Minerales

Granate



Mejor conocido como una piedra preciosa roja. Se presenta en muchos colores y tiene numerosos usos industriales.


Granates de gemas: La mayoría de la gente piensa que el granate es una piedra preciosa roja. Sin embargo, el granate se presenta en una amplia variedad de colores. En el sentido de las agujas del reloj desde la parte superior izquierda: almandina roja (Madagascar), tsavorita verde (Tanzania), mali amarillo (Mali), espesartita naranja (Mozambique), malaya rosa (Tanzania), menta verde de melanlani (Tanzania), piropo rojo (Costa de Marfil), demantoide verde (Namibia), rodolita púrpura (Mozambique) y hessonita naranja (Sri Lanka). Siete de los ocho granates anteriores son de África, la fuente relativamente nueva de granates espectaculares.

¿Qué es el granate?

Granate es el nombre utilizado para un gran grupo de minerales formadores de rocas. Estos minerales comparten una estructura cristalina común y una composición química generalizada de X3Y2(SiO4)3. En esa composición, "X" puede ser Ca, Mg, Fe2+ o Mn2+, y "Y" puede ser Al, Fe3+Mn3+, V3+ o Cr3+.

Estos minerales se encuentran en todo el mundo en rocas metamórficas, ígneas y sedimentarias. La mayoría del granate que se encuentra cerca de la superficie de la Tierra se forma cuando una roca sedimentaria con un alto contenido de aluminio, como el esquisto, se somete a calor y presión lo suficientemente intensos como para producir esquisto o gneis. El granate también se encuentra en las rocas del metamorfismo de contacto, las cámaras de magma subsuperficiales, los flujos de lava, las erupciones volcánicas de origen profundo y los suelos y sedimentos formados cuando las rocas con granate se desgastan y erosionan.

La mayoría de las personas asocian la palabra "granate" con una piedra preciosa roja; Sin embargo, a menudo se sorprenden al saber que el granate se presenta en muchos otros colores y tiene muchos otros usos. En los Estados Unidos, los principales usos industriales del granate en 2012 fueron el corte por chorro de agua (35%), los medios de chorro abrasivo (30%), los gránulos de filtración de agua (20%) y los polvos abrasivos (10%).

El grupo granate: Este cuadro resume los miembros del grupo granate que son más importantes como piedras preciosas. Los granates de aluminio son normalmente de color rojo con una mayor gravedad específica y dureza. Los miembros de calcio son generalmente de color verde y tienen una menor dureza.

Propiedades físicas del granate

Clasificación químicaSilicato
ColorTípicamente rojo, pero puede ser naranja, verde, amarillo, morado, negro o marrón. Los granates azules son extremadamente raros.
RachaIncoloro
LustreVítreo
DiafaneidadTransparente a translúcido
EscoteNinguna
Dureza de Mohs6.5 a 7.5
Gravedad específica3.5 a 4.3
Propiedades diagnósticasDureza, gravedad específica, forma cristalina isométrica, falta de escisión
Composición químicaFórmula general: X3Y2(SiO4)3
Sistema de cristalIsométrica
UsosGránulos de corte por chorro de agua, gránulos de chorro abrasivo, gránulos de filtración, granos abrasivos y polvos, piedras preciosas

Propiedades físicas y químicas del granate

Los minerales más comúnmente encontrados en el grupo de granate incluyen almandina, piropo, espesartina, andradita, grosular y uvarovita. Todos tienen un brillo vítreo, una diafanidad transparente a translúcida, una tenacidad frágil y una falta de escisión. Se pueden encontrar como cristales individuales, guijarros desgastados por la corriente, agregados granulares y ocurrencias masivas. Su composición química, gravedad específica, dureza y colores se enumeran a continuación.

Minerales granate

MineralComposiciónGravedad específicaDurezaColores
AlmandinaFe3Alabama2(SiO4)34.207 - 7.5rojo marrón
PiropoMg3Alabama2(SiO4)33.567 - 7.5rojo a morado
SpessartinaMinnesota3Alabama2(SiO4)34.186.5 - 7.5naranja a rojo a marrón
AndraditaCalifornia3Fe2(SiO4)33.906.5 - 7verde, amarillo, negro
GrossulariaCalifornia3Alabama2(SiO4)33.576.5 - 7.5verde, amarillo, rojo, rosa, claro
UvarovitaCalifornia3Cr2(SiO4)33.856.5 - 7verde
Las composiciones enumeradas anteriormente son para miembros finales de varias series de soluciones sólidas. Hay una serie de otros minerales de granate que se encuentran con menos frecuencia y no son tan importantes en el uso industrial. Incluyen goldmanita, kimzeyita, morimotoita, esquorlomita, hidrogrossular, hibschita, katoita, knorringita, majorita y calderita.

