Циркон

Циркон — минерал кој припаѓа на групата незосиликати и е извор на металот циркониум. Неговото хемиско име е циркониум(IV) силикат, а неговата соодветна хемиска формула е ZrSiO4. Емпириска формула што покажува дел од опсегот на супституција кај цирконот е (Zr<sub>1–y</sub>, REE<sub>y</sub>)(SiO<sub>4</sub>)<sub>1–x</sub>(OH)<sub>4x–y</sub>. Цирконот се таложи од силикатните топења и има релативно високи концентрации на елементи кои се некомпатибилни со висока јачина на полето. На пример, хафниумот е речиси секогаш присутен во количини кои се движат од 1 до 4%. Кристалната структура на цирконот е тетрагонална. Природната боја на цирконот варира помеѓу жолто-златна, црвена, кафеава, сина и зелена, а може да биде и безбоен.
Името потекнува од персискиот збор ''zargun'', што значи „златно обоен“. Овој збор бил заменет во „jargoon“, термин што се применува на светло обоени циркони. Англискиот збор „zircon“ бил изведен од ''Zirkon'', што е германска адаптација на овој збор. Жолтиот, портокаловиот и црвениот циркон се познати и како „hyacinth“, од цветот ''hyacinthus'', чие име е од старогрчко потекло.
1 Својства
Цирконот е чест во Земјината кора. Тој се јавува како чест помошен минерал во магматските карпи (како примарни производи на кристализација), во метаморфните карпи и како зрна од детритали во седиментните карпи. Големите цирконски кристали се ретки, нивната просечна големина во гранитните карпи е околу 0.1–0.3 mm, но тие можат да пораснат и до големини од неколку см, особено кај мафичните пегматити и карбонатити. Цирконот е прилично тврд (со Мосова тврдост од 7,5) и хемиски стабилен, па затоа е многу отпорен на атмосферски влијанија. Тој на топлина, така што зрната од детритален циркон понекогаш се зачувани во магматски карпи формирани од стопени седименти. Неговата отпорност на атмосферски влијанија, заедно со неговата релативно висока специфична тежина (4,68), го прават важна компонента на тешката минерална фракција на песочниците.
Бидејќи цирконите содржат цирконипретрпуваатиецможат да ија . взани со оштетувањ.ед внатрешно зрачење, овие процеси делумно ја нарушуваат кристалната структура и делумно ги објаснуваат многу променливите својства на цирконот. Како што цирконот станува сè повеќе модифициран од оштое од внатрешкако резултат на зрачење, густината се намалува, кристалната структура е компромитирана и бојата се менува.
Цирконот се јавува во многу бои, вклучувајќи црвеникаво-кафеава, жолта, зелена, сина, сива, а може д биде и безбоен. Бојата на цирконите понекогаш може да се промени со термичка обработка. Вообичаените кафеави циркони можат да се трансформираат во безбојни и сини циркони со загревање на 800-1000 °C. Во геолошки услови, развојот на розов, црвен и виолетов циркон се случува по стотици милиони години, ако кристалот има доволно елементи во трагови за да произведе центри за боја. Бојата во оваа црвена или розова серија се жари во геолошки услови над температури од околу 400 °C.
Во однос на структурата, цирконот сни синџири на наизменични силициумски тетраедри (силициумски јони во четирикратна координација со кислородни јони) и циркониумски јони, при што големите циркониумски јони се во осумкратна координација со кислородни јони.
2 Употреба
Цирконот главно се употребува како средство за заматување, а се користи и во индустријата за декоративна керамика.
Тој е исто така главен претходник на металниот циркониум (иако оваа примена е ретка), како и на сите соединенија на циркониум, вклучувајќи го и циркониум диоксидот (ZrO2), важен огноотпорен оксид со точка на топење од 2717 °C.
Тој се употребува во огноотпорни материјали и за леење во леарница, и има растечки спектар на специјализирани примени како цирконија и циркониум, вклучително и во прачки за нуклеарно гориво, каталитички конвертори на гориво и во системи за прочистување на вода и воздух.
Компанијата „Форд мотор“ користела метод на леење во песок познат како ''метод на леење „Косворт“'' за главите на цилиндрите на нивниот мотор Duratec V6. Процесот, развиен од познатиот научник Џон Кемпбел, користел циркон како агрегат за леење за да ја подобри униформноста на материјалот и за да создаде димензионална точност, висока цврстина и густа структура со ниска порозност или без никаква порозност.
Цирконот е еден од клучните минерали што се користат од геолозите за геохронологија.
Цирконот е дел од индексот ZTR за класификација на високо ерозивни седименти.
3 Скапоцен камен
Транспарентниот циркон е добро позната форма на (полускапоцен) скапоцен камен, омилен поради неговата висока специфична тежина (помеѓу 4,2 и 4,86) и адамантинскиот сјај. Поради неговиот висок индекс на прекршување (1,92), понекогаш се користи како замена за дијамантот, иако не покажува иста игра на бои како него. Цирконот е еден од најтешките видови на скапоцени камења. Неговата Мосова тврдост е помеѓу онаа на кварцот и топазот, отприлика 7,5 на скалата од 10 степени, иако под онаа на сличниот вештачки камен кубен циркониум (8-8,5). Цирконите понекогаш можат да ја изгубат својата оригинална боја по долго изложување на силна сончева светлина, што е невообичаено кај скапоцениот камен. Тој е имун на киселински напад со исклучок на сулфурната киселина, и тоа само кога е сомелен во фин прав.
