Domů Blog o drahokamech Druhy granátů a jejich diferenciace

Druhy granátů a jejich diferenciace

Datum změny: 17

Granát je fascinující a všestranná skupina minerály proslulé svou ohromující řadou barev a rozšířeným používáním v celé historii. Tyto silikátové minerály mají výraznou krystalickou strukturu a bohatý historický význam, který přitahoval lidskou pozornost po staletí. Granáty jsou vysoce ceněny jak jako drahé kameny, tak pro své průmyslové aplikace, díky svým jedinečným vlastnostem.

Granát je skupina silikátových minerálů, které sdílejí společnou krystalovou strukturu, ale liší se chemickým složením. Obecný chemický vzorec pro granát je (X3Y2(SiO4)3)(X_3Y_2(SiO_4)_3)(X3Y2(SiO4)3), kde XXX a YYY jsou různé kationty kovů, jako je vápník, hořčík, hliník, železo, a mangan. Tato flexibilita chemického složení má za následek širokou škálu odrůd granátů, z nichž každá má odlišné fyzikální vlastnosti optické vlastnosti.

Historický význam a použití

Granáty byly používány lidmi po tisíce let, jejich historie sahá až do starověkých civilizací. Název „granát“ je odvozen z latinského slova „granatus“, což znamená „zrno“ nebo „semeno“, což odkazuje na podobnost kamene se semeny granátového jablka.

Ve starověkém Egyptě se granáty často používaly ve šperkařství a vyřezávaly se do talismanů a amuletů, o kterých se věřilo, že poskytují ochranu a sílu. Římané také používali granáty v pečetních prstenech a jako hlubotisky, zatímco během středověku se o granátech věřilo, že mají léčivé vlastnosti a rytíři a válečníci je nosili jako ochranné amulety.

Význam v gemologii a průmyslu

Granáty mají v gemologii značný význam díky své široké škále barev a průhlednosti, díky čemuž jsou oblíbenými drahými kameny ve špercích. Zatímco červená je nejznámější barva, granáty lze nalézt také v zelených, žlutých, oranžových, růžových a dokonce i bezbarvých odrůdách. Díky této rozmanitosti barev jsou granáty velmi žádané mezi nadšenci a sběrateli drahokamů.

Kromě jejich estetického vzhledu jsou granáty cenné v různých průmyslových aplikacích díky své tvrdosti a abrazivním vlastnostem. Běžně se používají jako abraziva při řezání vodním paprskem, pískování a jako filtrační média v systémech filtrace vody. Trvanlivost a chemická odolnost granátu z něj činí ideální volbu pro tyto účely.

Základní struktura a složení

Granáty jsou skupinou silikátových minerálů, které sdílejí společnou krystalickou strukturu, ale mají různé chemické složení. Tato rozmanitost složení má za následek širokou škálu typů granátů, z nichž každý má odlišné fyzikální a optické vlastnosti.

Obecný chemický vzorec

Obecný chemický vzorec pro granát je (X3Y2(SiO4)3)(X_3Y_2(SiO_4)_3)(X3Y2(SiO4)3), kde XXX a YYY představují různé kationty kovů. Místo XXX je typicky obsazeno dvojmocnými kationty, jako je vápník (Ca), hořčík (Mg), železo (Fe2+^2+2+) nebo mangan (Mn), zatímco místo YYY je obsazeno trojmocnými kationty, jako je hliník ( Al), železo (Fe3+^3+3+), popř chróm (Čr).

Některé běžné kompozice koncových členů granátu zahrnují:

Pyrope: (Mg3Al2(SiO4)3)(Mg_3Al_2(SiO_4)_3)(Mg3Al2(SiO4)3)
Almandin: (Fe3Al2(SiO4)3)(Fe_3Al_2(SiO_4)_3)(Fe3Al2(SiO4)3)
Spessartin: (Mn3Al2(SiO4)3)(Mn_3Al_2(SiO_4)_3)(Mn3Al2(SiO4)3)
Grossular: (Ca3Al2(SiO4)3)(Ca_3Al_2(SiO_4)_3)(Ca3Al2(SiO4)3)
Andradit: (Ca3Fe2(SiO4)3)(Ca_3Fe_2(SiO_4)_3)(Ca3Fe2(SiO4)3)
Uvarovite: (Ca3Cr2(SiO4)3)(Ca_3Cr_2(SiO_4)_3)(Ca3Cr2(SiO4)3)

