Granate (mineral)

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Granada

Melanita de Kazajstán
Fórmula R 2+ 3 R 3+ 2 [SiO 4 ] 3
Propiedades físicas
Color rojo, rojo brillante, naranja, púrpura, verde, púrpura, negro, camaleones (a la luz del sol, verde azulado, a la luz de una lámpara eléctrica, verde púrpura).
Color del guión Blanco
Brillar Vidrio
Dureza 6,5—7,5
Escote imperfecto
pliegue desigual
Densidad 3,47-3,83 g/cm³
Propiedades cristalográficas
Singonía cúbico
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Granates (del lat.  granatus  - similar a los granos) - un grupo de minerales que representan mezclas de dos series isomórficas : R 2+ 3 Al 2 (SiO 4 ) 3 y Ca 3 R 3+ 2 (SiO 4 ) 3 . Fórmula general: R 2+ 3 R 3+ 2 [SiO 4 ] 3 , donde R 2+  es Mg, Fe, Mn, Ca; R 3+  - Al, Fe, Cr [1] . Por lo general, en un sentido estricto, los granates se entienden solo como piedras rojas transparentes, almandinos y piropos (ver más abajo). Sus cristales de color rojo oscuro se asemejan a los granos de la fruta de la "manzana fenicia" - granada . Probablemente de ahí viene el nombre de la piedra. En los primeros tiempos, los granates solían denominarse " láls ", un nombre que combinaba varias gemas de color rojo sangre: rubí , espinela y granate. [2] :316

Los principales representantes (minerales) son una serie de granates

Según la naturaleza de las sustituciones isomórficas, se distinguen dos series, que se dividen en series:

  1. Una serie de pyralspits (granates de magnesio, hierro y manganeso): piropo , almandino , espesartina .
  2. Una serie de ugranditas (granates de calcio), que incluye tres series: la serie grosularia - andradita (la más común), la serie andradita - uvarovita y la serie andradita - shorlomita .

La segunda serie incluye granates en los que parte de [SiO 4 ] se reemplaza por [OH] 4  , los llamados hidrogranates . Se asignan nombres separados a los granates con 75 mol.% del componente correspondiente. También hay sustituciones isomórficas limitadas entre los granates de las dos series.

Reseña histórica

Ya a principios del siglo XVI se distinguían en Rusia varias variedades de granates, y hasta el siglo XIX se les asignaban dos nombres principales: “bechet” y “venisa”, que se intentaba identificar correctamente y separar de otros, variedades más caras de gemas transparentes rojas. The Trade Book advirtió directamente a los comerciantes: “No compre Bechety por lal . La nobleza corre hacia el color: es como burbujas en él . O aquí hay otra recomendación del mismo "Libro de comercio" : y la piedra de vinisa es roja, y su color es líquido . ” Aquí se mencionan ambas variedades de granate en contraposición al lal, en aquellos tiempos se llamaba con este nombre a la espinela roja noble , piedra más rara y cara que los piropos o almandinos . [4] :10
Varias veces la palabra “venisa” (o vinisa) mencionada anteriormente proviene del persa distorsionado (rusificado) “benefse”, que significa púrpura. Incluso Al-Biruni en su "Mineralogía" notó más de una vez que el color rojo de las granadas no carece de un tono violeta (lila). De hecho, bajo diferentes condiciones de iluminación, el color puede variar de rojo fuego a casi púrpura.
En cuanto a "becheta" (o becheta) , su nombre se remonta al nombre árabe de granates almandino - "bijazi". En un momento, el erudito escolástico medieval Alberto el Grande , a su propia discreción, tradujo la palabra árabe "bijazi" al latín culto como "granatus" , en otras palabras, granulado. Así, enfatizó el rasgo característico de las granates naturales. Sus cristales intercrecidos rojos (o no rojos) muy a menudo se asemejan a granadas jugosas . [4] :11-12 El mismo "libro de comercio" decía: "... al correr una piedra, el corazón se alegrará y entristecerá y ahuyentará los pensamientos dispares, multiplicará la razón y el honor..."