Como se vio anteriormente, hay una variedad de diferentes tipos de granate, y cada uno tiene una composición química diferente. También hay series de soluciones sólidas entre la mayoría de los minerales de granate. Esta amplia variación en la química determina muchas de sus propiedades físicas. Como ejemplo, los granates de calcio generalmente tienen una gravedad específica más baja, una dureza más baja y son típicamente de color verde. En contraste, los granates de hierro y manganeso tienen una gravedad específica más alta, una mayor dureza y son típicamente de color rojo.

Granate almandino: Excelentes cristales cúbicos de granate almandino en un esquisto de mica de grano fino de la montaña Granatenkogel, Austria. Muestra y foto de Arkenstone / www.iRocks.com.

Granate de andradita: Granate verde andradita de la variedad demantoide en una matriz de mármol. Este espécimen mide aproximadamente 8.9 x 6.5 x 4.8 centímetros y fue recolectado en la provincia de Antsiranana, Madagascar. Los granates formados dentro del mármol a menudo tienen una excelente forma de cristal y son de muy alta calidad. Muestra y foto de Arkenstone / www.iRocks.com.

Gneis granate: Un gneis de grano grueso compuesto principalmente de hornblende (negro), plagioclasa (blanco) y granate (rojo) de Noruega. Foto de dominio público de Woudloper.

Cristales de granate aluvial: Estos granates almandina-espesartina provienen de un depósito aluvial en Idaho. Han sido transportados a poca distancia de su roca de origen, y algunos aún conservan evidencia de su forma de cristal dodecaédrico. Miden entre cuatro y cinco milímetros y pesan entre 0.6 y 0.8 quilates cada uno.

¿Cómo se forma el granate?


Granate en rocas metamórficas

La mayoría de los granates se forman en los límites de las placas convergentes donde el metamorfismo regional actúa sobre el esquisto. El calor y la presión del metamorfismo rompen los enlaces químicos y hacen que los minerales se recristalicen en estructuras que sean estables en el nuevo entorno de temperatura-presión. El granate de aluminio, almandina, generalmente se forma en este entorno.

A medida que estas rocas se metamorfosean, los granates comienzan como pequeños granos y se agrandan lentamente con el tiempo a medida que avanza el metamorfismo. A medida que crecen, desplazan, reemplazan e incluyen los materiales de roca circundantes. La foto a continuación muestra una vista microscópica de un grano de granate que ha crecido dentro de una matriz de esquisto. Incluyó varios granos minerales de la roca huésped a medida que crecía. Esto explica por qué tantos granates formados por metamorfismo regional están altamente incluidos.

Esquisto de mica granate en sección delgada: Esta es una vista microscópica de un grano de granate que ha crecido en el esquisto. El gran grano negro es el granate, los granos alargados rojos son copos de mica. Los granos negros, grises y blancos son en su mayoría granos de cuarzo y feldespato de tamaño menor o de limo. El granate ha crecido reemplazando, desplazando e incluyendo los granos minerales de la roca circundante. Puede ver muchos de estos granos como inclusiones dentro del granate. De esta foto es fácil de entender por qué los granates limpios, con calidad de gema y sin inclusiones son tan difíciles de encontrar. También es difícil entender cómo el granate puede convertirse en bonitos cristales euédricos en estas condiciones. Foto de Jackdann88, utilizada aquí bajo una licencia Creative Commons.

Los granates de calcio generalmente se forman cuando la piedra caliza arcillosa se altera en mármol por metamorfismo de contacto a lo largo de los bordes de las intrusiones ígneas. Estos son andradita, grosular y uvarovita, los granates ligeramente más suaves, típicamente verdes con una gravedad específica más baja. Dos granates de calcio son muy apreciados en el comercio de gemas; son tsavorita (un granular verde brillante) y demantoide (una andradita verde dorado).


Granate en rocas ígneas

El granate ocurre a menudo como mineral accesorio en rocas ígneas como el granito. Muchas personas están familiarizadas con el granate almandino porque a veces se lo ve como cristales rojo oscuro en las rocas ígneas utilizadas como encimeras de granito. La espesartina es un granate anaranjado que se encuentra como cristales en las pegmatitas de granito. Pyrope es un granate rojo que se lleva a la superficie de la Tierra en pedazos de peridotita que fueron arrancados del manto durante las erupciones volcánicas de origen profundo. El granate también se encuentra en los flujos de lava basáltica.


Granate en rocas sedimentarias y sedimentos

Los granates son minerales relativamente duraderos. A menudo se encuentran concentrados en los suelos y sedimentos que se forman cuando las rocas con granate se desgastan y erosionan. Estos granates aluviales a menudo son el objetivo de las operaciones mineras porque son fáciles de extraer y extraer del sedimento / suelo mediante procesamiento mecánico.

