Zirkon - Zircon

Bu makale mineral ve değerli taş hakkındadır. Zirkonyumun beyaz kristal oksiti için bkz. Zirkonyum dioksit . Elmas benzeri için bkz Kübik zirkonya . Başlığın diğer anlamları için bkz Zirkon (anlam ayrım) .

Zirkon
Zirkon-dtn1a.jpg
Pakistan'ın Gilgit Bölgesi'nden bronz bir kalsit matrisi üzerine tünemiş parlak bir zirkon kristali
Genel
Kategori nesosilikatlar
Formül
(yinelenen birim) 		zirkonyum silikat (ZrSiO 4 )
Strunz sınıflandırması 9.AD.30
kristal sistemi dörtgen
kristal sınıfı Ditetragonal dipiramidal (4/mmm)
HM sembolü : (4/m 2/m 2/m)
Uzay grubu I 4 1 /amd (No.141)
Birim hücre a = 6.607(1), c = 5.982(1) [Â]; Z = 4
Kimlik
Renk Kırmızımsı kahverengi, sarı, yeşil, mavi, gri, renksiz; ince kesitte, renksiz ila soluk kahverengi
kristal alışkanlığı prizmatik kristallere tabular, düzensiz taneler, masif
Eşleştirme {101}. Göktaşı çarpmasıyla sarsılan kristaller, {112}'de polisentetik ikizleri gösteriyor
bölünme {110} ve {111}
Kırık konkoidalden düzensize
dayanıklılık Kırılgan
Mohs ölçeği sertliği 7.5
parlaklık Camsı ila adamantine; Yağlı zaman metamict .
Meç Beyaz
şeffaflık Şeffaftan opaklığa
Spesifik yer çekimi 4.6–4.7
Optik özellikler Tek eksenli (+)
Kırılma indisi n ω = 1.925–1.961
n ε = 1.980–2.015, metamikt olduğunda 1.75
çift ​​kırılma δ = 0.047–0.055
pleokroizm Zayıf
eriyebilirlik 2,550 °C'ye yakın Hf,Th,U,H,vb... konsantrasyonlarına bağlıdır.
çözünürlük çözünmez
Diğer özellikler Floresan ve Radyoaktif , Pleokroik haleler oluşturabilir , Kabartma: yüksekradyoaktif.svg

Referanslar

Zirkon ( / z ɜːr k ɒ N / veya / z ɜːr k ən / ) a, maden grubuna ait ada silikatlar ve metal kaynağıdır zirkonyum . Kimyasal adı zirkonyum silikattır ve karşılık gelen kimyasal formülü Zr SiO 4'tür . Zirkondaki ikame aralığının bir kısmını gösteren yaygın bir ampirik formül (Zr 1–y , REE y )(SiO 4 ) 1–x (OH) 4x–y'dir . Zirkon, silikat eriyiklerinde büyük oranlarda yüksek alan gücü uyumsuz elementlerle oluşur . Örneğin, hafniyum hemen hemen her zaman %1 ile %4 arasında değişen miktarlarda bulunur. Kristal yapı zirkon olan dörtgen kristal sistemi . Zirkonun doğal rengi renksiz, sarı-altın, kırmızı, kahverengi, mavi ve yeşil arasında değişmektedir.

Adı , "altın renkli" anlamına gelen Farsça zargun'dan türemiştir . Bu kelime, açık renkli zirkonlara uygulanan bir terim olan " jargoon "a dönüştürülmüştür . İngilizce "zirkon" kelimesi, bu kelimenin Almanca uyarlaması olan Zirkon'dan türetilmiştir . Sarı, turuncu ve kırmızı zirkon, adı Antik Yunan kökenli olan sümbül çiçeğinden " sümbül " olarak da bilinir .