Bajo el nombre unificador "gusano yahont " en Rusia, se conocía una variedad de piedras rojas (transparentes): entre ellas había un verdadero rubí oriental , y granates de todas las rayas, y se encontraron con jacinto de Ceilán (una variedad marrón de circón , que era llamado ioquinto). A partir del siglo XVI también llegó a Rusia el granate sangriento de Bohemia , que, según Boethius de Boot, autor del famoso ensayo sobre las piedras (1609), se formaba a partir de gotas de agua congelada, coloreadas con vapores sangrientos. [5] :63-64 La espinela noble roja bajo el nombre de lala también fue de gran uso entre nuestros antepasados, quienes no mezclaban esta piedra con yahonta.

Lomonosov también advirtió que las gemas rojas pueden nacer en las profundidades no solo en el cálido sur o en las costas del Océano Índico , sino también en el frío norte de Rusia, en particular, en la patria del propio Lomonosov. Menos de cien años después, sus predicciones se hicieron realidad de manera brillante. Ya en 1805, el famoso mineralogista ruso Vasily Mikhailovich Severgin , describiendo en sus escritos las cerezas "Kidel venis" (granadas de almandino), señaló que (llevadas a cabo por la ola) muy a menudo son recolectadas por niños locales a lo largo de las orillas del lago Ladoga. . La península de Kola también es muy rica en almandinos . En particular, el académico Fersman escribe que en 1920, en canteras no muy lejos de Murmansk, él mismo descubrió muestras bastante limpias, aunque ligeras, de almandinos. [5] :70

Propiedades

Los cristales son rómbico-dodecaédrico, tetrágono-trioctaédrico y una combinación de los dos primeros. Los granates birrefringentes presentan maclas complejas y sectoriales con un vértice común en el centro del cristal, posiblemente debido a tensiones internas.
El guión es blanco.
Brillo: vidrioso, grasoso, a veces diamante.
Transparencia - opaco a translúcido y transparente.
Dureza - 6.5-7.5.
Densidad (en g / cm3): piropo - 3.57; almandino - 4.30; espesartina, 4,19; grosularia, 3,60; andradita - 3,87; uvarovita - 3.83.
Fractura: desigual a concoide.
Singonía: tipo de simetría cúbica, hexaoctaédrica.
Escote - Imperfecto.

Existe una relación entre la composición de los granates y sus propiedades: la composición del granate se puede determinar a partir de los diagramas de la gravedad específica , el índice de refracción y la longitud del borde de la celda de electrones.

Una serie de granates transparentes se clasifican como piedras semipreciosas (piropos rojos, hessonitas amarillas, uvarovitas verdes, almandinas carmesí, etc.). Los granates raros son la kimzeita y la goldmandita .
Los granates reales son soluciones sólidas principalmente de dos minerales cualesquiera. Se nombran, por regla general, según el mineral predominante, pero a veces tienen nombres propios, por ejemplo, rodolita  , una mezcla de piropo con almandino o piropo ferruginoso, ferrospessartine  , una mezcla de espesartina con almandino , hessonita  , una mezcla de grosularia con andradita ; demantoide  - andradita con uvarovita o andradita que contiene cromo. Debido a la misma estructura cristalina y la similitud de muchas propiedades, todos los minerales del grupo de los granates se caracterizan conjuntamente.

Incluso en la antigüedad, también se notaron las propiedades piroeléctricas de varias variedades de granadas, su capacidad, después de ser calentadas por fricción (roce), para atraer pelusas de pájaros, pajas o, en general, cualquier desecho cercano. [4] :194-195 Al-Biruni en su obra fundamental "Mineralogía" incluso cita un poema de amor dedicado a este tema:

Los ojos brillan como uvas mojadas.
¡Por favor mira! No se necesitan otros premios.
Las pestañas atraen tanto el corazón,
Como no atrae la paja de granada.