Krystalická struktura

Granáty krystalizují v krychlovém systému a mají izometrickou krystalovou strukturu. Tato struktura se vyznačuje symetrickým uspořádáním atomů, což má za následek vznik dvanáctistěnných nebo lichoběžníkových krystalových tvarů. Krychlová symetrie a nedostatek štěpných rovin přispívají k odolnosti a tvrdosti granátu.

Fyzikální vlastnosti

Granáty vykazují řadu fyzikálních vlastností v závislosti na jejich chemickém složení. Některé z klíčových fyzikálních vlastností zahrnují:

Tvrdost: Granáty jsou poměrně tvrdé minerály, s tvrdostí podle Mohse v rozmezí 6.5 až 7.5. Tato tvrdost je činí vhodnými pro použití jako brusiva v průmyslových aplikacích a zajišťuje odolnost při použití jako drahokamy.
Specifická gravitace: Měrná hmotnost granátů se liší v závislosti na jejich složení, typicky se pohybuje od 3.5 do 4.3. Například pyropové granáty mívají nižší specifickou hmotnost, zatímco almandinové a andraditové granáty mají vyšší hodnoty.
Index lomu: Granáty mají index lomu v rozmezí od 1.72 do 1.94. Tato vlastnost, kombinovaná s jejich průhledností a barvou, dává granátům jejich lesk a činí je žádoucími jako drahé kameny.

Tyto fyzikální vlastnosti spolu s jejich chemickým složením a krystalickou strukturou přispívají k rozmanitosti a všestrannosti granátů, díky čemuž jsou cenné jak jako drahé kameny, tak v různých průmyslových aplikacích.

Hlavní typy granátů

Granáty jsou skupinou silikátových minerálů s různým chemickým složením a fyzikálními vlastnostmi. Zde jsou hlavní typy granátů, z nichž každý má své odlišné vlastnosti:

Pyropský granát

Vzorec: (Mg3Al2(SiO4)3)(Mg_3Al_2(SiO_4)_3)(Mg3Al2(SiO4)3)
Složení: Hlinitokřemičitan hořečnatý
Barva: Typicky tmavě červená až purpurově červená, připomínající barvu semen granátového jablka.
Vzhled: Transparentní až průsvitné se sklovitým leskem.
Místa: Nalezeno v ultramafic skály si peridotit xenolity uvnitř kimberlit potrubí.
Zdroje: Jižní Afrika, Myanmar, Srí Lanka, Čína a Spojené státy.
Transparentnost: Obecně transparentní až průsvitné.
Zvyk: Často se vyskytuje v dodekaedrických krystalech, ale může se také vyskytovat v granulovaných nebo masivních formách.
Zahrnutí: Může obsahovat rutile jehly, zirkon krystaly nebo jiné minerální inkluze.
Spektroskopie: Vykazuje silné absorpční pásy v blízké infračervené oblasti díky přítomnosti železa a chrómu.
Geologie: Běžně se vyskytuje při vysokém tlaku a nízké teplotě metamorfované horniny jako jsou eklogity a horniny odvozené z pláště.

Almandin granát

Vzorec: (Fe3Al2(SiO4)3)(Fe_3Al_2(SiO_4)_3)(Fe3Al2(SiO4)3)
Složení: Křemičitan hlinitý železa
Barva: Tmavě červená až červenohnědá, někdy s fialovým nádechem.
Vzhled: Často neprůhledný se sklovitým až pryskyřičným leskem.
Místa: Nachází se v metamorfovaných horninách, jako jsou břidlice a ruly.
Zdroje: Indie, Brazílie, Rakousko, Madagaskar a Spojené státy americké.
Transparentnost: Typicky existují neprůhledné, ale průhledné odrůdy.
Zvyk: Běžně se vyskytuje v dobře tvarovaných dvanáctistěnných krystalech.
Zahrnutí: Mezi běžné inkluze patří zirkon, křemen, a malé.
Spektroskopie: Charakterizováno absorpčními pásy ve viditelné a blízké infračervené oblasti díky obsahu železa.
Geologie: Běžný ve středně až vysoce metamorfovaných horninách, jako jsou amfibolity a granulity.

