지르콘

Zircon
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지르콘
Zircon-dtn1a.jpg
파키스탄 길기트 지역의 칼사이트 황갈색 매트릭스에 자리 잡은 광택이 나는 지르콘 결정
일반
카테고리네소규산염
공식
(유닛)		규산 지르코늄 (ZrSiO4)
IMA 기호즈른[1]
스트룬츠 분류9. 서기 30년
수정계사각형
크리스털 클래스디테트라곤 쌍방추체(4/mm)
H-M 기호: (4/m 2/m 2/m)
스페이스 그룹I41/AMD (제141호)
단위 셀a = 6.607 (1) , c = 5.982 (1) [O], Z = 4
신분증
색.적갈색, 황색, 녹색, 청색, 회색, 무색, 얇은 부분, 무색에서 옅은 갈색
수정 습관프리즘 결정, 불규칙한 입자, 거대한 표 모양의
트윈닝{101}에 있습니다.운석 충돌로 충격을 받은 크리스탈은 {112}에 다합성 쌍둥이가 있음을 보여줍니다.
갈라짐{110} 및 {timeout}
골절원추형에서 고르지 않음
고집부서지기 쉽다
모스 척도 경도7.5
광택아다만틴에 유리하고 메타믹트일 때는 기름기가 많다.
스트릭하얀색
명료성투명에서 불투명
비중4.6–4.7
광학적 특성단축(+)
굴절률nω = 1.925 – 1.961
nε = 1.980 – 2.015, 메타메트릭일 경우 1.75
복굴절δ = 0.047 – 0.055
다원성약한
가용성2,550°C에 가까운 온도는 Hf, Th, U, H 등에 따라 달라집니다.농도
용해성불용해
기타 특징 형광 및 방사능,
다색성 할로겐을 형성할 수도 있고
경감: 높음
레퍼런스[2][3][4][5][6]

지르콘(/zzrrknn, -knn/)[7][8][9]은 네소실산염군에 속하는 광물로 금속 지르코늄의 원료이다.그것의 화학명은 지르코늄이다.IV) 규산염이며, 대응하는 화학식은 ZrSiO이다4.지르콘의 치환범위를 나타내는 경험식은 (Zr1–y, REy)(SiO4)(1–xOH)4x–y이다.지르콘은 규산염 용융에서 침전되어 비교적 고전계강도 양립불가능원소를 가지고 있다.예를 들어 하프늄은 거의 항상 1~4%의 양으로 존재합니다.지르콘의 결정 구조는 정방정계이다.지르콘의 자연적인 색은 무색, 황금, 적색, 갈색, 청색, 녹색 사이에서 다양합니다.

그 이름은 "금빛을 띠는"[10]이라는 뜻의 페르시아어 자르군에서 유래했다.이 단어는 밝은 색의 지르콘을 가리키는 용어인 "jargoon"으로 변형되었다.영어 단어 "지르콘"은 이 단어의 독일어 [11]번안인 지르콘에서 유래했습니다.노란색, 주황색, 빨간색 지르콘은 "히아신스"[12]라고도 알려져 있는데, 이름은 고대 그리스에서 유래한 꽃 히아신스입니다.

특성.

광학 현미경 사진, 결정의 길이는 약 250µm

지르콘은 지구의 지각에서 흔하다.화성암,[2] 변성암 및 퇴적암의 유해 입자에서 흔히 볼 수 있는 부속 광물이다.큰 지르콘 결정체는 드물다.화강암 암석의 평균 크기는 약 0.1–0.3mm(0.0039–0.0118인치)이지만, 특히 메탄성 [2]페그마타이트와 카르보나타이트에서 수 cm 크기로 자랄 수도 있습니다.지르콘은 상당히 단단하고(Mohs 경도 7.5), 화학적으로 안정적이기 때문에 내후성이 높습니다.또한 열에 강하기 때문에 때때로 지르콘 알갱이가 녹은 [13]퇴적물로 형성된 화성암에 보존됩니다.비교적 높은 비중(4.68)과 함께 풍화에 대한 저항성은 사암의 [5]무거운 광물 비율의 중요한 구성요소이다.

우라늄과[14] 토륨의 함량 때문에 일부 지르콘은 메타메트릭화를 겪는다.내부 방사선 손상과 관련된 이러한 과정은 결정 구조를 부분적으로 교란시키고 지르콘의 매우 가변적인 특성을 부분적으로 설명합니다.내부 방사선 손상에 의해 지르콘이 점점 변성됨에 따라 밀도가 저하되고 결정 구조가 손상되어 색이 [15]변한다.

