16.73: Циркон

Last updated
Save as PDF

Page ID: 37539

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Циркон

Циркон
хімічний склад	ZrSiO ₄ Силікат цирконію
Кришталева система	Тетрагональний
звичка	Призматичні (квадратні) з пірамідальними закінченнями
Розщеплення	Бідні
Твердість	7.5
Оптична природа	Одновісний + до ізотропного
Показник заломлення	1,78 - 1,99
Дволуменезаломлення	До 0,059
Дисперсія	Високий, 0.039
Питома вага	3.90-4.69
Блиск	Склоподібне в суб-адамантин
плеохроизм	Слабкий (сильніший при термічній обробці)

Малюнок\(\PageIndex{1}\): Синій циркон
Фото люб'язно надано Lembeck Gems

Циркон ГАЛЕРЕЯ ФОТОГРАФІЙ

Циркон - це мінеральний вид, який можна широко визначити як силікат цирконію, що містить слідові кількості радіоактивних мінералів гафній, уран і торій. Згодом ці радіоактивні компоненти руйнують решітку кристала, з часом (протягом десятків тисяч років) руйнуючи внутрішню кристалічну решітку і залишаючи її з аморфною структурою і темним, щадним виглядом.
Циркони, геологічно молоді та не уражені радіоактивністю, називаються «високими» цирконами. Ці камені мають прозорий золотистий, жовтувато-зелений і зеленувато-коричневий колір з неймовірно високою дисперсією. «Високі» циркони можуть нагріватися до температури понад 900 градусів Цельсія, коли вони стають безбарвними, синіми або золотистими.

Ці високодисперсні безбарвні камені здавна використовуються в якості замінників алмазів. Саме тому назва циркон має відтінок синтетичного або імітаційного. Він використовувався для імітації алмаза, але камінь дійсно зустрічається в природі. Його не слід плутати з синтетичним кубічним цирконієм (цирконієм) або «CZ», який лабораторно створений як оксид цирконію і жодним чином не пов'язаний з природним цирконом.

Циркони, в яких була розбита кристалічна решітка, називаються цирконом «низького типу». Вони також називаються «метаміктами», оскільки процес руйнування решітки через розпад альфа-частинок називається метаміктизацією.
Циркони, що знаходяться в перехідному стані між високим і низьким типом, називаються «проміжний» або «середній» тип.

Діагностика

Однією з найбільш типових особливостей циркону (високого типу) є висока подвійна рефракція. Білий циркон майже завжди піддається термічній обробці (від червонувато-коричневого циркону) і ця термічна обробка також відновлює кристалічну решітку до високого типу, тому покаже чітке подвоєння граней павільйону в гранованих каменях при огляді крізь корону.
Оскільки білий циркон може імітувати алмаз, «точковий тест» є дуже цінним. Циркон - єдиний сильний подвійно заломлюючий алмазний симулятор, який має показник заломлення нижче, ніж алмаз, але все ще перевищує межу геммологічного рефрактометра.

Колір

Циркон високого і середнього типу:

Безбарвний, блакитний, жовтий, жовто-зелений, коричнево-зелений, оранжево-коричневий до оранжево-червоного, рожевий і фіолетовий.

Низький тип циркону:

Хмарно буро-зелений і жовтувато-зелений (іноді помаранчевий або коричневий).

Спектроскоп

Циркони (особливо зелені і жовті високого типу) демонструють типовий урановий спектр до 40 ліній. Найбільш діагностична лінія буде на рівні 653,5 нм.
Однак деякі циркони, як метаміктового типу або термічно оброблені біло-сині, можуть показувати лише слабку лінію на рівні 653,5 нм. Червоно-коричневі з Нового Південного Уельсу, Австралії та Камбоджі можуть взагалі не показувати спектр.

Термічна обробка метамічного циркону має тенденцію загострити слабкі лінії поглинання.

Колірний фільтр «Челсі»

Сині циркони мають зелену реакцію під CCF. Оранжево-коричневі («гіацинт») будуть відображатися оранжево-червоними.

Поларископ

Лише 2 найпоширеніших, природних, дорогоцінних каменів одновісні з позитивним зоровим знаком, циркон і кварц (фенакіт, кіновар і деякі ідокраз також одновісні +, а також синтетичний муассаніт).
Кварц зазвичай показує яблучко (або чотириразові спіралі Ariry), тому, якщо ви знайдете позитивний оптичний знак на типовій одновісній фігурі перешкод, ви можете підозрювати циркон. Звичайно, для визначення зорового знака вам знадобиться пластина загальмованості.

Слід зазначити, що через метаміктизації деякі циркони не показуватимуть фігуру перешкод і ці камені залишаються темними при обертанні між схрещеними полюсами.