-  (traducido por S. Akhmetov)

Algunas propiedades físicas de los granates:

Nombre Fórmula química índice de refracción Dispersión Dureza de Mohs _ Densidad , kg/m3 Tamaño de celda unitaria , pm Color
piropo Mg 3 Al 2 (SiO 4 ) 3 1.705-1.785 0.027 7-7.5 3600-3860 1114 rojo, morado, naranja
rodolita Mg 2 FeAl 2 (SiO 4 ) 3 1,760 0.023 7 3830-3930 1126 rojo rosado
Almandina Fe 3 Al 2 (SiO 4 ) 3 1.770-1.830 0.024 7-7.5 3800-4300 1153 rojo púrpura, negro
espesartina Mn 3 Al 2 (SiO 4 ) 3 1.795-1.815 0.027 7-7.5 4100-4200 1159 Naranja, con un tinte marrón rojizo
Esspesandita Mn 2 FeAl 2 (SiO 4 ) 3 1.810 0.026 7-7.5 4200 1157 naranja jugosa
Uvarovita Ca2Cr2 ( SiO4 ) 3 _ _ _ 1850-1870 - 7.5 3520-3780 1205 verde esmeralda
Grosularia Ca 3 Al 2 (SiO 4 ) 3 1.738-1.745 0.028 7-7.5 3600-3680 1184 verde, amarillento
Hessonita Ca2AlFe ( SiO4 ) 3 _ 1.742-1.748 0.027 7 3500-3750 1194 miel de naranja
plasolita Ca 3 Al 2 (SiO 4 ) 2 (OH) 4 1.675 - 7 3120 1210 Gris verdoso
gilipollez Ca 3 (Al,Fe) 2 (SiO 4 ) 2 (OH) 4 1.681 - 7.5 3600 - Gris verdoso
leucogranate Ca 3 Al 2 (SiO 4 ) 3 1.735 0.027 7.5 3530 1184 Incoloro
Andradita Ca 3 Fe 2 (SiO 4 ) 3 1,760 0.027 6.5-7 3700-4100 1204 rojo, marrón, amarillo
Demantoide Ca3 (Fe,Cr ) 2 ( SiO4 ) 3 1880-1890 0.057 6.5 3800-3900 - Pasto verde
Topazolita Ca 3 (Fe,Al) 2 (SiO 4 ) 3 1840-1890 0.057 6.5-7 3750-3850 - amarillo miel
Melanita (Ca,Na) 3 (Fe,Ti) 2 (SiO 4 ) 3 1.860-2.010 - 6.5-7 - - El negro

Origen

Los granates están muy extendidos y son especialmente característicos de las rocas metamórficas: esquistos cristalinos y gneises . En los esquistos cristalinos, los granates (principalmente almandino) son minerales formadores de rocas (mica-granate y otros esquistos ). Los compañeros de almandino son micas (biotita, flogopita), disteno , clorita . El origen del granate en este caso es metamórfico. El segundo tipo importante de génesis es el proceso de contacto (skarn). Los contactos con calizas se caracterizan por grosularia y andradita. En los skarns , el granate se presenta junto con salita , hedenbergita , vesuvianita , epidota , scheelita , magnetita , hierro, cobre, plomo y sulfuros de zinc. Los skarns de granate con scheelita son un mineral importante para el tungsteno . Los granates forman parte de algunas rocas ígneas (piropo en peridotitas y kimberlitas), pegmatitas graníticas (almandina y espesartina), muchas rocas metamórficas (grossular en eclogitas y grossiditas, almandino y rodolita en gneises y esquistos cristalinos), skarns calcáreos y magnesianos (grossular, andradita), así como formaciones hidrotermales apoultramáficas (uvarovita y demantoide). Durante la meteorización , los granates, como minerales químicamente resistentes , no se descomponen durante mucho tiempo y se convierten en placeres .