Spessartinský granát

Vzorec: (Mn3Al2(SiO4)3)(Mn_3Al_2(SiO_4)_3)(Mn3Al2(SiO4)3)
Složení: Manganaluminiumsilikát
Barva: Pohybuje se od oranžové po červenohnědou, často se zářivým, ohnivým odstínem.
Vzhled: Transparentní až průsvitné se sklovitým leskem.
Místa: Nachází se v granitických pegmatitech a metamorfovaných horninách.
Zdroje: Namibie, Brazílie, Čína, Madagaskar a Spojené státy americké.
Transparentnost: Obecně transparentní až průsvitné.
Zvyk: Vyskytuje se v dvanáctistěnných krystalech, často se zaoblenými hranami.
Zahrnutí: Může obsahovat jehlicovité vměstky nebo tekuté vměstky.
Spektroskopie: Vykazuje absorpční pásy díky obsahu manganu, ovlivňující jeho barvu.
Geologie: Obvykle se nachází v žula pegmatity a související s metamorfovanými horninami bohatými na mangan.

Grossulární granát

Vzorec: (Ca3Al2(SiO4)3)(Ca_3Al_2(SiO_4)_3)(Ca3Al2(SiO4)3)
Složení: Křemičitan vápenato-hlinitý
Barva: Velmi se liší, od bezbarvé po zelenou, žlutou, oranžovou nebo hnědou.
Vzhled: Transparentní až průsvitné se sklovitým leskem.
Místa: Nalezeno v kontaktních metamorfovaných vápencích a skarnech.
Zdroje: Kanada, Mexiko, Keňa, Tanzanie a Rusko.
Transparentnost: Obvykle průhledné až průsvitné.
Zvyk: Typicky se vyskytuje v dobře tvarovaných dodekaedrických nebo lichoběžníkových krystalech.
Zahrnutí: Může zahrnovat rutilové jehly, pyrit krystaly nebo fluidní inkluze.
Spektroskopie: Vykazuje absorpční pásy ovlivněné vápníkem a stopovými prvky.
Geologie: Běžně spojován se skarny a metamorfovanými karbonátovými horninami.

Andradit Granát

Vzorec: (Ca3Fe2(SiO4)3)(Ca_3Fe_2(SiO_4)_3)(Ca3Fe2(SiO4)3)
Složení: Křemičitan vápenatý
Barva: Pohybuje se od žlutozelené po zelenou, hnědou nebo černou.
Vzhled: Často neprůhledný se subadamantinním až pryskyřičným leskem.
Místa: Nachází se ve skarnech, kontaktních metamorfovaných vápencích a serpentinitech.
Zdroje: Itálie, Rusko, Spojené státy americké, Mexiko a Namibie.
Transparentnost: Typicky neprůhledné, ale existují některé průhledné odrůdy.
Zvyk: Vyskytuje se v dobře utvářených dodekaedrických nebo lichoběžníkových krystalech.
Zahrnutí: Běžně obsahuje rutilové jehly, magnetitnebo hematit inkluze.
Spektroskopie: Vykazuje absorpční pásy kvůli obsahu železa, které ovlivňují jeho barvu.
Geologie: Souvisí se skarny a kontaktními metamorfovanými horninami, zejména v oblastech s významným obsahem železa.

Uvarovit granát

Vzorec: (Ca3Cr2(SiO4)3)(Ca_3Cr_2(SiO_4)_3)(Ca3Cr2(SiO4)3)
Složení: Křemičitan chrom-vápenatý
Barva: Jasně zelená, často podobná smaragd.
Vzhled: Typicky neprůhledné až průsvitné se sklovitým leskem.
Místa: Nalezen v chromit vklady a serpentinity.
Zdroje: Rusko, Finsko, Norsko, Jižní Afrika a Kanada.
Transparentnost: Obecně neprůhledné až průsvitné.
Zvyk: Vyskytuje se v malých dvanáctistěnných krystalech, často se vyskytujících jako drúzovité povlaky na skalních površích.
Zahrnutí: Zřídka obsahuje viditelné inkluze, ale může mít stopové minerální inkluze.
Spektroskopie: Vykazuje absorpční pásy díky obsahu chrómu, což ovlivňuje jeho živou zelenou barvu.
Geologie: Obvykle souvisí s metamorfovanými horninami bohatými na chrom a ultramafickým prostředím.