Збільшення

Циркон крихкий і може проявляти стирання на гранях. Відправляючи багато циркону, обов'язково оберніть кожен камінь окремо, щоб запобігти цьому ефекту «носіння паперу».

Файл: Циркон doubling.jpg

Малюнок\(\PageIndex{2}\): Чітке та діагностичне подвоєння задніх граней, полірувальних ліній та включень
20X збільшення
Barbra Voltaire

Флуоресценція

Циркони можуть флуоресціровать гірчично-жовтий в різному ступені (іноді інертний) під довгим і короткохвильовим ультрафіолетовим світлом.
Коли термічно оброблений циркон піддається впливу такого роду випромінювання протягом тривалого періоду часу, колір може повернутися назад до кольору до нагрівання (не настільки сприятливий результат).

лікування

Циркон регулярно піддається термічній обробці. Ця термічна обробка має два впливу на самоцвіт:

Він змінює колір на безбарвний, синій або золотистий (найбільш бажані кольори для циркону) та помаранчевий на червоний кольори.
Кристалічна решітка метамічних цирконів відновлена до циркону високого типу.

Термічні обробки проводяться або в окислювальної, або відновлювальної атмосфері (або послідовної комбінації).

Оранжево-коричневі до червонувато-коричневі циркони («гіацинт») нагріваються при температурі близько 900° C в окислювальній атмосфері, яка перетворює їх від жовтого до червоного.
Або коли ці коричневі циркони нагріваються приблизно при 1000-1400° C у відновлювальному середовищі, вони перетворюють їх у безбарвні або сині. Деякі кольори також є результатом цього процесу.
Ці некольорові камені, після відновлювальної обробки, потім повторно нагріваються приблизно до 900° C в окислювальних умовах, і це призводить до безбарвних, жовтих, помаранчевих або червоних кольорів.

Хоча безбарвний, синій і червоний циркон дійсно існують в природі, вони зустрічаються дуже рідко і немає відомих засобів, доступних для розрізнення їх від їх нагрітих аналогів.

Циркон для розрахунку віку землі

Циркон утворюється в гранітах глибоко в земній корі (плутонічна порода). Через рух тектонічних плит цей граніт виводиться на поверхню і починає будівництво гір. Через ерозію граніт (і міститься циркон) будує відкладення, які в кінцевому підсумку будуть поховані досить глибоко, щоб перетворитися на метаморфічні породи.

Циркон володіє двома важливими властивостями:

Відносна висока твердість
Стійкість до хімічних впливів

Завдяки своїй твердості 7,5 за шкалою Мооса, циркони зазвичай переживають осадовий процес неушкодженими. Завдяки своїй стійкості до хімічних атак, циркон переживе процес контактного метаморфізму, який намагається атакувати його теплом і тиском. Останнє важливо, оскільки рідка маса, що оточує циркон, призведе до утворення нового обода навколо старого циркону, як і утворення кілець дерева. Цей перший цикл зазвичай займе сотні мільйонів років.

Старий кристал з його новоутвореним обідком потім знову штовхається вгору через тектонічні взаємодії плит, тоді цей геологічний цикл повторюється.

Третє і відоме властивість циркону полягає в тому, що він може вмістити радіоактивні елементи, такі як уран. Уран має здатність розпадатися на свинець з фіксованою швидкістю часу. Розрахунок співвідношення уран-свинець може дати підказку про вік циркону (а значить, і віку Землі). Однак з циркону може витікати свинець, порушуючи співвідношення уран-свинець.

На щастя, вчені знайшли новий спосіб розрахунку за допомогою ізотопів. Ізотоп урану-238 (з періодом напіврозпаду 4.468 мільярда років) розпадається до свинцево-206, тоді як уран-235 (з періодом напіврозпаду 703,8 мільйона років) розпадається до свинцево-207. Для цього виду вимірювання використовується методика «вторинної іонної мас-спектрометрії» (або SIMS). Вимірюючи розпади обох «батьків-дочка» обох цих процесів, можна обчислити точний вік циркону - тобто якщо обидва вимірювання є послідовними (що не завжди так).

Скелі Ісуа на Гренландії є джерелом для такого способу датування земного віку. Поточні розрахунки вказують на те, що Землі 4,6 мільярда років.

Джерела

Підвищення дорогоцінного каменю (1984) - Курт Нассау ISBN 0408014474

Дорогоцінні камені, їх джерела, описи та ідентифікація 4-е видання (1990) - Роберт Вебстер (6-е видання)
Довідковий посібник з дорогоцінних каменів (1995) - GIA ISBN 0873110196

Зовнішні посилання

Наріжний камінь для землі