Solicitudes y depósitos

Los granates se utilizan en las industrias abrasiva (piel de granada, polvos y muelas abrasivas) y de la construcción (aditivos en cemento y masas cerámicas), a veces como sustituto del zafiro y el rubí en la fabricación de instrumentos, en electrónica (como ferromagnético ). Para las necesidades de la industria, se están desarrollando métodos para la síntesis de análogos artificiales de algunos granates [6] con propiedades deseadas: cristales para láseres [7] ( láser Nd:YAG ). Para la industria abrasiva, son adecuados principalmente granates ferruginosos (principalmente almandino ), menos frecuentemente espesartina y andradita . De gran importancia para determinar la idoneidad de los granates en la industria son la alta dureza , la capacidad de romperse en partículas con bordes cortantes en ángulo agudo durante la molienda y la adhesión a sustratos de papel y lino.

Los granates transparentes y translúcidos, de bellos colores, se utilizan en joyería. Las piedras preciosas suelen incluir las siguientes (en orden ascendente de valor): almandino , piropo , rodolita , hessonita , grosularia , topazolita , demantoide . Los cristales bien formados , los cepillos y las drusas son un excelente material de colección. Los cristales más populares son el almandino opaco y translúcido. , estructuras homogéneas o divididas en zonas pintadas en colores cereza oscuro, marrón parduzco y rojo pardusco. La fuente de tales cristales y minerales es con mayor frecuencia sillimanita , que contiene cuarzo , esquistos de biotita (depósitos de Kitel en Karelia, Makzabak en la península de Kola, Rusia; Fort Wrangel, EE. UU., etc.) y, en menor medida, pegmatitas graníticas de moscovita-berilo (Ucrania, Rusia, Madagascar, Brasil).

Los intercrecimientos de cristales y drusas de andradita y hessonita de depósitos en skarns calcáreos (Dashkesan en Azerbaiyán y el depósito de colección de andradita Sinerechenskoye en Primorye) se caracterizan por una alta decoración. Hermosos intercrecimientos de almandino se encuentran en esquistos cristalinos en el depósito de Shueretskoye en Karelia.

Los cepillos de pequeños cristales de granate brillante (1-5 mm), principalmente andradita, se ven muy impresionantes. Los cepillos de variedades raras y bellamente coloreadas de andradita (demantoide verde y topazolita de color amarillo miel) que cubren las paredes de grietas mineralizadas en rocas ultramáficas ( el depósito Tamvatneyskoye en Chukotka y otros) son de gran valor. Un material de colección decorativo relativamente raro y muy apreciado son los cepillos de uvarovita verde esmeralda , que se desarrollan en las grietas de los minerales de cromita . El tamaño de los cristales de uvarovita en diámetro generalmente no excede 1,0 mm, y los cepillos que contienen individuos de 3 mm o más de tamaño son únicos. La mayor parte de la colección de cepillos de uvarovita se extrae del depósito de cromita de Saranovsky en los Urales . En el extranjero se conocen manifestaciones de uvarovita en Finlandia y Canadá .

Los granates de kimberlita incluidos en la roca pueden tener un cierto valor de colección . Estos son principalmente piropos de paragénesis de peridotita que contienen cromo rojo púrpura, rojo y rojo anaranjado (con componente de knorringita o uvarovita) y piropos -almandinas de paragénesis eclogítica que contienen calcio anaranjado .

Los más importantes son los yacimientos asociados a esquistos cristalinos metamórficos , gneises y anfibolitas (yacimientos de Carelia , etc.). Las reservas más grandes del mundo de materias primas de granate están asociadas con rocas metamórficas cristalinas que forman la cresta Keivsky en la península de Kola. Los depósitos de placer de granates suelen ser pequeños en tamaño y reservas. Los depósitos metasomáticos y magmáticos de contacto, con raras excepciones, no tienen importancia práctica.

