱达荷州的一个冲积矿床。它们已被运输到距其源岩很短的距离,并且有些仍保留着十二面体晶体形式的证据。它们的大小约为4至5毫米,每颗重约0.6至0.8克拉。


石榴石如何形成?



石榴石在变质岩中

多数石榴石形成在汇聚的板块边界上,在该板块上,页岩受区域变质作用。变质的热和压力破坏了化学键,使矿物质重结晶为在新的温度-压力环境下稳定的结构。铝石榴石铝金刚烷通常在这种环境中形成。

随着这些岩石的变质,石榴石开始时是微小的晶粒,随着变质的进行,石榴石会随着时间的推移而缓慢扩大。随着它们的生长,它们会置换,替换并包括周围的岩石材料。下图显示了在片岩基质中生长的石榴石晶粒的微观视图。它随着生长而包含许多主体岩石矿物颗粒。这就解释了为什么如此多的由区域变质作用形成的石榴石被高度包括在内的原因。

石榴石云母片岩薄片: 这是片岩中生长的石榴石晶粒的微观视图。黑色的大颗粒是石榴石,红色的细长颗粒是云母片。黑色,灰色和白色晶粒主要是粉尘或较小尺寸的石英和长石晶粒。石榴石通过替换,置换和包括周围岩石的矿物颗粒而生长。您可以将许多谷物看作是石榴石中的内含物。从这张照片可以很容易地理解为什么很难找到干净,无杂质的宝石级石榴石。很难理解石榴石如何在这些条件下生长成漂亮的自体晶体。 Jackdann88的照片,在此使用的是知识共享许可。

钙石榴石通常是在沿火成岩侵入体边缘通过接触变质作用将泥质石灰岩变成大理石时形成的。它们是辐射状,大块状和微橄榄石,它们是稍软的,通常为绿色的石榴石,比重较低。在宝石交易中,两种石榴石都广受赞誉。它们是沙弗莱石(鲜绿色的肉眼)和去甲to(金绿色且呈辐射状)。


石榴石在火成岩

石榴石常作为火成岩(如花岗岩)中的辅助矿物存在。许多人都熟悉铝金刚石榴石,因为在花岗岩台面的火成岩中有时将其视为暗红色晶体。 Spessartine是一种橙色石榴石,在花岗岩伟晶岩中发现为晶体。 Pyrope是一种红色石榴石,它是通过深源火山喷发从地幔中撕下的橄榄岩碎片带到地球表面的。在玄武岩熔岩流中也发现了石榴石。


沉积岩和沉积物中的石榴石

石榴石是相对耐用的矿物。通常发现它们集中在含石榴石的岩石风化和侵蚀时形成的土壤和沉积物中。这些冲积石榴石通常是采矿作业的目标,因为它们很容易开采,并可通过机械加工从沉积物/土壤中清除。

石榴石的用途: 该图显示了石榴石矿物的最常见工业用途。 Almandine是在工业中最常用的石榴石品种。

石榴石的用途

石榴石已被用作宝石数千年。在过去的150年中,它还用作工业矿物还有许多其他用途。下图显示了美国石榴石的最新工业用途。石榴石还被用作矿物勘探和地质评估过程中的指示矿物。

石榴石磨料: 这张照片显示了已被粉碎和分级的石榴石颗粒,可用作研磨,切割和过滤介质。它们用于水刀切割,“喷砂”,砂纸,水过滤以及许多其他用途。 Almandine是最坚硬的石榴石,也是最丰富的石榴石。它是大多数研磨应用的首选石榴石。照片由美国地质调查局提供。

石榴石作为工业矿物



石榴石磨料

石榴石的第一种工业用途是用作研磨剂。石榴石是一种相对较硬的矿物,其硬度在莫氏硬度范围内介于6.5和7.5之间。这使得它可以在许多类型的制造中用作有效的磨料。压碎时,它会破碎成角状,为切割和打磨提供锋利的边缘。将大小均匀的小颗粒粘合到纸张上,以产生带红色的砂纸,该砂纸广泛用于木工车间。石榴石也被压碎,筛分至特定尺寸,然后以磨料颗粒和粉末的形式出售。在美国,纽约和爱达荷州是磨料用工业石榴石的重要来源。


石榴石砂纸: 压碎的石榴石颗粒用于制造石榴石砂纸。石榴石是一种极好的研磨剂,特别是用于打磨木材。压碎的石榴石颗粒非常锋利,使用纸张时,颗粒会破裂以露出新的锋利表面。如果您看到砂纸上覆盖着红棕色颗粒,请查看背面是否为石榴石纸。

石榴石水晶: Almandine,来自加拿大安大略省River Valley的各种石榴石。该标本是一块约2英寸(5厘米)宽的漂亮的全金属晶体。这些类型的晶体通常从含石榴石的云母片岩中风化并通过流运。