Повеќето циркони од класата на скапоцени камења покажуваат висок степен на двојно прекршување, кое на камења исечени со трпезни и павилјонски сечења (т.е. скоро сите исечени камења), може да се види како очигледно удвојување на вторите кога се гледаат низ првите, а оваа карактеристика може да се користи за да се разликуваат од дијамантите и кубните циркониуми (CZ), како и сода-варовото стакло, од кои ниту едно не ја покажува оваа карактеристика. Сепак, некои циркони од Шри Ланка покажуваат само слабо двојно прекршување, додека кај други ова воопшто не може да се види. Исто така, некоии камења од Шри Ланка можат да покажат јасно двојно прекршување на едно место и слабо на друг дел од истиот исечен камен. Други скапоцени камења исто така покажуваат двојно прекршување, па иако присуството на оваа карактеристика може да помогне во разликувањето на даден циркон од дијамант или CZ, тоа нема да помогне при неговото разликување од, на пример, скапоцениот камен топаз. Високата специфична тежина на цирконот, сепак, обично може да го одвои од кој било друг скапоцен камен, и е лесна за тестирање.
Двојното прекршување зависи од сечењето на каменот во однос на неговата оптичка оска. Ако цирконот се сече со оваа оска нормална на неговата маса, двојното прекршување може да се намали на незабележливи нивоа освен ако не се гледа со златарска лупа или друга оптика за зголемување. Цирконите од највисок квалитет се сечат за да се минимизира двојното прекршување.
Вредноста на цирконскиот скапоцен камен во голема мера зависи од неговата боја, бистрина и големина. Пред Втората светска војна, сините циркони (највредната боја) биле достапни од многу добавувачи на скапоцени камења во големини помеѓу 15 и 25 карати; оттогаш, камењата дури и со големина од 10 карати станале многу ретки, особено во најпосакуваните бои.
Синтетичките циркони се создаваат во лаборатории. Тие повремено се користат во накит (на пр. обетки). Цирконите понекогаш се имитираат од шпинел и синтетички сафир, но не е тешко да се препознаат со едноставни алатки.
Цирконот од покраината Ратанакири во Камбоџа се третира термички за да се добијат сини цирконски скапоцени камења, понекогаш наречени ''камболити''.
4 Појава
Цирконот е вообичаен додаток на минералниот состав во траги на сите видови магматски карпи, особено на гранитните и фелзичните магматски карпи. Поради неговата тврдост, издржливост и хемиска инертност, цирконот перзистира во седиментните наслаги и е вообичаена состојка на повеќето песоци. Цирконот повремено може да се најде како минерал во траги од ултракалиумските магматски карпи, вклучувајќи ги кимберлитите, карбонатитите и лампрофирот. Ова е поради необичната магматска генеза на овие карпи.
Цирконот формира економски концентрации во тешките минерални песочни рудни наоѓалишта, во одредени пегматити и во некои ретки алкални вулкански карпи (на пример, во трахитот Тунги во Дабо, Австралија во соработка со минералите циркониум-хафниум еудијалит и армстронгит.
Австралија е лидер во светот во рударството на циркон, и произведува 37% од вкупното светско производство. Таа учествува со 40% во светските EDR (економски докажани ресурси) за минералот. Најголемиот рудник за циркон во светот, Јахинт-Амброзија, произведува околу 25 проценти од глобалното снабдување.
Јужна Африка е главниот производител во Африка. Таа, исто така, е одговорна за 30% од светското производство, и е втора по Австралија.
5 Радиометриско датирање
Цирконот одиграл важна улога за време на еволуцијата на радиометриското датирање. Цирконите содржат траги од ураниум и ториум (од 10 ppm до 1 wt%) и можат да се датираат со помош на неколку современи аналитички техники. Бидејќи цирконите можат да преживеат разни геолошки процеси, вклучувајќи ерозија, транспорт, па дури и висококвалитетен метаморфизам, тие содржат богат и разновиден запис за геолошки процеси. Во моментов, цирконите обично се датираат со техники на ураниум-олово (U-Pb), фисиона трага и U+Th/He. Сликите на емисијата на катодолуминисценција од брзи електрони може да се користат како алатка за претходно скенирање за масена спектрометрија на секундарни јони со висока резолуција (SIMS) за да се слика шемата на зонирање и да се идентификуваат региони од интерес за анализа на изотопи. Ова се прави со помош на интегрирана катодолуминисценција и скенирачки електронски микроскоп. Цирконите во седиментните карпи можат да го идентификуваат изворот на седиментот.
Цирконите од Џек Хилс во земјата на Нариер Гнајс, кратонот Јилгарн, Западна Австралија, покажале U-Pb старост до 4,404 милијарди години, што се толкува како возраст на кристализација. Ова ги прави најстарите минерали досега датирани на Земјата. Покрај тоа, изотопските состави на кислород на некои од овие циркони се толкуваат како показател дека пред повеќе од 4,3 милијарди години веќе имало течна вода на површината на Земјата. Оваа интерпретација била поддржана од дополнителни податоци за елементите траги, но е сепак предмет на дебата. Во 2015 година, „остатоци од биотски живот“ биле пронајдени во карпи стари 4,1 милијарди години во Џек Хилс во Западна Австралија. Според еден од истражувачите, „Ако животот се појавил релативно брзо на Земјата ... тогаш тој би можел да биде вообичаен во вселената“.
6 Слични минерали
Хафнонот, ксенотимот, бехиеритот, скијавинатоитот, торитот, и ковинитот сите ја делат истата кристална структура (<sup>IV</sup>X <sup>IV</sup>Y O<sub>4</sub>, <sup>III</sup>X <sup>V</sup>Y O<sub>4</sub> во случај на ксенотимот) како цирконот.
7 За понатамошно читање
**********