Granadas sintéticas

Desde fines de la década de 1930, la compañía estadounidense Bell Telephone ha destacado un área separada de su actividad: el departamento de investigación y cultivo de granadas. En 1950, H.-S. Yoder resintetizó la grosularia . Christophe Michel-Levy creció espesartina y grosularia. En 1955, después de muchos años de arduo trabajo, los mineralogistas L. Kos y H.-S. Yoder finalmente sintetizaron con éxito piropo (un conocido compañero del diamante) y almandino . Sin embargo, este éxito fue, en parte, anecdótico. Para la síntesis de granates artificiales se necesitaba el equipo tecnológico más sofisticado, capaz de crear una presión de hasta 3 gigapascales a una temperatura de hasta 1300 kelvin . Los tamaños de los granates recibidos eran bastante decentes, de ellos era posible cortar una inserción de joyería para un anillo. Pero al costo, ni siquiera eran de oro, sino de platino . Quizás el costo de un viaje a la India y de regreso (para comprar una gran piedra natural en el bazar local) sería más bajo que un granate sintético obtenido por Bell. Sin embargo, los esfuerzos de los científicos no fueron en vano. Lo que es más importante, se sentó una base sólida para futuros experimentos e investigaciones en esta área. Se continuó trabajando en el cultivo de cristales artificiales.

A fines de la década de 1940, el mismo Yoder, en colaboración con M. L. Keith, hizo un descubrimiento, cuyo hilo condujo en la otra dirección. Con la ayuda de análisis químicos, se encontró itrio (un metal de tierras raras, número 39 en la tabla periódica ) en espesartina de algunos depósitos . En la red cristalina, reemplazó parte del manganeso , mientras que parte del silicio fue reemplazado simultáneamente por átomos de aluminio . Sin limitarse a una simple declaración de hecho, Keith y Yoder se propusieron la tarea de sintetizar granate de itrio puro mediante la eliminación de manganeso y silicio del cristal. ¿No permitiría esto crear un nuevo mineral compuesto de aluminio e itrio? [4] :168 En 1951, apareció un artículo en el Journal of the American Mineralogic Society que describía las propiedades del nuevo cristal. Su dureza resultó ser superior a la de los granates naturales: 8,5 en la escala de Mohs (aproximadamente entre topacio y rubí ), índices de refracción de 1,835 y dispersión cercana al diamante (0,032). El nuevo cristal sintético recibió el nombre de itrogarnet de sus autores, aunque el nombre no se mantuvo. Hasta ahora se le sigue llamando granate de itrio y aluminio (YAG) . Pero sus propiedades despertaron un entusiasmo mucho mayor entre los mineralogistas. Comenzaron los experimentos sobre el crecimiento artificial de cristales de YAG. Con el método hidrotermal, el crecimiento de las granadas resultó ser extremadamente lento, 0,05 milímetros por día. Luego se probó el proceso de pegmatita . Con él, fue posible obtener rápidamente cristales suficientemente grandes y puros (hasta 5 centímetros), sin embargo, algunas fallas en el método no permitieron que se introdujera en la producción en masa. Solo quedaba el último método magmático . Al final, por el método de errores y ensayos, fue posible obtener itrogranates puros a escala industrial utilizando el método mejorado de Lichtman-Maslennikov. Después de que en 1952 el estadounidense J. Pfann desarrollara más profundamente (de manera práctica) la teoría del proceso de purificación zonal de los cristales, el nuevo método encontró la aplicación más amplia en el cultivo industrial de piedras sintéticas (no solo granates). [4] :169-171

En la Unión Soviética, el famoso Instituto de Investigación de toda Rusia para la Síntesis de Materias Primas Minerales (VNIISIMS), ubicado en la ciudad de Aleksandrov , fue el líder en el desarrollo y producción de gemas artificiales . Naturalmente, también fue líder en la producción de granates sintéticos de todos los colores: desde los tradicionales rojos y rosas intensos, hasta el amarillo dorado, el naranja e incluso el verde, de color más parecido a las esmeraldas . Fue allí, en VNIISIMS, donde se desarrolló una tecnología única para la producción de granate azul oscuro, protegida por varios certificados de autor de la URSS. [4] :182 A diferencia de otras piedras sintéticas, los granates artificiales de alta calidad son raros, en esta calidad son bastante comparables a las gemas naturales: diamante, alejandrita o demantoide . Esto se debe en parte al alto costo de la alta tecnología para su producción, así como al costo de las materias primas para la producción. Por ejemplo, el granate rojo anaranjado contiene sales de circonio , mientras que el granate azul oscuro está coloreado con sales divalentes de europio . [4] :183 — Así, la respuesta a la famosa pregunta planteada por Tomás Moro hace casi medio millar de años fue recibida casi directamente:

“... pero ¿por qué una piedra artificial da menos placer a tus ojos, si tus ojos no la distinguen de la verdadera? Honestamente, ambos deberían tener el mismo valor para ti".