Özellikler

Optik mikroskop fotoğrafı; kristalin uzunluğu yaklaşık 250 um

Zirkon, Dünya'nın kabuğunda yaygındır . Bu yaygın bir şekilde ortaya çıkar aksesuar mineral içinde kor kayalar (birincil kristalizasyon ürünleri gibi), metamorfitleri ve kırıntılı taneleri gibi tortul kayalar . Büyük zirkon kristalleri nadirdir. Granit kayalarındaki ortalama boyutları yaklaşık 0,1-0,3 mm'dir, ancak özellikle mafik pegmatit ve karbonatitlerde birkaç santimetreye kadar büyüyebilirler . Zirkon oldukça serttir (7.5 Mohs sertliği ile) ve kimyasal olarak stabildir ve bu nedenle hava koşullarına karşı oldukça dirençlidir. Aynı zamanda ısıya dayanıklıdır, bu nedenle kırıntılı zirkon taneleri bazen erimiş tortulardan oluşan magmatik kayaçlarda korunur. Nispeten yüksek özgül ağırlığı (4.68) ile birlikte hava koşullarına karşı direnci, onu kumtaşlarının ağır mineral fraksiyonunun önemli bir bileşeni haline getirir.

Uranyum ve toryum içeriğinden dolayı bazı zirkonlar metamiktizasyona uğrarlar . Dahili radyasyon hasarına bağlı olarak, bu süreçler kristal yapıyı kısmen bozar ve kısmen zirkonun oldukça değişken özelliklerini açıklar. Zirkon, dahili radyasyon hasarı ile gittikçe daha fazla değişikliğe uğradıkça yoğunluk azalır, kristal yapı tehlikeye girer ve renk değişir.

Zirkon, kırmızımsı kahverengi, sarı, yeşil, mavi, gri ve renksiz olmak üzere birçok renkte bulunur. Zirkonların rengi bazen ısıl işlemle değiştirilebilir. Yaygın kahverengi zirkonlar, 800 ila 1000 °C'ye ısıtılarak renksiz ve mavi zirkonlara dönüştürülebilir. Jeolojik ortamlarda pembe, kırmızı ve mor zirkon gelişimi, kristalin renk merkezleri oluşturmak için yeterli iz elementlere sahip olması durumunda yüz milyonlarca yıl sonra gerçekleşir . Bu kırmızı veya pembe serideki renk, yaklaşık 400 °C'lik sıcaklıkların üzerindeki jeolojik koşullarda tavlanır.

Yapısal olarak, zirkon, büyük zirkonyum iyonlarının oksijen iyonları ile sekiz kat koordinasyon içinde olduğu, alternatif silika tetrahedra (oksijen iyonları ile dört kat koordinasyondaki silikon iyonları) ve zirkonyum iyonlarının paralel zincirlerinden oluşur.

Uygulamalar

Kum büyüklüğünde zirkon taneleri

Zirkon ağırlıklı olarak opaklaştırıcı olarak tüketilir ve dekoratif seramik endüstrisinde kullanıldığı bilinmektedir. Aynı zamanda, bu uygulama küçük olmasına rağmen sadece metalik zirkonyum için değil , aynı zamanda 2.717 °C (4,923 °F) erime noktasına sahip önemli bir refrakter oksit olan zirkonyum dioksit (ZrO 2 ) dahil olmak üzere tüm zirkonyum bileşikleri için de ana öncüdür. .

Diğer uygulamalar arasında refrakter ve dökümhane dökümünde kullanım ve nükleer yakıt çubukları, katalitik yakıt dönüştürücüler ve su ve hava arıtma sistemleri dahil olmak üzere zirkonya ve zirkonyum kimyasalları gibi büyüyen bir dizi özel uygulama yer alır.

Zirkon, jeologlar tarafından jeokronoloji için kullanılan temel minerallerden biridir .

