Wikipedia

Circón

mineral que pertence ao grupo dos nesosilicatos

O circon[7] é un mineral que pertence ao grupo dos nesosilicatos e é fonte do metal circonio. O seu nome químico é silicato de circonio(IV) e a súa fórmula química é ZrSiO4. Unha fórmula empírica que mostra algunhas das posibles substitucións no circón é (Zr1–y, terras rarasy)(SiO4)1–x(OH)4x–y. O circón precipita de fundidos de silicatos e ten concentracións relativamente altas de elementos incompatibles de alta forza de campo. Por exemplo, o hafnio case sempre está presente en cantidades que van do 1 ao 4%. A estrutura cristalina do circón é do sistema tetragonal. A cor natural do circón varía entre a incolora, amarela dourada, vermella, marrón, azul e verde.

Circón (símbolo IMA:Zrn[1])
Cristal brillante de circón nunha matriz máis clara de calcita do distrito Gilgit de Paquistán
Fórmula químicasilicato de circonio (ZrSiO
4)
ClaseSilicatos
SubclaseNesosilicatos
Sistema cristalinoTetragonal
  • Clase cristalina: ditetragonal dipiramidal (4/mmm)
    símbolo H-M: (4/m 2/m 2/m)
  • Simetría: I41/amd (No. 141)
  • Cela unidade: a = 6.607(1), c = 5.982(1) [Å]; Z = 4
CorMarrón avermellado, amarelo, verde, azul, gris, incoloro; nesta sección, de incoloro a marrón claro
BrilloVítreo a adamantino; graxo cando é metamíctico.
Dureza7.5
FracturaConcoidea a irregular
Exfoliación{110} e {111}
RaiaBranca[2][3][4][5][6]

O nome circón deriva do persa zargun, que significa "de ton dourado".[8] Os alemáns adaptaron esta palabra como Zirkon, e formas similares noutras linguas.[9] Os circóns amarelos, laranxas e vermellos tamén se chaman "xacintos",[10] procedente do nome da flor xacinto, de orixe grega.

Propiedades

editar
 
Fotografía de microscopio óptico; a lonxitude do cristal é duns 250 µm

O circón é bastante común na codia terrestre. Aparece como un mineral accesorio común en rochas magmáticas ou ígneas (como produtos de cristalización primaria), en rochas metamórficas e como grans detríticos en rochas sedimentarias.[2] Os cristais grandes de circón son raros. O seu tamaño medio en rochas graníticas é duns 0,1–0,3 mm, pero poden tamén crecer ata acadar tamaños de varios centímetros, especialmente en pegmatitas máficas e carbonatitas.[2] O circón é bastante duro (cunha dureza na escala de Mohs de 7,5) e quimicamente estable e por iso é moi resistente á meteorización. Tamén é resistente á calor, de modo que os grans detríticos de circón ás veces quedan conservados en rochas magmáticas formadas a partir de sedimentos fundidos.[11] A súa resistencia á meteorización, xunto coa súa gravidade específica relativamente alta (4,68), fan que sexa un importante compoñente da fracción mineral pesada dos arenitos.[5]

Debido ao seu contido en uranio[12] e torio, algúns circóns sofren metamictización. Como están conectados cos danos internos da radiación, estes procesos distorsionan parcialmente a estrutura do cristal e isto explica parcialmente as propiedades altamente variables do circón. A medida que o circón queda cada vez máis modificado polos danos da radiación interna, a súa densidade diminúe, a estrutura cristalina altérase e a súa cor cambia.[13]

O circón pode ter moitas cores, como o marrón avermellado, amarelo, verde, azul, gris e incoloro.[2] A cor dos circóns pode ás veces cambiar por un tratamento con calor. Os circóns marróns comúns poden transformarse en incoloros e azuis quentándoos a 800-1000 °C.[14] En sitios xeolóxicos, o desenvolvemento de cores rosas, vermellas e púrpuras no circón ocorre co paso de millóns de anos, se o cristal ten elementos traza dabondo como para producir centros de cor. A cor nesta serie vermella ou rosa aparece zonada en condicións xeolóxicas por riba de temperaturas de arredor 400 °C.[15]

Estruturalmente, o circón consta de cadeas paralelas de tetraedros de sílice alternantes (os ións de silicio en coordinación catro con ións de oxixeno) e ións de circonio, cos ións de circonio grandes en coordinación oito con ións de oxíxeno.[16]

Aplicacións

editar
 
Grans de tamaño de area de circón

O circón utilízase principalmente como opacificador, e foi usado na industria da cerámica decorativa.[17] Tamén é o precursor principal non só do circonio metálico, aínda que esta aplicación é pequena, senón tamén de todos os compostos de circonio incluíndo o dióxido de circonio (ZrO
2), un importante óxido refractario cun punto de fusión de 2717 °C.[18]

Outras aplicacións son o seu uso en refractorías e fundicións e un crecente conxunto de aplicacións especializadas como circonia e compostos químicos de circonio, como nas barras de combustible nuclear, conversores de combustible catalítico e nos sistemas de purificación da auga e o aire.[19]

O circón é un dos minerais clave usados polos xeólogos en xeocronoloxía.[20]

O circón forma parte do índice ZTR para clasificar sedimentos altamente meteorizados.[21]

Utilízase como xema en xoiería, onde se considera pedra semipreciosa.

