Minerály

Zirkon



Používá se jako drahokam více než 2000 let. Dnes je to primární ruda zirkonia.


Zircon Crystal: Malý shluk pěkně tvarovaných krystalů zirkonu, které jasně ukazují, že zirkon je členem systému tetragonálních krystalů. Čtyřstranné krystaly jsou hranolové se čtvercovým průřezem a zakončeny pyramidou. Největší krystal v kupě má délku asi 1,7 centimetru. Vzorek od Mt. Malosa, Malawi.

Co je Zircon?

Zirkon je křemičitý minerál zirkonia s chemickým složením ZrSiO4. To je obyčejné po celém světě jako malá složka vyvřelých, metamorfovaných a sedimentárních hornin.

Zircon je oblíbený drahokam, který se používá téměř 2000 let. Vyskytuje se v široké škále barev a má jas a oheň, který soupeří s diamanty. Bezbarvý zirkon je někdy používán jako levnější alternativa pro diamant. Zirkon by se neměl zaměňovat s kubickým zirkonem, který je umělým materiálem.

Zirkon je přítomen ve většině půd a klastrových sedimentů. Sedimenty bohaté na zirkony se těží a získaný zirkon se používá k výrobě zirkonového kovu a oxidu zirkoničitého. Používají se v široké škále vyráběných výrobků a průmyslových procesů.

Zircon Gem Rough: Krystaly zirkonu z aluviálního ložiska v Austrálii. Ačkoli hnědý zirkon není vysoce prodejný, hodně z něj může být změněn na bohatou modrou barvu zahřátím v redukční atmosféře na 900 až 1000 stupňů Celsia. Tyto kameny mají velikost přibližně 5 až 10 milimetrů.

Geologický výskyt zirkonu

Zircon je primárním doplňkovým minerálem ve většině granitických hornin. Vyskytuje se také v rulech a dalších horninách odvozených z metamorfózy vyvřelých hornin nesoucích zirkony. Zircon je tak běžný a široce rozšířený po skalách zemského povrchu, takže by mohl být považován za všudypřítomný minerál. Zirkon však obvykle není pozorován ve skalách a sedimentech, protože má velmi malou velikost částic. Zrna zirkonu o velikosti několika milimetrů jsou vzácná - obvykle mají velikost menší než jeden milimetr. Je to jeden z nejběžnějších, ale nejvíce přehlížených minerálů Země.

Zircon je vysoce odolný vůči chemickým změnám a otěru. Když jsou skalní jednotky obsahující zirkony zvětralé a jejich sedimenty jsou erodovány, rozptýlí se obrovské množství malých krystalů zirkonu. Ty mohou přetrvávat v půdách, sedimentech a sedimentárních horninách po miliony - dokonce miliardy - let. Mohou přežít několik cyklů vzestupu, zvětrávání, eroze a depozice.

Některé z největších krystalů zirkonu se tvoří v pegmatitech, uhličitých vyvřelých horninách známých jako karbonatity a v vápencích pozměněných hydrotermálním metamorfismem. Tyto velké zirkony jsou někdy velmi jasné a vhodné pro použití jako drahokamy.

Fazetový zirkon: Přírodní a tepelně zpracované zirkony v různých barvách, které zahrnují bílou, šampaňskou, modrou, zelenou, žlutou, broskev, růži, koňak, med a moka. Tyto kameny mají velikost asi 5 milimetrů a váží celkem přibližně 7,47 karátů. Bílé, modré, zelené, žluté, broskvové a růžové barvy byly vyrobeny tepelným zpracováním.

Fyzikální vlastnosti zirkonu

Chemická klasifikaceSilikát
BarvaObvykle žlutá, hnědá nebo červená. Také bezbarvé, šedé, modré a zelené.
PruhBezbarvý. Obvykle těžší než pruhová deska.
LeskSklovitý na adamantin, někdy mastný.
DiaphaneityPrůsvitný až průhledný
VýstřihNedokonalý
Mohsova tvrdost7.5
Specifická gravitace4,6 až 4,7
Diagnostické vlastnostiTvrdost, lesk, měrná hmotnost
Chemické složeníZrSiO4
Crystal SystemTetragonální
PoužitíRuda kovového zirkonia, ruda zirkoničitého, bělidla, bílý pigment, drahé kameny, radiometrické randění.

Zircon jako drahokam

Zircon se používá jako drahokam více než 2000 let. Jeho velmi vysoký rozptyl a index lomu mu dává lesk a oheň, který soupeří s diamantem. Z tohoto důvodu se jako populární a podvodná náhrada diamantu používá bezbarvý fasetovaný zirkon.