지르콘은 적갈색, 노란색, 녹색, 파란색, 회색, 그리고 [2]무채색을 포함한 많은 색깔로 나타난다.지르콘의 색상은 열처리에 의해 변경될 수 있습니다.일반적인 갈색 지르콘은 800~1000°C(1,470~1,830°F)[16]로 가열하여 무색 및 청색 지르콘으로 변환할 수 있습니다.지질학적 환경에서, 결정체가 색중심을 생성하기에 충분한 미량 원소를 가지고 있다면, 수억 년 후에 분홍색, 빨간색, 보라색 지르콘의 발달이 일어납니다.이 빨간색 또는 분홍색 계열의 색상은 약 400°C(752°F)[17] 이상의 지질 조건에서 아닐됩니다.

구조적으로 지르콘은 실리카 사면체(산소 이온과 4배 배위하는 실리콘 이온)와 지르코늄 이온의 평행사슬과 산소 [18]이온과 8배 배위하는 큰 지르코늄 이온으로 구성된다.

적용들

모래알 크기의 지르콘

지르콘은 주로 오파시프로 소비되며,[19] 장식용 도자기 산업에 사용되는 것으로 알려져 있다.또한 금속 지르코늄의 주요 전구체일 뿐만 아니라 용해점이 2,717°C(4,923°F)[20]인 중요한 내화 산화물인 이산화 지르코늄(ZrO2)을 포함한 지르코늄의 모든 화합물에도 사용됩니다.

기타 용도로는 내화물 및 주조 공장 주조물에서의 사용이 포함되며, 핵연료봉, 촉매연료 변환기, 물 및 공기 정화 시스템 [21]등 지르코니아 및 지르코늄 화학 물질로서의 특수 용도도 증가하고 있습니다.

지르콘은 지질학자들이 지질연대를 [22]위해 사용하는 주요 광물 중 하나이다.

지르콘은 고풍화 [23]퇴적물을 분류하기 위한 ZTR 지수의 일부이다.

원석으로

무게가 3.36캐럿인 연청색 지르콘 원석

투명 지르콘은 높은 비중(4.2~4.86)과 아다만틴 광택으로 선호되는 잘 알려진 반보석 원석 형태입니다.높은 굴절률(1.92) 때문에 다이아몬드의 대체품으로 사용되기도 하지만 다이아몬드와 같은 색채를 보이지는 않습니다.지르콘은 모든 보석 중 가장 무거운 것으로 점성이 매우 높은 액체에도 쉽게 가라앉습니다.Mohs 경도는 석영과 토파즈 사이이며, 10점 척도에서 7.5로 유사 인공석 입방정 지르코니아(9)보다 낮다.지르콘은 때때로 원석에서는 보기 드문 밝은 햇빛에 오랫동안 노출되면 본래의 색깔을 잃을 수 있다.황산을 제외하고는 산 공격에 면역이 되고 고운 [24]가루로 갈아 넣었을 때만 면역이 된다.

대부분의 보석급 지르콘은 테이블과 파빌리온 칼집(즉, 거의 모든 칼집 돌)으로 절단된 돌에 대해 높은 복굴절을 나타내며, 전자를 통해 볼 때 후자의 겉보기에는 두 배로 보일 수 있으며, 이러한 특성은 소다 석회 유리뿐만 아니라 다이아몬드 및 입방 지르코니아(CZ)와 구별하기 위해 사용될 수 있다.그 중 어느 것도 이러한 특징을 나타내지 않습니다.그러나 스리랑카의 일부 지르콘은 약하거나 전혀 복굴절을 보이지 않으며, 다른 스리랑카 돌들은 같은 절단된 [25]돌의 다른 부분에서는 거의 또는 전혀 복굴절을 보이지 않을 수 있다.다른 원석도 복굴절을 나타내므로 이 특성이 있으면 다이아몬드나 CZ와 지르콘을 구별하는 데 도움이 되지만 예를 들어 토파즈 원석과 구별하는 데는 도움이 되지 않습니다.그러나 지르콘의 높은 비중 때문에 보통 다른 보석과 분리될 수 있고 테스트도 간단합니다.

또한 복굴절은 광축에 대한 돌의 절단부에 의존합니다.지르콘을 이 축이 테이블에 수직인 상태에서 절단하면 보석상 루프나 다른 확대광학으로 보지 않는 한 복굴절률이 검출되지 않는 수준으로 감소할 수 있다.복굴절을 [26]최소화하기 위해 최고 등급의 지르콘을 절단합니다.

지르콘 보석은 색깔, 선명도, 크기에 따라 가치가 크게 달라집니다.제2차 세계대전 이전에는 블루 지르콘(가장 가치 있는 색)이 15~25캐럿 크기의 많은 원석 공급업체에서 구할 수 있었습니다.그 이후로, 특히 가장 바람직한 [26]색상으로 10캐럿이나 되는 큰 돌은 매우 희귀해졌습니다.