Zirkon, yüksek oranda ayrışmış tortulları sınıflandırmak için ZTR indeksinin bir parçasıdır .

değerli taş olarak

3.36 karat ağırlığında soluk mavi zirkon değerli taş

Şeffaf zirkon, yüksek özgül ağırlığı (4,2 ile 4,86 ​​arasında) ve adamantine parlaklığı nedeniyle tercih edilen yarı değerli bir değerli taş formudur . Yüksek kırılma indeksi (1.92) nedeniyle bazen elmasın yerine kullanılmıştır , ancak bir elmasla aynı renk oyununu göstermez . Zirkon, herhangi bir mücevherin en ağırıdır, çok viskoz sıvılarda bile kolayca batar. Bu Mohs sertliği , 10 puanlı bir ölçek üzerinde 7.5'da, kuvars ve topaz düzeyi arasında olduğu benzer bir sentetik taş arasında aşağıda da kübik zirkon (9). Zirkonlar, bir değerli taşta olağandışı olan parlak güneş ışığına uzun süre maruz kaldıktan sonra bazen doğal renklerini kaybedebilir. Sülfürik asit haricinde ve sadece ince bir toz halinde öğütüldüğünde asit saldırısına karşı bağışıktır .

Mücevher dereceli zirkonların çoğu , bir masa ve pavyon kesimleriyle (yani, hemen hemen tüm kesme taşlarla) kesilmiş taşlarda, birinciden bakıldığında ikincisinin belirgin bir şekilde ikiye katlanması olarak görülebilen yüksek derecede çift ​​kırılma gösterir ve bu özellik, bunların hiçbiri bu özelliği göstermeyen elmaslar ve kübik zirkonlardan (CZ) ve ayrıca soda-kireç camından ayırt etmek için kullanılabilir. Bununla birlikte, Sri Lanka'dan gelen bazı zirkonlar sadece zayıf çift kırılma gösterir veya hiç çift kırılma göstermez ve diğer bazı Sri Lanka taşları aynı kesme taşın bir yerinde net çift kırılma gösterebilir ve başka bir kısımda çok az veya hiç çift kırılma gösterebilir. Diğer değerli taşlar da çift kırılma gösterir, bu nedenle bu özelliğin varlığı belirli bir zirkonu bir elmastan veya bir CZ'den ayırt etmeye yardımcı olsa da, örneğin bir topaz değerli taşından ayırt edilmesine yardımcı olmaz . Bununla birlikte, zirkonun yüksek özgül ağırlığı, genellikle onu diğer herhangi bir mücevherden ayırabilir ve test edilmesi kolaydır.

Ayrıca çift kırılma, optik eksenine göre taşın kesimine bağlıdır . Zirkon da tabloya bu eksen, dikey ile kesilmiş ise bir kuyumcu izlenebilir sürece, çift-kırılma tespit edilemez seviyelere düşürülebilir büyüteç veya diğer büyütme optik. Çift kırılmayı en aza indirmek için en yüksek dereceli zirkonlar kesilir.

Bir zirkon mücevherinin değeri büyük ölçüde rengine, berraklığına ve boyutuna bağlıdır. İkinci Dünya Savaşı'ndan önce, mavi zirkonlar (en değerli renk) birçok değerli taş tedarikçisinden 15 ila 25 karat arası boyutlarda mevcuttu; O zamandan beri, özellikle en çok arzu edilen renk çeşitlerinde, 10 karat kadar büyük taşlar çok kıt hale geldi.

Sentetik zirkonlar laboratuvarlarda yaratılmıştır, ancak bunlar yalnızca bilimsel açıdan ilgi çekicidir ve mücevher ticaretinde asla karşılaşılmaz. Zirkonlar bazen spinel ve sentetik safir tarafından taklit edilir , ancak basit aletlerle onlardan ayırt etmek zor değildir.

oluşum

Zirkonyum mineral konsantrelerinin dünya üretim trendi

Zirkon, her türlü magmatik kayaçların, ancak özellikle granit ve felsik magmatik kayaçların mineral bileşenini izlemek için yaygın bir aksesuardır . Sertliği, dayanıklılığı ve kimyasal inertliği nedeniyle zirkon tortul tortularda kalır ve çoğu kumun ortak bir bileşenidir. Zirkon, bu kayaçların olağandışı magma oluşumu nedeniyle, kimberlit , karbonatitler ve lamprofir gibi ultrapotasik müdahaleci kayaçlarda zaman zaman bir eser mineral olarak bulunabilir .