Tyto hlavní typy granátů ukazují rozmanitost a krásu této minerální skupiny, z nichž každý má jedinečné vlastnosti a výskyt. Granáty jsou i nadále vysoce ceněny pro svou estetickou přitažlivost jako drahé kameny a jejich praktické aplikace v různých průmyslových odvětvích.

Metody identifikace

Identifikace granátů zahrnuje kombinaci fyzikálních, optických a někdy i chemických technik.

1. Vizuální kontrola a fyzikální vlastnosti

Barva: Granáty se dodávají v různých barvách v závislosti na jejich typu (např. červená, zelená, žlutá, oranžová). Samotná barva může někdy poskytnout vodítko o typu granátu.
Krystalický zvyk: Granáty typicky krystalizují ve tvaru dvanáctistěnu nebo lichoběžníku. Pozorování krystalového habitu může pomoci identifikovat minerál.
Tvrdost: Granáty mají tvrdost v rozmezí 6.5 až 7.5 Mohsova stupnice. Testování tvrdosti proti běžným minerálům může pomoci potvrdit, zda je vzorek granát.
Specifická gravitace: Určení specifické hmotnosti (hustoty vzhledem k vodě) může poskytnout další vodítka, protože různé typy granátů mají mírně odlišné specifické hmotnosti.

2. Optické vlastnosti

Index lomu: Granáty mají indexy lomu v rozmezí přibližně 1.72 až 1.94. Měření indexu lomu pomocí refraktometru může pomoci odlišit granáty od jiných drahých kamenů.
Pleochroismus: Některé granáty vykazují pleochroismus, což znamená, že při pohledu z různých úhlů vykazují různé barvy. Tato vlastnost může pomoci při identifikaci.
Rozptyl: Granáty mají obvykle nízkou disperzi, což znamená, že nerozdělují světlo do spektrálních barev tak výrazně jako některé jiné drahé kameny.

3. Spektroskopické techniky

UV fluorescence: Některé granáty mohou vykazovat fluorescenci pod ultrafialovým (UV) světlem. Tato fluorescence se může lišit v závislosti na typu a přítomnosti nečistot.
Spektroskopie (IR, UV-Vis): Použití infračervené (IR) spektroskopie a UV-viditelné (UV-Vis) spektroskopie může poskytnout informace o chemickém složení granátu a všech přítomných stopových prvcích.

4. Chemické testy

Kyselá reakce: Granáty jsou obecně odolné vůči kyselinám. Testování se zředěnou kyselinou chlorovodíkovou (HCl) může pomoci odlišit granáty od jiných minerálů, které mohou šumět.

5. Mikroskopické vyšetření

Zahrnutí: Zkoumání granátů pod mikroskopem může odhalit charakteristické inkluze, jako jsou rutilové jehlice, fluidní inkluze nebo jiné minerální krystaly, které jsou specifické pro určité typy granátů.

6. Gemologické testování

Gemologické nástroje: Použití gemologických nástrojů, jako je refraktometr, polaroskop, spektroskop a mikroskop, může poskytnout podrobná data pro identifikaci.

7. Rentgenová difrakce (XRD)

Krystalická struktura: Rentgenová difrakční analýza může definitivně určit krystalovou strukturu granátů, potvrdit jejich identitu a odlišit je od jiných minerálů.

Kombinace těchto metod umožňuje gemologům, mineralogům a geologům přesně identifikovat granáty a určit jejich typ, původ a potenciální hodnotu jako drahé kameny nebo průmyslové minerály. Konkrétní použité techniky se mohou lišit v závislosti na dostupném vybavení a povaze zkoumaného vzorku granátu.