Usos de granate: Este cuadro muestra los usos industriales más comunes de los minerales de granate. La almandina es la variedad de granate que se usa con mayor frecuencia en la industria.

Usos del granate

El granate se ha utilizado como una piedra preciosa durante miles de años. En los últimos 150 años, ha visto muchos usos adicionales como mineral industrial. La siguiente tabla muestra los usos industriales recientes del granate en los Estados Unidos. El granate también se usa como mineral indicador durante la exploración mineral y las evaluaciones geológicas.

Granate abrasivo: Esta foto muestra gránulos de granate que han sido triturados y clasificados por tamaño para su uso como abrasivos, corte y medios filtrantes. Se utilizan en el corte por chorro de agua, chorro de "arena", papel de lija, filtración de agua y otros usos. La almandina es el granate más duro y también el más abundante. Es el granate de elección para la mayoría de las aplicaciones abrasivas. Foto del Servicio Geológico de los Estados Unidos.

Granate como un mineral industrial


Abrasivos de Granate

El primer uso industrial del granate fue como abrasivo. El granate es un mineral relativamente duro con una dureza que oscila entre 6.5 y 7.5 en la escala de Mohs. Eso le permite ser utilizado como un abrasivo efectivo en muchos tipos de fabricación. Cuando se aplasta, se rompe en piezas angulares que proporcionan bordes afilados para cortar y lijar. Los gránulos pequeños de tamaño uniforme se unen al papel para producir un papel de lija de color rojizo que se usa ampliamente en talleres de carpintería. El granate también se tritura, se tamiza a tamaños específicos y se vende como gránulos y polvos abrasivos. En los Estados Unidos, Nueva York e Idaho han sido importantes fuentes de granate industrial para abrasivos.

Papel de lija granate: Los gránulos de granate triturados se usan para hacer papel de lija granate. El granate sirve como un excelente abrasivo, especialmente para lijar madera. Los gránulos de granate triturados son muy afilados y, a medida que se usa el papel, los gránulos se fracturan para exponer nuevas superficies afiladas. Si ve papel de lija cubierto con gránulos de color marrón rojizo, mire la parte posterior para ver si es papel granate.

Cristal de granate: Almandine, una variedad de granate de River Valley, Ontario, Canadá. Este espécimen es un bonito cristal euédrico de aproximadamente 2 pulgadas (5 centímetros) de ancho. Estos tipos de cristales a menudo se eliminan de un esquisto de mica con granate y se transportan por corrientes.

Corte por chorro de agua

El mayor uso industrial del granate en los Estados Unidos es el corte por chorro de agua. Una máquina conocida como cortador de chorro de agua produce un chorro de agua a alta presión con gránulos abrasivos arrastrados. Cuando estos se dirigen a una pieza de metal, cerámica o piedra, puede producirse una acción de corte que produce muy poco polvo y cortes a baja temperatura. Las cortadoras de chorro de agua se utilizan en la fabricación y la minería.

Granate almandino: Almandine, una variedad de granate de Lount Township, Ontario, Canadá. Este es un espécimen granular de aproximadamente 11.4 centímetros de ancho.

Limpieza abrasiva

Los gránulos de granate también se usan en chorro abrasivo (comúnmente conocido como "chorro de arena"). En estos procesos, una herramienta impulsa una corriente de gránulos abrasivos (también conocidos como "medios") contra una superficie utilizando un fluido altamente presurizado (generalmente aire o agua) como propulsor. El granallado abrasivo se realiza para alisar, limpiar o eliminar productos de oxidación de metales, ladrillos, piedras y otros materiales. Por lo general, es mucho más rápido que lijar a mano o con una máquina de lijar. Puede limpiar superficies pequeñas e intrincadas que otros métodos de limpieza perderían. Se pueden usar abrasivos de varias durezas para limpiar una superficie de mayor dureza, sin dañar la superficie.

Filtración

Los gránulos de granate a menudo se usan como medios de filtro. Se usan pequeñas partículas de granate para llenar un recipiente a través del cual fluye un líquido. Los espacios de poros del granate son lo suficientemente pequeños como para permitir el paso del líquido, pero son demasiado pequeños para permitir el paso de algunas partículas contaminantes, que se filtran del flujo. El granate es adecuado para este uso porque es relativamente inerte y tiene una gravedad específica relativamente alta. Los gránulos de granate, triturados y clasificados hasta aproximadamente 0.3 milímetros de tamaño, pueden usarse para filtrar partículas contaminantes tan pequeñas como unas pocas micras de diámetro. La alta gravedad específica y la alta dureza del granate reducen la expansión del lecho y la abrasión de las partículas durante el retrolavado.