Gemologové a mnozí znalí klenotníci jsou schopni rychle rozlišit zirkon od diamantu. K tomu se dívají do kamene, přes stolní fasetu, a zaměřují se na křižovatky pavilonových faset s 10x lupou. Křižovatky faset pavilonu by se měly objevit jako dvojité obrazy způsobené dvojitým lomem zirkonu. Diamant je jednotlivě refrakční a nebude vykazovat zdvojnásobení prvků uvnitř kamene. Stejný test lze použít k odlišení zirkonu od kubického zirkonu.

Zircon je oblíbený klenot, protože je k dispozici v různých příjemných barvách. Většina přírodních zirkonů je žlutá, červená nebo hnědá. Vytápění a ozařování lze použít k vytvoření bezbarvé, modré, zelené a mnoha dalších zirkonových barev. Modrá je nejoblíbenější zirkonová barva. Asi 80% dnes prodaných zirkonů je modrých.

Ačkoli to není tak trvanlivé jako diamant, zirkon má dobrou fyzickou odolnost jako klenot. Má tvrdost 7,5 a nedokonalé štěpení. Tato kombinace je vhodná pro většinu drahokamů, jako jsou prsteny, náušnice, přívěsky, brože a další šperky. Některé zirkony, zejména drahokamy, které byly tepelně ošetřeny, mohou být křehké. Hrany fazet těchto drahokamů jsou citlivé na škrábance a štípání.

Poškození zirkonem v opalovacích a nehtových salónech

Většina modrého zirkonu, který se dnes prodává v klenotech, se vyrábí tepelným zpracováním hnědého zirkonu v redukční atmosféře na 900 až 1000 stupňů Celsia. Někteří lidé tyto modré zirkony poškodili tím, že je vystavili ultrafialovému záření v soláriích nebo pod ultrafialovými lampami používanými k léčbě akrylových nehtů. Modrá barva se může rozpadnout na hnědou s pouhou minutou expozice. Barva některých z těchto drahokamů byla obnovena vystavením žárovky o nízkém příkonu. Chcete-li se vyhnout ničení pěkného drahokamu, odstraňte šperky z opalovacích a nehtových salonů. 1

Výroba koncentrátu zirkonu: Minerální koncentráty zirkonu se vyrábějí těžbou těžkých minerálních písků z ložisek na pevnině a na moři. Austrálie, Jižní Afrika, Čína, Indonésie, Mozambik, Indie, Ukrajina, Srí Lanka, Madagaskar, Brazílie, Keňa a několik dalších zemí vyráběly v roce 2014 koncentráty zirkonu. 2

Těžba nerostných surovin: Fotografie dolu Concord heavy-miner-sands v jižní centrální Virginii. Slabě utvrzená ložiska písku a bahna z pliocénu zde obsahují asi 4% hmotnostní těžkých minerálů. Separační zařízení se používá k izolaci ilmenitu, leukoxenu, rutilu a zirkonu. 3

Těžba zirkonu

Zircon se těží z proudových štěrků více než 2000 let. Tato časná těžba zirkonu měla hlavně získat pěkné krystaly pro použití jako drahokamy. Dnes je většina zirkonu vyráběna těžbou nebo bagrováním sedimentů bohatých na zirkon. Tyto sedimenty mohou být na pláži, v přímořských nebo aluviálních ložiscích.

Zirkon má měrnou hmotnost 4,6 až 4,7, což je mnohem vyšší než typické detritové zrno sedimentu, které je mezi 2,6 a 2,8. Tento specifický rozdíl gravitace umožňuje, aby se zrna zirkonu získala ze sedimentů mechanickou separací. Specifické metody gravitační separace umožňují ziskové získání zirkonu a dalších těžkých minerálů v rudě jen několik procent. Zircon je často vedlejší produkt při těžbě / zpracování, kde se ilmenit a rutil těží na titan. Ve Spojených státech se zirkon těží ve Virginii, Gruzii, Severní Karolíně a na Floridě.

Průmyslový zirkon se těží z pozemních a mořských ložisek aluviálního původu v mnoha částech světa. V roce 2014 byli významnými producenty Austrálie, Jihoafrická republika, Čína, Indonésie, Mozambik, Indie, Ukrajina, Srí Lanka, Madagaskar, Brazílie, Keňa a několik dalších zemí. Tato aluviální ložiska obsahují hlavně submilimetrová zrna zirkonu pocházející ze zvětrávání granitických skály.

Drahokam zirkon se vyrábí z náplavových ložisek na Srí Lance, Kambodži, Myanmaru a Vietnamu po stovky let. Novější vklady v drahokamech jsou v Austrálii, Nigérii a Madagaskaru. Vklady těžené zirkonem drahokamu musí obsahovat krystaly o velikosti nejméně několika milimetrů s dobrou čitelností. Typicky jsou odvozeny od zvětrávání uhličitanových hornin a dalších typů hornin spojených s hydrotermální aktivitou. Některé z nejlepších křišťálových krystalů zirkonu se těží přímo z dutin v pegmatitu.