Aplikace různých typů granátů

Granáty se svými rozmanitými druhy a jedinečnými vlastnostmi nacházejí uplatnění v různých průmyslových odvětvích a oborech.

Pyropský granát

Drahokam: Pyropský granát se svou sytě červenou až purpurově červenou barvou je velmi ceněný jako drahokam. Používá se ve špercích, včetně prstenů, náušnic, náhrdelníků a náramků.
Průmyslové využití: Pro svou tvrdost a abrazivitu se pyropový granát používá jako abrazivní materiál při řezání vodním paprskem, pískování a abrazivním tryskání. Je účinný pro přesné řezání kovů, keramiky a skla.

Almandin granát

Drahokam: Almandinový granát, často tmavší červený až hnědočervený, se používá jako drahokam, zejména ve starožitných špercích a tradičních vzorech.
Filtrace vody: Almandin granát se používá jako filtrační médium v systémech filtrace vody. Díky vysoké měrné hmotnosti a tvrdosti je účinný při odstraňování usazenin a částic z vody.

Spessartinský granát

Drahokam: Spessartinský granát, známý svou oranžovou až červenohnědou barvou, se používá jako drahokam ve šperkařství. Díky svým zářivým barvám je oblíbený v prstenech a náušnicích.
Průmyslová brusiva: Spessartinový granát se také používá jako brusný materiál, zejména v aplikacích vyžadujících jemnější abrazivní částice. Používá se při řezání vodním paprskem, pískování a leštění.

Grossulární granát

Drahokam: Grossulární granát se vyskytuje v různých barvách včetně zelené, žluté, oranžové a hnědé. Používá se jako drahokam, často v průsvitných až průhledných odrůdách.
Průmyslové aplikace: Grossulární granát se používá v průmyslových aplikacích, jako je řezání vodním paprskem a pískování. Je ceněn pro svou tvrdost a ostré hrany, které zvyšují účinnost řezání.

Andradit Granát

Průmyslová brusiva: Andraditový granát, zejména odrůda známá jako demantoidní granát (zelená), je vysoce ceněný jako abrazivní materiál. Používá se v aplikacích přesného řezání a broušení.
Drahokam: Demantoidní granát se také používá jako vzácný a cenný drahokam díky své intenzivní zelené barvě a vysoké disperzi, díky čemuž je oblíbený mezi sběrateli a nadšenci do šperků.

Uvarovit granát

Vzácný drahokam: Uvarovit granát, který svou živou zelenou barvou připomíná smaragdy, se používá především jako vzácný a cenný drahokam. Často je zasazen do šperků, i když jeho nedostatek omezuje jeho komerční dostupnost.
Vzorky minerálů: Uvarovitový granát je vyhledáván také sběrateli minerálů a muzeí pro své unikátní krystalické formy a zářivě zelené zbarvení.

Celkové aplikace:

Abraziva: Různé typy granátů se široce používají jako brusiva v průmyslových odvětvích, jako je kovovýroba, automobilový průmysl, letecký průmysl a stavebnictví. Jsou preferovány pro svou tvrdost, ostrost a odolnost.
Drahokamy: Granáty jsou oblíbené drahé kameny díky své rozmanitosti barev a optickým vlastnostem. Používají se ve špercích, ozdobných předmětech a jako sběratelské exempláře.
Filtrace vody: Určité druhy granátů, zejména almandin a grossular, se používají jako filtrační média v systémech vodní filtrace k odstranění kontaminantů a nečistot z vody.
Průmyslové využití: Granáty se používají v různých průmyslových aplikacích, kde je výhodná jejich tvrdost, abrazivní vlastnosti a měrná hmotnost. Tyto aplikace zahrnují řezání vodním paprskem, pískování, abrazivní tryskání a leštění.

Stručně řečeno, granáty hrají zásadní roli v estetickém i průmyslovém kontextu, poskytují krásu šperků a účinnost v průmyslových procesech díky svým jedinečným vlastnostem a všestranným aplikacím napříč různými typy.

