Zircon, Zirconia, Zirconium Minerals

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

zirkon

Zircon gör en trevlig pärla men den är inte till förmån i dessa dagar. Zirkon-zirkoniumsilikat eller ZrSiO₄-är en hård sten, rankad 7½ på Mohs skalan, 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 att "hjälpa sömn, 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 upp genom jordskorpan i stolliga bergarter och eroderas in i strömsystemet, tvättas ut till havet och läggs ner i sedimentbäddarna där det blir en del av nästa cykel av sandsten och skiffer helt påverkad! 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 första till andra plats.

Det andra med zirkon är dess föroreningar, särskilt uran. Uran-bly (U-Pb) -systemet för 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."

Zirkoniumdioxid / baddeleyit

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 endast diamant, safir och chrysoberyl kan repa den.

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 stollande bergarter.

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

zirkonolit

Zirkonolit, CaZrTi₂O₇, är varken ett silikat eller en oxid utan snarare ett titanat. 2004 rapporterades det vara ännu bättre för datering av gamla stenar än zirkon, vilket gav data så exakta som SHRIMP-instrumentet (känslig jonmikroprobe med hög upplösning) 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."

Geologens pärla

För att få en uppfattning om vad människor kan göra med zirkoner, överväg vad forskaren Larry Heaman gjorde, som rapporterades 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 dike-svärmen på 2,4458 miljarder år (plus eller minus ett par miljoner), strax efter den Archean Eon stängde i den tidigaste proterozoiska tiden.

Från det beviset återmonterade han två stora bitar från det forntida Nordamerika, tuckade "Wyoming" terranen under "Superior" terranen, och 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 översvämning-basalt eller Stora Igneös provins (LIP).

Heaman täckte sig själv genom att spekulera i att det första LIP "kunde återspegla antingen (1) avtagandet av en kraftig mantelkonvektionsregime som rådde under den arkeiska och fullständigt spridda mantelröken under mer än hälften av jordens historia, eller (2) tiden för katastrofalt kollaps av en stabil täthetsskiktning i jordens kärna som ledde till en plötslig ökning av värmeflödet vid kärnmantelgränsen. " Detta är mycket att komma ur några få små zirkonbitar och baddeleyiter.

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 för att jorden på den tiden hade flytande vatten på sig.