보석학 16.보석교육 16.71 지르콘 Zircon
출처: Gemology Project 소스: EK 이페어케이 플러스
16.73: 지르콘 Zircon
지르콘
화학적 구성 요소 ZrSiO4 지르코늄 실리케이트
크리스탈계 정방형
습관 피라미드 종단이 있는 각기둥(제곱)
분열 가난한
경도 7.5
광학적 특성 단축 + - 등방성
굴절률 1.78 - 1.99
복굴절 최대 0.059
분산 높음, 0.039
비중 3.90-4.69
광택 유리체에서 아다만틴으로
다색성(Pleochroism) 약(열처리시 강함)
그림 \(\PageIndex{1}\): 블루 지르콘
사진 제공: Lembeck Gems
지르콘 이미지 갤러리 지르콘 이미지 갤러리
지르콘은 방사성 광물인 하프늄, 우라늄 및 토륨의 미량을 포함하는 지르코늄 규산염으로 광범위하게 정의할 수 있는 광물 종입니다.
시간이 지남에 따라 이러한 방사성 성분은 결정의 격자를 분해하여 결국 (수만 년에 걸쳐) 내부 결정 격자를 파괴하고 비정질 구조와 어둡고 삐걱 거리는 모양을 남깁니다.
지질학적으로 젊고 방사능의 영향을 받지 않는 지르콘은 "높은" 지르콘이라고 불립니다. 이 돌들은 투명한 황금색, 황록색, 녹갈색을 띠며 믿을 수 없을 정도로 높은 분산을 가지고 있습니다. "높은" 지르콘은 섭씨 900도 이상의 온도로 가열될 수 있으며, 무색, 파란색 또는 황금색이 됩니다.
이 고분산 무색 스톤은 오랫동안 다이아몬드 대용품으로 사용되어 왔습니다. 그렇기 때문에 지르콘이라는 이름은 합성 또는 모방의 의미를 가지고 있습니다.
그것은 다이아몬드를 모방하는 데 사용되었지만 돌은 실제로 자연적으로 발생합니다. 합성 큐빅 지르코늄(지르코니아) 또는 "CZ"와 혼동해서는 안 되며, 이는 실험실에서 지르코늄 산화물로 만들어졌으며 자연적으로 발생하는 지르콘과 관련이 없습니다.
결정 격자가 분해된 지르콘은 "저형" 지르콘이라고 합니다. 알파 입자 붕괴를 통한 격자 파괴 과정을 메타믹화(metamictization)라고 하기 때문에 이를 "메타믹트(metamict)"라고도 합니다.
높음과 낮음 사이의 과도기 상태에 있는 지르콘을 "중간" 또는 "중간" 유형이라고 합니다.
진단
지르콘(하이 타입)의 가장 일반적인 특징 중 하나는 높은 이중 굴절입니다.
백색 지르콘은 거의 항상 열처리(적갈색 지르콘)되며 이 열처리는 또한 크리스탈 격자를 높은 유형으로 복원하므로 크라운을 통해 볼 때 패싯 스톤에서 파빌리온 패싯의 명확한 두 배를 보여줍니다.
백색 지르콘은 다이아몬드를 모방할 수 있기 때문에 "도트 테스트"는 매우 가치 있는 것입니다. 지르콘은 굴절률이 다이아몬드보다 낮지만 여전히 보석 굴절계의 한계를 초과하는 유일한 강력한 이중 굴절 다이아몬드 모조제입니다.
색
높고 중간 유형 지르콘:
낮은 유형 지르콘:
분광기
지르콘 (특히 높은 유형의 녹색 및 노란색)은 최대 40 개의 라인을 가진 전형적인 우라늄 스펙트럼을 보여줍니다. 가장 진단적인 선은 653.5nm에 있을 것입니다
그러나 metamict 유형 또는 열처리된 백색 및 청색 지르콘과 같은 일부 지르콘은 653.5nm에서 희미한 선만 보일 수 있습니다.
뉴 사우스 웨일즈, 호주 및 캄보디아의 적갈색은 스펙트럼을 전혀 나타내지 않을 수 있습니다.
메타믹트 지르콘의 열처리는 희미한 흡수선을 날카롭게 하는 경향이 있습니다.
첼시 컬러 필터
파란색 지르콘은 CCF에서 녹색 반응을 보입니다. 주황색 갈색("히아신스")은 주황색-빨간색으로 표시됩니다.
편광경
가장 흔한 천연 보석 중 2개만이 양의 광학 기호, 지르콘 및 석영이 있는 단축입니다(페나카이트, 진사 및 일부 이도크라아제도 단축 +이며 합성 모이사나이트임).
석영은 일반적으로 과녁(또는 4중 Ariry Spirals)을 표시하므로 일반적인 단축 간섭 그림에서 양의 광학 부호를 찾으면 지르콘을 의심할 수 있습니다.
물론 광학 표지판을 결정하기 위해 지연 플레이트가 필요합니다.
metamictization으로 인해, 몇몇 지르콘은 방해 그림을 나타내지 않을 것이고 이 돌들은 교차된 극 사이에서 회전할 때 어둡게 남아 있다는 것을 주목해야 한다.