—Tomás Moro , " Utopía "

Mitología y creencias

En las culturas antiguas con sus tradiciones inherentes de pensamiento mitológico , existía la idea de que todas las piedras de la familia del granate son portadoras de maravillosos poderes mágicos y curativos.

Según las creencias medievales, la granada en polvo, cuando se bebe con agua, alivia los dolores de estómago y aumenta el vigor corporal. Los cruzados , cuando una vez más fueron a liberar el "Santo Sepulcro", se pusieron un anillo con una granada, creyendo que protege de heridas peligrosas y envenenamientos insidiosos con venenos. [4] :114

En "Cool Vertograd", este monumento manuscrito traducido del siglo XVII, se dice sobre una granada: "Quien la lleva en la boca con él, y en esa persona dirige el discurso y el significado a los casos judiciales". Hay una observación similar en la versión georgiana del tratado del obispo Epifanio: “Si alguien comienza a afilarlo <en agua> en un molinillo, y luego bebe esta agua, entonces su alma, despierta, recibirá un deseo por la verdad, y si alguien se lo pone en la boca, creará un tribunal imparcial y justo.

En estos días, las afirmaciones de las propiedades medicinales de la granada se han convertido en el tema de numerosas supersticiones domésticas y trucos comerciales. Al familiarizarse con los argumentos sobre las propiedades mágicas y curativas de las granadas, no se debe olvidar que son charlatanes por naturaleza y no tienen nada que ver ni con la mineralogía ni con la medicina .

Anfrax ( griego antiguo ανθραξ ), de lo contrario, el carbunclo  es una piedra preciosa que se menciona en la Biblia [8] . El nombre colectivo usado en la antigüedad para referirse a todos los granates de color rojo oscuro, predominantemente almandino y menos comúnmente piropo . Por el momento, la palabra se usa poco en ruso, es un término obsoleto y pertenece a la categoría de arcaísmos .

Una de las leyendas medievales del granate precioso fue relatada en la novela de ciencia ficción El retrato de Dorian Gray de Oscar Wilde . Durante muchos años, Gray ha estado reuniendo una gran colección de gemas, mientras intentaba averiguar y escribir todo lo que se sabía sobre ellas. Entre otras cosas, logra averiguar que la granada, según el gran alquimista Pierre de Boniface, tiene el poder de exorcizar demonios de una persona, y la luna se vuelve pálida de aguamarina .

Notas

  1. ↑ Gran Enciclopedia Rusa  : [en 35 volúmenes]  / cap. edición Yu. S. Osipov . - M.  : Gran Enciclopedia Rusa, 2004-2017.
  2. ↑ MI Pylyaev . Piedras preciosas, sus propiedades, ubicación y uso. - el tercero, significativamente complementado. - San Petersburgo. : A. S. Suvorina , 1896. - 406 p.
  3. ↑ Vladimir Filatov como un diamante // Ciencia y vida . - 2017. - Nº 4. - S. 76-80. — URL: http://www.nkj.ru/archive/articles/31018/ Archivado el 10 de abril de 2017 en Wayback Machine .
  4. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 S. Akhmetov. "Conversaciones sobre gemología". - M. : "Guardia Joven", 1989. - 237 p. — ISBN 5-235-00499-X .
  5. ↑ 1 2 acad. A.E. Fersman , "Historias sobre gemas", segunda edición. - Moscú: "Ciencia". - 1974, 240 páginas.
  6. ↑ Granate sintético de itrio aluminio 
  7. ↑ Análogo sintético de una granada en láseres  (ing.)
  8. ↑ Anfrax // Enciclopedia bíblica del archimandrita Nicéforo . - M. , 1891-1892.

Literatura

Enlaces

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