Zirkon, ağır mineral kumları cevher yataklarında , belirli pegmatitlerde ve bazı nadir alkali volkanik kayaçlarda, örneğin zirkonyum-hafniyum mineralleri eudialyte ve armstrongit ile birlikte Toongi Trachyte, Dubbo, Yeni Güney Galler Avustralya'da ekonomik konsantrasyonlar oluşturur .

Avustralya , dünya toplamının %37'sini üreterek ve maden için dünya EDR'sinin ( ekonomik kanıtlanmış kaynaklar ) %40'ını oluşturarak zirkon madenciliğinde dünyaya öncülük etmektedir . Güney Afrika, Avustralya'dan sonra ikinci, dünya üretiminin %30'u ile Afrika'nın ana üreticisidir.

radyometrik tarihleme

Zirkon taneciklerinin bölgeleri ve çoklu döngüleri gösteren SEM-CL görüntüsü (çekirdek kenar yapısı)

Zirkon, radyometrik tarihlemenin evrimi sırasında önemli bir rol oynamıştır . Zirkonlar eser miktarda uranyum ve toryum içerir (10 ppm'den ağırlıkça %1'e kadar) ve birkaç modern analitik teknik kullanılarak tarihlendirilebilir. Zirkonlar, erozyon , taşınma ve hatta yüksek dereceli metamorfizma gibi jeolojik süreçlerde hayatta kalabildikleri için , zengin ve çeşitli jeolojik süreç kayıtları içerirler. Şu anda, zirkonlar tipik olarak uranyum-kurşun (U-Pb), fisyon izi , katodolüminesans ve U+Th/He teknikleri ile tarihlendirilmektedir . Örneğin, hızlı elektronlardan katodolüminesans emisyonunun görüntülenmesi, bölgeleme modelini görüntülemek ve izotop analizi için ilgi alanlarını belirlemek için yüksek çözünürlüklü ikincil iyon kütle spektrometrisi (SIMS) için bir ön tarama aracı olarak kullanılabilir. Bu, entegre bir katodolüminesans ve taramalı elektron mikroskobu kullanılarak yapılır. Sedimanter kayadaki zirkonlar , tortu kaynağını tanımlayabilir.

Zirkonlar Jack Hills içinde Narryer Granit Dağlık Bölge , Yilgarn Kratonunun , Batı Avustralya , vermiştir U-Pb 4404000000 yıla yaşları kadar, onları yapım kristalleşme yaş olmak yorumlanır eski mineraller şimdiye kadar yeryüzünde tarihli. Ek olarak, bu zirkonların bazılarının oksijen izotopik bileşimleri, 4,4 milyar yıldan daha uzun bir süre önce Dünya yüzeyinde zaten su olduğunu gösterecek şekilde yorumlanmıştır. Bu yorum, ek eser element verileriyle desteklenir, ancak aynı zamanda tartışma konusudur. 2015 yılında Batı Avustralya'nın Jack Hills bölgesinde 4,1 milyar yıllık kayalarda " biyotik yaşam kalıntıları " bulundu. Araştırmacılardan birine göre, " Yaşam Dünya'da nispeten hızlı bir şekilde ortaya çıktıysa ... o zaman evrende yaygın olabilir ."

benzer mineraller

Hafnon (HfSiO 4 ), ksenotim (YPO 4 ), behierit, schiavinatoite ((Ta,Nb)BO 4 ), torit (ThSiO 4 ) ve coffinite (USiO 4 ) hepsi aynı kristal yapıyı paylaşır ( IV X IV Y O 4 , III X V Y O 4 ksenotime durumunda) zirkon olarak.

Galeri

  • Zirkon kristal yapısı

  • Zirkon birim hücresi

  • Zirkon SEM görüntüsü

  • Olağandışı zeytin yeşili zirkon

  • Üç bileşik kristal zirkon kümesi

Ayrıca bakınız

Referanslar

daha fazla okuma

Dış bağlantılar