확대
지르콘은 부서지기 쉽고 면 가장자리에 마모가 나타날 수 있습니다. 지르콘을 많이 보낼 때는 이러한 "종이 마모" 효과를 방지하기 위해 각 돌을 개별적으로 포장해야 합니다.
그림 \(\PageIndex{2}\): 뒷면, 연마 라인 및 내포물의
뚜렷하고 진단적인 이중 배율 20X 배율 작성자
: Barbra Voltaire
형광
지르콘은 장파장 및 단파 자외선 아래에서 다양한 정도(때로는 불활성)로 겨자색-노란색 형광을 발할 수 있습니다.
열처리된 지르콘이 이러한 종류의 방사선에 장기간 노출되면 색상이 가열 전의 색상으로 되돌아갈 수 있습니다(그다지 좋지 않은 결과).
치료
지르콘은 일상적으로 열처리됩니다. 이 열처리는 보석에 두 가지 효과가 있습니다.
색상을 무색, 파란색 또는 황금색(지르콘에 가장 선호되는 색상)으로, 주황색에서 빨간색으로 변경합니다.
메타믹 지르콘의 결정 격자는 높은 유형의 지르콘으로 복원됩니다.
열처리는 산화 또는 환원 분위기(또는 순차적 조합)에서 수행됩니다.
오랑지-브라운에서 적갈색의 지르콘("히아신스")은 산화 분위기에서 약 900°C에서 가열되어 노란색에서 빨간색으로 변합니다.
또는 이러한 갈색 지르콘을 환원 환경에서 약 1000-1400°C로 가열하면 무색 또는 파란색으로 변합니다. 일부 오프 컬러도 이 과정의 결과입니다.
환원 처리에서 나온 이러한 변색된 돌은 산화 조건에서 약 900°C로 재가열되어 무색, 노란색, 주황색 또는 빨간색이 됩니다.
무색의 청색 및 적색 지르콘이 자연에 존재하지만 매우 드물며 가열된 지르콘과 구별할 수 있는 알려진 수단이 없습니다.
지구의 나이를 계산하는 지르콘
지르콘은 지각 깊숙한 곳의 화강암(심성암)에서 형성됩니다. 지각판의 이동을 통해 이 화강암이 표면으로 올라와 산을 만들기 시작합니다. 침식을 통해 화강암(및 포함된 지르콘)은 퇴적물을 형성하여 결국 변성암으로 변형될 수 있을 만큼 충분히 깊이 묻힐 것입니다.
지르콘에는 두 가지 중요한 특성이 있습니다.
상대적으로 높은 경도
화학적 공격에 대한 내성
모스 규모에서 7.5의 경도로 인해 지르콘은 일반적으로 퇴적 과정에서 그대로 살아남습니다. 화학적 공격에 대한 내성 때문에 지르콘은 열과 압력으로 공격하려고하는 접촉 변성 과정에서 살아남을 것입니다.
후자는 지르콘을 둘러싼 액체 덩어리가 나이테의 형성과 마찬가지로 기존 지르콘 주위에 새로운 테두리를 형성하기 때문에 중요합니다. 이 첫 번째 주기는 보통 수억 년이 걸릴 것이다.
새로 형성된 테두리를 가진 오래된 결정은 지각판 상호 작용을 통해 다시 밀려 올라간 다음 이 지질학적 순환이 반복됩니다.
지르콘의 세 번째이자 잘 알려진 특성은 우라늄과 같은 방사성 원소를 수용할 수 있다는 것입니다. 우라늄은 일정한 시간 속도로 납으로 붕괴할 수 있는 능력이 있습니다. 우라늄-납 비율의 계산은 지르콘의 나이(그리고 지구의 나이)에 대한 단서를 제공할 수 있다. 그러나 지르콘에서 납이 누출되어 우라늄-납 비율을 방해할 수 있습니다.
다행히도 과학자들은 동위원소를 사용하여 새로운 계산 방법을 찾았습니다.
우라늄-238 동위원소(반감기 44억 6,800만 년)는 납-206으로 붕괴하고, 우라늄-235(반감기 7억 380만 년)는 납-207로 붕괴한다.
이러한 종류의 측정에는 "2차 이온 질량 분석법"(또는 SIMS) 기술이 사용됩니다. 이 두 과정의 '부모-딸' 붕괴를 모두 측정함으로써, 지르콘의 정확한 나이를 계산할 수 있습니다 -
- 즉, 두 측정치가 일치하는 경우(항상 그런 것은 아님).
그린란드의 이수아(Isua) 암석들은 지구의 나이를 측정하는 이러한 방법의 원천이다. 현재 계산에 따르면 지구의 나이는 46억 년이다.
소스
젬스톤 인핸스먼트 (1984) - 커트 나소 ISBN 0408014474
보석 출처, 설명 및 식별 4판(1990) - 로버트 웹스터(6판)
보석 참조 가이드 (1995) - GIA ISBN 0873110196
외부 링크
지구의 탄생석