Гранат. Характеристика, різновиди, поширення

Гранат — мінерал, що вражає своєю різноманітністю кольорів, властивостей та форм. Дослідження гранатів дозволяє краще зрозуміти умови їх утворення, а також виявити родовища, багаті на цей мінерал. Унікальні властивості гранатів забезпечують їм широке застосування в різних сферах — від виготовлення прикрас до використання в технічних процесах.

Різновиди

Гранати є групою ортосилікатів мінливого складу, що утворюють ізоморфні ряди:

1) Піроп [Mg₃Al2(SiO₄)₃] — Альмандин Fe₃Al₂[SiO₄]₃]
2) Альмандин — Спесартин [Mn₃Al₂[SiO₄]₃]
3) Гросуляр [Ca₃Al₂[SiO₄]₃] — Андрадит [Ca₃Fe³₊₂(SiO₄)₃]
4) Гросуляр – Спесартин

Гранат входить до переліку корисних копалин загальнодержавного значення затвердженого постановою Кабінету Міністрів України від 12 грудня 1994 р. № 827, як абразивна сировина.

Характеристика та різновиди

Завдяки значній твердості (6–7 за шкалою Мооса) гранати альмандин-піропового й альмандин-спесартинового ряду використовуються як абразивний матеріал: з них виготовляють різноманітні точильні і шліфувальні інструменти й матеріали, порошки та ін.

Також гранат використовується у будівництві як додаток до цементних та будівельних мас. Прозорі й напівпрозорі гранати є коштовним камінням.

Для гранатової сировини немає встановлених технічних вимог, для виробництва перевагу мають гранати з високою твердістю, такі як альмандин. Зерна повинні бути достатньо великими та не мати включень інших мінералів. Тріщинуватість може бути густою, але вони не мають проникати в мінерал. При роздроблені гранати має давати гострі та ріжучі грані.

Вміст гранату в породі має бути не нижче 10–12%, хоч інколи розробляються родовища з 4% гранату в породі. Технічною перевагою є невелика механічна міцність породи, відсутність мінералів з близькою питомою вагою, що дає можливість понизити витрати та спростити видобуток корисного мінералу.

Окрім уваровіту, всі гранати після прожарення розчиняються в HCl і звичайно після випаровування виділяють желеподібний кремнезем. В шліфах вони відрізняються дуже сильним рельєфом і відсутністю спайності. Також між хімічним складом і фізичними властивостями гранатів (показником заломлення та питомою вагою) спостерігається певна залежність. Вона дозволяє з достатнім наближенням визначити молекулярний склад, не вдаючись до хімічного аналізу.

Хімічний склад, структура і властивості мінералів групи гранату, а також концентрація їх у вміщуючих породах змінюється залежно від тих геологічних умов, в яких вони утворюються в природі, тобто залежно від генетичного типу їх родовищ, серед яких виділяють дві основні групи:

1. Первинні — корінні утворення яких пов’язано з дією магматичних, постмагматичних і метаморфічних процесів;
2. Вторинні – розсипи, що утворюються в результаті механічного руйнування первинних родовищ.

Для магматичних родовищ найтиповішими гранатами є піроп і спесартин.

Піроп кристалізується в багатих магнієм і бідних лугами магмах. Нерідко його кристали оточені каймою шпінелі, піроксенів і польових шпатів.

Спесартин типовий для гранітів і пегматитів. Крім того, магматичне походження можуть мати альмандин і андрадит.

Родовища на контактах кислих порід з породами, що містять залізо, вміщують, в основному альмандин, мають незначні розміри і тому промислове значення їх невелике.

Нерідко в одному і тому ж первинному родовищі присутні гранати, що утворилися в різний час і за різних умов. Зміна їх призводить до заміщення гранату хлоритом, піроксеном, амфіболом, епідотом, біотитом, польовими шпатами та ін.

