Zircon, Zirconia, Zirconium Minerals

Zirkon kan verka lite trist bredvid de infomercials för billiga kubiska zirkoniumsmycken. Zirkoniummineralerna är ett allvarligt gäng.

Zircon gör en trevlig pärla men den är inte till förmån i dessa dagar. Zirkon - zirkoniumsilikat eller ZrSiO₄—En är en hård sten, rankad 7½ på Mohs skala, men andra stenar är hårdare och dess färger är inte unika. Traditionen har en tunn dossier om zirkon; en webbplats säger att det var känt för att "hjälpa sömnen, få välstånd och främja ära och visdom", men hej, bara ha pengar till egen juveler är bra för det. Det har några mindre mineralogiska skillnader. Det är den enda pärla i klassen tetragonal kristall, för vad det är värt. Och det är den tätaste av de stora ädelstenarna, men det betyder att en zirkon med en viss karat är mindre än någon annan pärla med samma vikt.

Kanske kan zirkon få mer respekt om vi tittar på dess värde för geologer. Zirkonkorn förekommer nästan överallt där det finns sediment eftersom mineralet är så tufft. Den stiger genom jordskorpan i stolliga bergarter och eroderas in i strömsystemet, tvättas ut till havet och som ligger i sedimentbäddarna där det blir en del av nästa cykel av sandsten och skiffer - totalt opåverkad! Zirkon är den ultimata geologiska återvinningsbara; det kan till och med uthärda metamorfism. Det gör det till ett bra indikatormineral. Om du hittar den i granit på ett ställe och i en sandsten någon annanstans, har du lärt dig något om den geologiska historien och den geografiska miljön som förde zirkonerna från den första till den andra plats.

Det andra med zirkon är dess föroreningar, särskilt uran. De uran-bly (U-Pb) systemet med dateringsstenar har förfinats till stor noggrannhet, och U-Pb-zirkon-datering är nu ett exakt verktyg för stenar så gamla som jorden själv, cirka 4,6 miljarder år. Zirkon är bra för detta eftersom det håller dessa element tätt.

"Zirkon" uttalas vanligtvis "ZURK'n", även om du också hör "ZUR-KON."

Cubic zirconia eller CZ är känd som en falsk diamant, men jag tror att det istället bör betraktas som en överlägsen zirkon. CZ är en tillverkad oxidförening, ZrO₂, inte ett silikat, och "zirkoniumoxid" är ett kemiskt namn, inte ett mineralnamn.

Det finns en naturligt förekommande form av zirkoniumoxid, kallad baddeleyite. Skillnaden mellan baddeleyit och CZ är hur zirkonium- och syreatomerna packas: mineralet är en monoklinisk kristall och pärlan är kubisk (isometrisk), samma kristallstruktur som diamant. Det gör CZ extremt hårt - bara diamant, safir och chrysoberyl kan repa det.

USA lagrar över 14 000 ton baddeleyit för sitt zirkoniuminnehåll. Liksom zirkon är det användbart för att datera extremt gamla stenar, men till skillnad från zirkon är dess användning begränsad till stollar.

"Baddeleyite" uttalas "ba-DELLY-ite" av de flesta geologer, men de som vet bättre uttalar det "BAD-ly-ite."

Zirkonolit, CaZrTi₂O₇, är varken ett silikat eller en oxid utan snarare ett titanat. 2004 var det rapporterad att vara ännu bättre för att datera gamla stenar än zirkon, vilket ger data så exakta som SHRIMP-instrumentet (känslig högupplösta jonmikroprobe) tillåter. Zirkonolit, även om det är sällsynt, kan vara utbredd i stolliga bergarter men känner inte igen eftersom det liknar rutil. Sättet att identifiera det med säkerhet är att använda specialiserade elektronmikroskopitekniker på de små kornen innan du använder SHRIMP på dem. Men dessa tekniker kan härleda ett datum från ett korn som bara är 10 mikron stort.

"Zirkonolit" uttalas "zir-CONE-alite."

För att få en uppfattning om vad människor kan göra med zirkoner, överväg vad forskaren Larry Heaman gjorde, som rapporterad i april 1997 Geologi. Heaman extraherade zirkon (och baddeleyit) från en uppsättning gamla kanadensiska dikar och fick mindre än ett milligram från 49 kilo berg. Från dessa fläckar, mindre än 40 mikron långa, härledde han en U-Pb-ålder för dyksvärmen på 2,4458 miljarder år (plus eller minus ett par miljoner), strax efter den archean Eon i den tidigaste Proterozoic tid.

Från det beviset återmonterade han två stora bitar från det forntida Nordamerika och tuckade "Wyoming" terranen under den "Superior" terranen, anslöt sig sedan till dem "Karelia", terranen som ligger bakom Finland och angränsande Ryssland. Han kallade sina resultat som bevis för världens tidigaste avsnitt av vulkanism i översvämningsbasalt eller Stora Igneous-provinsen (LÄPP).

Heaman täckte sig själv genom att spekulera i att det första LIP "kunde spegla antingen (1) avtagandet av en kraftig mantelkonvektionsregim som rådde under Arkeiska och fullständigt spridda mantelplommor i mer än hälften av jordens historia, eller (2) tiden för katastrofisk kollaps med en stabil densitet stratifiering i jordens kärna som ledde till en plötslig ökning av värmeflödet vid kärnmantelgränsen. "Detta är mycket att komma ur några få små zirkonbitar och baddeleyite.

PS: Det äldsta föremålet på jorden är ett zirkonkorn som är nästan 4,4 miljarder år gammalt. Det är det enda vi har från djupt i den tidigaste archeanen, och det ger bevis på att även vid den tiden, Jorden hade flytande vatten på sig.