합성 지르콘은 실험실에서[27] 만들어졌지만 과학적으로만 관심이 있을 뿐 보석 거래에서 접한 적은 없습니다.지르콘은 때때로 스피넬과 합성 사파이어로 모방되지만 간단한 도구로는 쉽게 구별할 수 있다.

발생.

지르코늄 광물 농축액의 세계 생산 동향

지르콘은 모든 종류의 화성암, 특히 화강암과 장석성 화성암의 광물 성분을 추적하는 일반적인 부속물이다.지르콘은 경도, 내구성 및 화학적 불활성성으로 인해 퇴적물에서도 지속되며 대부분의 [28][29]모래의 일반적인 성분입니다.지르콘은 킴벌라이트, 카보나타이트, 칠성장암과 같은 극초기 침입암에서 미량 광물로 종종 발견되는데, 이러한 [citation needed]암석의 특이한 마그마 발생 때문이다.

지르콘은 지르코늄 하프늄 광물 유디알리테와 암스트롱사이트와 관련하여 툰기 트라키테, 두보, 뉴사우스웨일스주[30] 등 일부 희귀 알칼리성 화산암에서 경제적 농도를 형성한다.

호주는 지르콘 광산에서 세계 최고를 차지하며, 세계 총 생산량의 37%를 생산하고 있으며,[31] 광물에 대한 세계 EDR(경제적 실증 자원)의 40%를 차지하고 있습니다.남아프리카공화국은 아프리카 주요 생산국으로 세계 생산량의 30%를 차지하며 [32]호주 다음으로 많다.

방사성 연대 측정

Zonation과 폴리사이클을 나타내는 지르콘 입자의 SEM-CL 이미지(코어림 구조)

지르콘은 방사성 연대 측정이 발달하는 동안 중요한 역할을 해왔다.지르콘에는 미량의 우라늄과 토륨(10ppm에서 최대 1wt%)[14]이 함유되어 있으며, 몇 가지 최신 분석 기법을 사용하여 연대를 측정할 수 있다.지르콘은 부식, 수송, 심지어 고도의 변성 작용과 같은 지질학적 과정에서도 살아남을 수 있기 때문에 지질학적 과정에 대한 풍부하고 다양한 기록을 가지고 있습니다.현재 지르콘은 일반적으로 우라늄-납(U-Pb), 핵분열-트랙, 음극 발광, U+Th/He 기술로 연대를 추정한다.예를 들어 고속전자로부터의 음극발광 이미징은 존화 패턴을 이미징하고 동위원소 분석을 위한 관심 영역을 특정하기 위한 고해상도 2차 이온 질량 분석(SIMS)의 사전 선별 도구로서 사용할 수 있다.이것은 일체형 음극 발광 및 주사 전자 현미경을 [33]사용하여 수행됩니다.퇴적암의 지르콘은 퇴적물의 근원을 식별할 [34]수 있다.

웨스턴오스트레일리아주 일간크라톤주 내리어 편마이스 테란의 잭 힐즈에서 나온 지르콘은 U-Pb 나이를 최대 44억4천400만 [35]년까지 산출해 지금까지 지구상에서 가장 오래된 광물이다.게다가, 이러한 지르콘들 중 일부의 산소 동위원소 성분들은 44억년 전에 이미 [35][36]지구 표면에 물이 있었다는 것을 나타내는 것으로 해석되어 왔다.이 해석은 추가 트레이스 요소 [37][38]데이터에 의해 뒷받침되지만 [39][40]논쟁의 대상이기도 하다.2015년,[41][42] 호주 서부 잭 힐스의 41억 년 된 암석에서 "생물의 흔적"이 발견되었다.연구원들 중 한 명에 따르면, "만약 지구에서 생명체가 비교적 빨리 생겨났다면...[41] 그것은 우주에서 흔한 것일 수 있다."

유사 광물

하프논(HfSiO4), 제노타임(YPO4), 베헤라이트, 스키아나토라이트(Ta, Nb)BO4, 토라이트(ThSiO4) 및 코피니트(USiO4)[14]는 모두 제노티어와 같은 결정구조(IVXYO4, XYO4)를 공유한다.

갤러리

  • Crystal structure of zircon

    지르콘 결정구조

  • Unit cell of zircon

    지르콘의 단위 셀

  • Scanning electron microscope image of zircon

    지르콘의 주사 전자 현미경 이미지

  • Unusual olive-green zircon

    특이한 올리브 그린 지르콘

  • Cluster of three compound crystals of zircon

    지르콘의 세 가지 복합 결정체 클러스터

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레퍼런스

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추가 정보

외부 링크

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