水刀切割

石榴石在美国的最大工业用途是水刀切割。一台称为水刀的机器会产生带有夹带磨料颗粒的高压水流。当将它们对准金属,陶瓷或石材时,会发生切割动作,产生的灰尘很少,并且在低温下会切割。水刀用于制造和采矿。

石榴石石榴石: Almandine,来自加拿大安大略省Lount Township的各种石榴石。这是一个大约11.4厘米宽的颗粒状样本。

喷砂

石榴石颗粒还用于喷砂处理(通常称为“喷砂处理”)。在这些过程中,工具使用高压流体(通常是空气或水)作为推进剂将磨料颗粒流(也称为“介质”)推向表面。进行喷砂处理是为了平滑,清洁或去除金属,砖块,石头和其他材料上的氧化产物。通常比用手或用砂光机打磨要快得多。它可以清洁其他清洁方法可能会漏掉的小而复杂的表面。各种硬度的磨料可用于清洁硬度更大的表面,而不会损坏表面。

过滤

石榴石颗粒通常用作过滤介质。石榴石小颗粒用于填充液体通过的容器。石榴石的孔隙空间小到足以允许液体通过,但又太小而无法允许一些污染物颗粒通过,这些污染物从流中过滤掉。石榴石适用于此用途,因为它相对惰性且比重较高。石榴石颗粒经粉碎后分级为约0.3毫米,可用于过滤出直径小至几微米的污染物颗粒。石榴石的高比重和高硬度可减少反吹过程中的床膨胀和颗粒磨损。

石榴石橄榄岩: 来自瑞士贝林佐纳附近的Alpe Arami的石榴石橄榄岩。岩石中的物质起源于地球地幔内部,并在深源火山喷发过程中通过火山管输送到地面。石榴石是岩石中的淡红色紫色颗粒。在探索可能包含钻石的火山岩管道时,从此类管道中风化的石榴石通常用作指示矿物质。 Woudloper的公共领域照片。

了解矿物的最好方法是研究一系列小样本,您可以处理,检查和观察其性质。商店中有便宜的矿物收藏品。

石榴石作为地质指示矿物

尽管在地球表面发现的大多数石榴石都在地壳内形成,但在深源火山喷发期间,一些石榴石是从地幔中带出的。这些喷发带走了被称为“异岩”的地幔岩石碎片,并将其以被称为“管”的结构输送到地表。这些异石是地球表面或附近发现的大多数钻石的来源。

金刚石管: 钻石管的简化横截面和残留的土壤沉积物,显示异种石和钻石与管道和残留的土壤之间的关系。

尽管异种石含有钻石,但每颗钻石通常都含有大量的石榴石,这些石榴石的尺寸通常更大。这些深源石榴石与浅层地壳中形成的石榴石有很大不同。因此,寻找钻石的好方法是寻找这些独特的石榴石。石榴石是地质学家探索钻石矿藏的“指示矿物”。随着异兽石的天气,它们的石榴石被大量释放。这些异常的石榴石然后在土壤和溪流中向下倾斜。找到它们的地质学家可以沿着石榴石小径找到原始矿床。加拿大的一些钻石烟斗是通过追随冰块移动产生的石榴石痕迹发现的。

非洲石榴石: 各种颜色的非洲石榴石:橙色的spessartine(莫桑比克),黄色的马里(马里),红色的almandine(马达加斯加),绿色的沙弗莱石(坦桑尼亚)和紫色的杜鹃石(莫桑比克)。在过去的二十年中,非洲已经成为优质,美丽和清晰的石榴石的主要来源。

黑色花岗岩石榴石: 媚兰是一种不透明的黑色石榴石,如今在珠宝中不常见。与喷气机,黑色玉髓和其他黑色宝石一样,在维多利亚时代,黑色素经常用于珠宝中。这两个玫瑰色切割的黑色素岩圆形约9毫米宽。

石榴石作为宝石

石榴石已被用作宝石超过5000年。它已在许多埃及墓葬的珠宝中发现,并且是古罗马最受欢迎的宝石。它是一种美丽的宝石,通常不经任何处理就出售。它也很耐用且足够通用,因此可以以较低的成本用于珠宝中。

石榴石今天仍是受欢迎的宝石。它是一月份的诞生石,是二周年纪念时的传统宝石。多数人在听到“石榴石”这个名字时会想到红色的宝石,因为他们不知道石榴石有多种颜色。但是,各种颜色的宝石级石榴石都会出现-红色是最常见的,蓝色石榴石则特别少见。

红a金石是珠宝中最常见的红石榴石,因为它既丰富又便宜。 Pyrope和spessartine是带红色的石榴石,出于相同的原因,它们经常在珠宝中遇到。在最近的几十年中,绿色的甘露糖榴石石榴石已经流行。它的色散为0.057,因此它的“起火”超过了钻石的0.044。绿沙弗莱石具有明亮,丰富的颜色,非常类似于祖母绿。它通常用作翡翠的替代宝石。这两种绿色石榴石都变得越来越流行,但是它们的价格远高于金刚烷。