Peridotita granate: Peridotita granate de Alpe Arami, cerca de Bellinzona, Suiza. El material en esta roca se originó dentro del manto de la Tierra y fue entregado a la superficie a través de una tubería volcánica durante una erupción volcánica de origen profundo. Los granates son los granos de color púrpura rojizo dentro de la roca. Los granates erosionados de tales tuberías a menudo sirven como minerales indicadores cuando se exploran las tuberías volcánicas que pueden contener diamantes. Foto de dominio público de Woudloper.

La mejor manera de aprender sobre minerales es estudiar con una colección de especímenes pequeños que pueda manejar, examinar y observar sus propiedades. Las colecciones económicas de minerales están disponibles en la tienda de Geology.com.

El granate como mineral indicador geológico

Aunque la mayoría de los granates encontrados en la superficie de la Tierra se han formado dentro de la corteza, algunos granates se sacan del manto durante las erupciones volcánicas de origen profundo. Estas erupciones arrastran pedazos de roca del manto conocidos como "xenolitos" y los llevan a la superficie en una estructura conocida como "tubería". Estos xenolitos son la fuente de la mayoría de los diamantes encontrados en o cerca de la superficie de la Tierra.

Tubo de diamante: Sección transversal simplificada de una tubería de diamante y depósito de tierra residual que muestra las relaciones de xenolitos y diamantes con la tubería y la tierra residual.

Aunque los xenolitos contienen diamantes, a menudo contienen una gran cantidad de granates por cada diamante, y esos granates son generalmente de mayor tamaño. Estos granates de fuente profunda son muy diferentes de los granates que se forman en la corteza a poca profundidad. Por lo tanto, una buena manera de buscar diamantes es buscar estos granates únicos. Los granates sirven como "minerales indicadores" para los geólogos que exploran depósitos de diamantes. A medida que los xenolitos envejecen, sus granates se liberan en grandes cantidades. Estos granates inusuales luego se mueven cuesta abajo en suelos y arroyos. Los geólogos que los encuentran pueden seguir el rastro de granate hasta el depósito fuente. Algunas de las tuberías de diamantes en Canadá se encontraron siguiendo un rastro de granate producido por el hielo en movimiento.

Granates africanos: Granates africanos de varios colores: naranja spessartina (Mozambique), amarillo mali (Mali), almandina roja (Madagascar), tsavorita verde (Tanzania) y rodolita púrpura (Mozambique). En las últimas dos décadas, África se ha convertido en una fuente importante de excelentes granates hermosos con gran color y claridad.

Granate de melanina: La melanita es un granate negro opaco que es inusual encontrar en joyería hoy en día. Junto con el azabache, la calcedonia negra y otras gemas negras, la melanita a menudo se usaba en joyería durante la era victoriana. Estas dos rondas de melanita cortadas en rosa tienen unos 9 milímetros de diámetro.

Granates como piedras preciosas

El granate se ha utilizado como una piedra preciosa durante más de 5000 años. Se ha encontrado en las joyas de muchos entierros egipcios y fue la piedra preciosa más popular de la antigua Roma. Es una joya hermosa que generalmente se vende sin ningún tipo de tratamiento. También es duradero y lo suficientemente común como para que pueda usarse en joyería a un costo relativamente bajo.

El granate continúa como una piedra preciosa popular hoy. Sirve como piedra de nacimiento para el mes de enero y es una joya tradicional dada en un segundo aniversario. La mayoría de las personas pensarán en una piedra preciosa roja cuando escuchen el nombre de "granate" porque no son conscientes de que el granate se presenta en una variedad de colores. Sin embargo, los granates con calidad de gema se presentan en todos los colores: el rojo es el más común y el azul es especialmente raro.

El almandino rojo es el granate rojo que se encuentra con mayor frecuencia en las joyas porque es abundante y económico. El piropo y la espesartina son granates rojizos que se encuentran comúnmente en las joyas por la misma razón. En las últimas décadas, el granate demantoide verde se ha vuelto popular. Tiene una dispersión de 0.057 que le da un "fuego" que excede el de los diamantes en 0.044. La tsavorita verde tiene un color brillante y rico que se parece mucho a la esmeralda. Se usa comúnmente como una piedra alternativa a la esmeralda. Ambos granates verdes se están volviendo más populares, pero su precio es mucho más alto que el de almandina.

Información granate
1 Piedras preciosas del mundo: Walter Schumann; Sterling Publishing; quinta edición; 320 páginas; 2013
2 Granate: un mineral industrial esencial y piedra de nacimiento de enero: James G. Evans, Phillip R. Moyle, David G. Frank y Donald W. Olson; United States Geological Survey Fact Sheet 2006-3149; 2006
3 Granate industrial: Donald W. Olson; United States Geological Survey Minerals Yearbook, 2012.
4 Granate industrial: Donald W. Olson; United States Geological Survey Mineral Commodity Summary, 2014.

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