Zircon, Zirconia, Zirconium Minerals

Zirkon kan virke en smule trist ved siden af ​​de infomercials til billige cubic zirconia smykker. Zirkoniummineralerne er en seriøs flok.

Zircon er en dejlig perle, men den er ude af fordel i disse dage. Zirkon - zirkoniumsilikat eller ZrSiO₄—En er en hård sten med en placering på 7½ på Mohs skala, men andre sten er hårdere, og dens farver er ikke unikke. Tradition har en slank dossier om zirkon; på et websted siges det, at det var anset for at "hjælpe søvn, skabe velstand og fremme ære og visdom," men hej, bare at have pengene til egen juveler er godt for det. Det har nogle mindre mineralogiske sondringer. Det er den eneste perle i klassen tetragonal krystal, for hvad det er værd. Og det er den tætteste af de største ædelstene, men det betyder, at en zirkon med en given karatvægt er mindre end nogen anden perle med samme vægt.

Måske kan zirkon få mere respekt, hvis vi ser på dets værdi for geologer. Zirkonkorn forekommer næsten overalt, hvor der er sedimenter, fordi mineralet er så hårdt. Den stiger gennem skorpen i stødende klipper og eroderes ned i strømningssystemet, vaskes ud til havet og lagt i sedimentbedene, hvor det bliver en del af den næste cyklus af sandsten og skifer - totalt upåvirket! Zirkon er den ultimative geologiske genanvendelige; det kan endda udholde metamorfisme. Det gør det til et fantastisk indikatormineral. Hvis du finder det i granit et sted og i en sandsten et andet sted, har du lært noget om den geologiske historie og den geografiske indstilling, der bragte zirkoner fra den første til den anden placere.

Den anden ting ved zirkon er dens urenheder, især uran. Det uran-bly (U-Pb) System med datering af sten er blevet forfinet til stor nøjagtighed, og U-Pb zirkon-datering er nu et præcist værktøj til klipper så gamle som Jorden selv, omkring 4,6 milliarder år. Zirkon er god til dette, fordi det holder disse elementer tæt.

"Zircon" udtales normalt "ZURK'n", selvom du også hører "ZUR-KON."

Cubic zirconia eller CZ er kendt som en falsk diamant, men jeg synes, det skal i stedet betragtes som en overlegen zirkon. CZ er en fremstillet oxidforbindelse, ZrO₂, ikke et silikat, og "zirkoniumdioxid" er et kemisk navn, ikke et mineralnavn.

Der er en naturligt forekommende form for zirkoner, kaldet baddeleyite. Forskellen mellem baddeleyit og CZ er den måde, hvorpå zirkonium- og iltatomer er pakket: mineralet er en monoklinisk krystal, og perlen er kubisk (isometrisk), den samme krystalstruktur som diamant. Det gør CZ ekstremt hårdt - kun diamant, safir og chrysoberyl kan ridse det.

De Forenede Stater lagrer over 14.000 tons baddeleyit til sit zirkoniumindhold. Ligesom zirkon er det nyttigt at datere ekstremt gamle klipper, selvom brugen i modsætning til zirkon er begrænset til stødende klipper.

"Baddeleyite" udtales "ba-DELLY-ite" af de fleste geologer, men de, der ved bedre, udtaler det "BAD-ly-ite."

Zirconolite, CaZrTi₂O₇, er hverken et silikat eller et oxid, men snarere et titanat. I 2004 var det det rapporteret at være endnu bedre til at datere gamle klipper end zirkon, hvilket giver data så præcise som SHRIMP (følsom ionmikroprobe med høj opløsning) tillader. Selv om den er sjælden, er zirkonolit meget udbredt i stavede klipper, men ikke genkendt, fordi den ligner rutil. Vejen til at identificere det med sikkerhed er ved at bruge specialiserede elektronmikroskopiteknikker på de små korn, inden SHRIMP'en implementeres på dem. Men disse teknikker kan udlede en dato fra et korn kun 10 mikron bredt.

"Zirconolite" udtales "zir-CONE-alite."

For at få en idé om, hvad folk kan gøre med zirkoner, skal du overveje, hvad forskeren Larry Heaman gjorde, som rapporteret i april 1997 Geologi. Heaman udvindede zirkon (og baddeleyit) fra et sæt gamle canadiske diger og fik mindre end et milligram fra 49 kg sten. Fra disse pletter, mindre end 40 mikron lang, afledte han en U-Pb-alder for digetsværmen på 2.4458 milliarder år (plus eller minus et par millioner) lige efter afslutningen af ​​den arkæiske Eon i de tidligste proterozoiske tid.

Fra dette bevis samledes han sammen to store bidder fra det gamle Nordamerika og gemt "Wyoming" terranen under den "Superior" terrane, sluttede dem derefter til "Karelia", den terrane, der ligger bag Finland og det dertil grænsende Rusland. Han kaldte sine resultater som bevis for verdens tidligste afsnit af vulkanisme i oversvømmelsesbasalt eller Stor Igneous Province (LÆBE).

Heaman lukkede sig ved at spekulere i, at den første LIP "kunne afspejle enten (1) aftagelsen af ​​et kraftigt mantelkonvektionsregime, der hersket i løbet af Arkæiske og fuldstændigt spredte mantelploe i mere end halvdelen af ​​Jordens historie, eller (2) tidspunktet for katastrofalt sammenbrud med en stabil tæthed stratificering i jordens kerne, der førte til en pludselig stigning i varmeflux ved kerne-mantelgrænsen. "Dette er meget at komme ud af et par små bit af zirkon og baddeleyite.

PS: Den ældste genstand på Jorden er et zirkonkorn, der er næsten 4,4 milliarder år gammelt. Det er det eneste, vi har fra dybt i den tidligste arkæiske, og det giver bevis for, at selv på det tidspunkt, Jorden havde flydende vand på det.