Nejlepší způsob, jak se dozvědět o minerálech, je studovat se sbírkou malých vzorků, které můžete zpracovat, zkoumat a pozorovat jejich vlastnosti. Levné sbírky minerálů jsou k dispozici v obchodě Geology.com.

Zircon, Zirconium, Zirconia and Cubic Zirconia

Mezi čtyřmi materiály: zirkonem, zirkoniem, zirkonem a kubickým zirkonem existuje mnoho nejasností pro veřejnost. Souhrnné definice těchto termínů jsou uvedeny níže.

Zirkon je přírodně se vyskytující minerál s chemickým složením ZrSiO4.

Zirkonium je stříbřitě bílý kov a chemický prvek. Má atomové číslo 40 a atomový symbol Zr.

Zirconia je bílý krystalický oxid zirkonia s chemickým složením ZrO2. Přirozeně se vyskytující, ale vzácná forma ZrO2 je minerální baddeleyit.

Kubický zirkon je syntetický drahokam se vzhledem, který je velmi podobný diamantu. Prodává se za zlomek ceny diamantu a je historicky nejčastěji používaným simulátorem diamantů.

Všechny tyto materiály spolu souvisejí. Zirkon, zirkon a kubický zirkon jsou vyráběny z průmyslového zirkonu.

Průmyslová použití zirkonu

Zircon Reference
1 Reverzibilní změna barvy modrého zirkonu ultrafialovým zářením s dlouhými vlnami, Nathan D. Renfro, Drahokamy a gemologie, svazek 52, číslo 3, podzim 2016.
2 Zircon a Hafnium, George M. Bedinger, Ročenka minerálů 2014, Geologický průzkum Spojených států, srpen 2016.
3 depozitní model těžkých minerálních písků v pobřežním prostředí, Bradley S. Van Gosen, David L. Fey, Anjana K. Shah, Philip L. Verplanck a Todd M. Hoefen, Modely minerálních depozit pro hodnocení zdrojů, zpráva o vědeckém výzkumu 2010-5070-L, Geologický průzkum Spojených států, 2014.
4 Mineville, Eastern Adirondacks - Geofyzikální a geologická studia, Anjana Shah, článek na webových stránkách Programu nerostných zdrojů Geologického průzkumu Spojených států, přístupný do listopadu 2016.

Zirkonový písek má nízký koeficient roztažnosti a je velmi stabilní při vysokých teplotách. Používá se jako žáruvzdorný materiál v mnoha slévárenských a litých aplikacích. Jedním z jeho nejběžnějších použití je výroba keramiky.

Oxid zirkoničitý (oxid zirkoničitý) se vyrábí zahříváním písku zirkonu na dostatečně vysokou teplotu, aby došlo k rozkladu molekuly zirkonu. V práškové formě je oxid zirkoničitý jasně bílý, vysoce reflexní a tepelně stabilní. Používá se jako kalidlo, bělidlo a pigment v glazurách a skvrnách používaných na keramice a keramice. Yttria stabilizovaný zirkonie se používá k výrobě krychlových zirkonů, komponentů z optických vláken, žáruvzdorných povlaků, keramiky, zubních protéz a jiných zubních výrobků.

Zirkon slouží jako primární ruda kovového zirkonia. Zirkonium se používá v různých kovových výrobcích, které vyžadují odolnost vůči teplu a korozi. Používá se k výrobě vysoce výkonných slitin, speciální oceli, žárovek, výbušných základů, počítačového vybavení a mnoha elektronických součástek.

Miliardové roky zirkony: Tato zirkonová zrna byla ručně vybírána z křemelitolitové horniny shromážděné v okrese Essex v New Yorku. Tento světelný obraz přenášený petrografickým mikroskopem odhaluje praskliny, inkluze a věkové „zóny“ v zrnech. Jádra a okraje zirkonového zrna odrážejí magmatické a tektonické události, k nimž došlo v regionu asi před 1-1,15 miliardami let. 4

Zirkon a radioaktivní rozklad

Mnoho krystalů zirkonu obsahuje stopová množství uranu a thoria. Tyto radioaktivní prvky byly začleněny do zirkonu v době krystalizace. Převádějí na své produkty rozkladu ustálenou rychlostí. Pro odhad doby krystalizace lze použít poměr mateřských materiálů k dceřiným produktům. Pomocí této metody jsou nejstaršími minerálními zrny na světě krystaly zirkonu nalezené v Austrálii. Odhaduje se, že mají asi 4,4 miliardy let.

Když se radioaktivní prvky v krystalech zirkonu nebo v blízkých materiálech rozkládají, je vyzařováno záření. Krystal zirkonu může být tímto zářením poškozen. Nějaký zirkon byl vystaven tomuto záření tak poškozen, že si již neponechává čistotu a optické vlastnosti atraktivního materiálu drahokamu. To je důvod, proč není zirkon vhodný jako klenot.