Найбільший промисловий інтерес представляють родовища, пов’язані з переробленням основних порід. Такі родовища, маючи значні розміри, дають крупні кристали альмандину, особливо придатного для використання в якості абразивного матеріалу.

Висока щільність і значна механічна міцність сприяють накопиченню гранатів (головним чином піропом і альмандину) в алювіальних, озерних і прибережно-морських розсипах. Розсипні родовища гранату, як правило, незначні за запасами і характеризуються наявністю в них дрібних, сильно обкатаних кристалів і уламків, розбитих численними глибокими тріщинами.

Одним з нових для країни видів абразивної сировини є гранат. Його високі фізико-механічні властивості (твердість, міцність і знос, форма абразивного зерна, мікротріщинуватість, здатність при подрібненні давати уламки з гостроріжучими краями, високий ступінь самозаточуваності, здатність гранатових зерен міцно прикріплюватися до паперової або тканинної основи) дозволяють з успіхом застосувати його в якості абразивної сировини.

Родовища в Україні

В Україні відомі родовища та прояви гранату двох типів: магматичні й метаморфічні.

Лозненське родовище розташоване в Хмельницькому районі Вінницької області. У плані воно представлено валоподібним тілом біотит-гранатових гранітів, витягнутим у північно-східному напрямку на 700 м при ширині 550 м. Це сірі середньо-крупнозернисті щільні породи з точковими та прямоподібними включеннями гранатів, розмір яких не перевищує 5–7 мм, частіше 2–4 мм. Вміст гранату в породі у породі коливається від 9,2 до 17,4, у середньому – 12,1 %, ресурси сировини оцінюються в 7,6 млн т.

Слобідське родовище розташовано на правому березі річки Південний Буг у Вінницькій області. Воно представлено виходами біотит-гранатових гранітів, витягнутих на 1 км, завширшки 600–700 м, які оточені мігматитами. Мігматизовані різновиди мають смугасту будову, де чергуються темні смуги (1–2 см), збагачені біотитом і гранатом, і світлі, де переважають кварц і польові шпати. Вміст гранату становить 14–17%, ресурси сировини до глибини 50 м оцінюють в 10 млн т.

У Криворізькому районі Дніпропетровської області гранат є породоутворюючим мінералом сланців саксаганської світи криворізької серії. Сланці, що утримують гранат, є перспективною сировиною для виробництва абразивного гранату.

Завалівське родовище графіту розташоване на межі Кіровоградської та Одеської областей. Воно відноситься до Завалівської складчастої структури. Середня частина структури складена біотит-графітовим і біотит-гранатовими гнейсами і кварцитами, які є джерелом гранату і являють собою продуктивну товщу.

Гранат-біотитові гнейси розвинуті в рудній зоні у вигляді смуг, лінз, протяжністю до 1 км, потужністю від 1–2 до 100 м. Вміст гранату в продуктивній товщі змінюється від 6 до 31% і в середньому складає 15%.

Лабараторно-технологічними випробуваннями встановлена можливість отримання гранатового концентрату, який задовольняє вимогам до концентратів для виробництва шліфувальної шкіри і порошків для шліфування скла. Гранати Завалівського родовища за фізико-механічними властивостями не поступаються гранатам Слобідського родовища. Запаси гнейсів гранат-біотитових складають 20323,4 тис. т, вміст у них гранату – 3426 тис. т.

Гранати є важливою групою мінералів, які демонструють значну різноманітність за своїми фізико-хімічними властивостями та генетичними типами родовищ. Родовища в Україні мають значний потенціал для видобутку гранатів, які відповідають потребам абразивної промисловості. Унікальні фізико-механічні властивості цих мінералів та їхні запаси створюють передумови для подальшого розвитку видобувної галузі в регіоні.

Отже, гранати є не лише естетично привабливими, але й стратегічно важливими мінералами, що мають широке промислове застосування. Їхній видобуток і використання відкривають перспективи для розвитку нових технологій і галузей промисловості.