Jiné druhy granátů

Kromě výše zmíněných hlavních typů granátů (Pyrope, Almandin, Spessartine, Grossular, Andradite a Uvarovite) existuje několik dalších méně známých nebo méně běžných typů granátů. Zde je několik pozoruhodných:

Rhodolitový granát

Chemické složení: Rodolit granát je směs pyropu a almandinu, často s různými poměry.
Barva a vzhled: Typicky vykazuje purpurově červenou až červenofialovou barvu, někdy s nádechem do fialova.
Použití drahokamů: Rodolitový granát je vysoce ceněný jako drahokam pro svou atraktivní barvu a brilanci. Je oblíbený ve šperkařství, včetně prstenů, náušnic a náhrdelníků.
Místa: Nachází se na různých místech po celém světě, včetně Srí Lanky, Tanzanie, Brazílie a Spojených států.

Tsavorite Granát

Chemické složení: Tsavorite granát je zelená odrůda grossulárního granátu.
Barva a vzhled: Sahá od zářivě zelené po smaragdově zelenou, často s vynikající průhledností a brilancí.
Použití drahokamů: Tsavoritový granát je ceněný jako vzácný a cenný drahokam díky své živé zelené barvě. Používá se u špičkových šperků, zejména v prstenech a náušnicích.
Místa: Mezi primární zdroje patří Keňa a Tanzanie, kde se vyskytuje v metamorfovaných horninách spojených s geologickými procesy.

Mali Garnet

Chemické složení: Granát Mali je kombinací grossulárního a andraditového granátu.
Barva a vzhled: Vykazuje škálu barev od žlutozelené po zelenožlutou, často se zlatým odstínem.
Použití drahokamů: Granát Mali se používá jako drahokam ve šperkařství, ceněný pro svou jedinečnou barvu a lesk. Běžně se fasetuje do různých tvarů pro použití v prstenech, náušnicích a přívěscích.
Místa: Pochází především z Mali, západní Afriky, kde byl poprvé objeven, a také z dalších oblastí, jako je Brazílie a Madagaskar.

Granátová změna barvy

Chemické složení: Granátem se změnou barvy může být jakákoliv odrůda granátu, která vykazuje jev změny barvy za různých světelných podmínek.
Barva a vzhled: Obvykle ukazuje různé barvy pod denním světlem a žárovkovým světlem, často se pohybuje mezi odstíny modrozelené, fialové a červené.
Použití drahokamů: Granát se změnou barvy, ceněný pro svou vzácnost a optickou intriku, je vyhledáván sběrateli a nadšenci do šperků. Používá se u jemných šperků k předvedení jeho vlastností měnících barvu.
Místa: Nachází se na různých místech po celém světě, včetně Tanzanie, Srí Lanky, Madagaskaru a Ruska.

Hessonitový granát

Chemické složení: Hessonite granát je odrůda grossulárního granátu.
Barva a vzhled: Pohybuje se od žlutooranžové až po červenohnědou, někdy s medovým odstínem. Často má průsvitný vzhled.
Použití drahokamů: Hessonitový granát se používá jako drahokam ve špercích, zejména ve starožitných a etnických vzorech. Je oblíbený v prstenech, korálcích a přívěscích.
Místa: Mezi hlavní zdroje patří Srí Lanka, Indie, Madagaskar a Brazílie.

Hydrogrosulární granát

Chemické složení: Hydrogrosulární granát je směs grossulárního granátu a vody (hydroxylová skupina).
Barva a vzhled: Jeho barva se liší od bezbarvé po zelenou, růžovou nebo hnědou, často s průsvitným až neprůhledným vzhledem.
Použití drahokamů: Hydrogrosulární granát se používá jako drahokam, zejména v brusech kabošonů a korálcích. Je ceněn pro svůj jedinečný vzhled a někdy je prodáván jako „Transvaal Jade“ nebo „African nefrit. "
Místa: Nachází se v hydrotermálních žilách a metamorfovaných prostředích, především v Jižní Africe, Keni a Tanzanii.

Tyto další typy granátů předvádějí rozmanitost v rámci skupiny granátů, z nichž každý má své vlastní jedinečné vlastnosti, barvy a aplikace ve šperkařství a dalších průmyslových odvětvích.