Pedra semipreciosa

editar
 
Unha xema de circón azul clara de 3,36 quilates

Os circóns transparentes son utilizados como pedras semipreciosas, debido á súa alta gravidade específica (entre 4,2 e 4,86) e brillo adamantino. Debido ao seu alto índice de refracción (1,92) foi utilizado ás veces como substituto do diamante, aínda que non presenta a mesmo xogo de cores que o diamante. O circón é a xema máis pesada, e afúndese rapidamente mesmo en líquidos moi viscosos. A súa dureza de Mohs está entre a do cuarzo e a do topacio, en 7,5 na escala de 10 puntos, aínda que por debaixo da de pedras artificialmente creadas polo home similares de circonia cúbica (dureza 9). Os circóns poden ás veces perder a súa cor inherente despois de seren expostos por longo tempo á luz do sol forte, o cal é pouco común nas xemas. É inmune ao ataque de ácidos agás o do ácido sulfúrico e só cando foi triturado ata convertelo en po fino.[22]

A maioría dos circóns con grao de xema presentan un alto grao de birrefrinxencia, o cal, nas pedras talladas con cortes denominados de táboa e pavillón ou culata[23][24] (é dicir, case todas as pedras talladas), pode verse como a aparente duplicación do pavillón cando se ve a través da táboa, e esta característica pode utilizarse para distinguilos dos diamantes e as circonias cúbicas (CZ) así como dos vidros de cal sodado (vidro corrente), ningún dos cales mostra esta característica. Porén, algúns circóns de Sri Lanka presenan só unha lixeira birrefrinxencia ou ningunha, e algunhas outras pedras de Sri Lanka poden presentar unha clara birefrinxencia nun plano e pouca ou ningunha noutras partes da mesma pedra tallada.[25] Outras xemas presentan tamén birrefrinxencia, de xeito que a presenza desta característica pode axudar a distinguir un determinado circón dun diamantge ou dunha circonia cúbica, pero non servirá para distinguilo de, por exemplo, unha xema de topacio. Porén, a alta gravidade específica do circón pode normalmente distinguilo de calquera outra xema e é unha proba de simple aplicación.

Ademais, a birrefrinxencia depende da talla da pedra en relación co seu eixe óptico. Se un circón se talla con este eixe perpendicular á súa faceta táboa[23][24], a birrefrinxencia pode reducirse ata ser indetectable a non ser que se vexa cunha lupa de xoieiro ou outros instrumentos ópticos de ampliación. Os circóns de maior grao tállanse para minimizar a birrefrinxencia.[26]

O valor dunha xema de circón depende en gran medida da súa cor, transparencia e tamaño. Antes da segunda guerra mundial podían obterse circóns azuis (a cor máis valiosa) de moitos subministradores de xemas en tamaños entre 15 e 25 quilates; desde entón, pedras incluso de só 10 quilates pasaron a ser escasas, especialmente nas variedades de cor máis desexadas.[26]

Creáronse circóns sintéticos no laboratorio[27] mais só teñen un interese científico e nunca atoparon sitio no mercado da xoiería. Os circóns son ás veces imitados pola espinela e o zafiro sintético, pero non son difíciles de distinguir deles usando ferramentas simples.

Distribución

editar
 
Tendencia da produción mundial de concentrados de mineral de circonio.

O circón é un accesorio común para buscar os constituíntes minerais de todos os tipos de rochas magmáticas, pero especialmente das rochas de tipo granítico e félsicas. Debido á súa dureza, durabilidade e a ser quimicamente inerte, o circón consérvase en depósitos sedimentsarios e é un constituínte común de moitas areas.[28][29] O circón pode atoparse ocasionalmente como mineral traza en rochas intrusivas ultrapotásicas como as kimberlitas, carbonatitas e lamprófiros.

O circón forma concentracións de interese económico en depósitos areosos de minerais pesados, en certas pegmatitas e nalgunhas rochas volcánicas alcalinas raras, por exemplo a traquita Toongi de Dubbo, Nova Gales do Sur, Australia[30] en asociación cos minerais de circonio-hafnio eudialita e armstrongita.

Australia é líder mundial na minería de circonio, producindo o 37% do total mundial e posuíndo o 40% dos "recursos demostrados económicos" (de explotación rendible) deste mineral.[31] O maior produtor en África é a República de Suráfrica, cun 30% da produción mundial, o que a fai a segunda produtora do mundo despois de Australia.[32]

Datación radiométrica

editar
 
Imaxe de SEM-CL (microscopio de varrido con catodoluminescencia) dun gran de circón mostrando zonacións e policiclos (estrutura de núcleo e bordo).

O circón foi moi importante durante a evolución dos métodos de datación radiométrica. Os circóns conteñen cantidades traza de uranio e torio (desde 10 ppm ata 1 en porcentaxe en peso ou masa)[12] e poden datarse usando varias técnicas analíticas modernas. Como os circóns poden sobrevivir a procesos xeolóxicos como a erosión, o transporte e mesmo un alto grao de metamorfismo, conteñen un rexistro rico e variado dos procesos xeolóxicos. Actualmente, os circóns dátanse normalmente polos métodos de uranio-chumbo (U-Pb), trazas de fisión, catodoluminescencia, e U+Th/He. Por exemplo, poden usarse as imaxes de emisión de catodoluminescencia de electróns rápidos como unha ferramenta de precribado para a espectrometría de masas de ións secundarios de alta resolución (ou SIMS, do inglés high-resolution secondary-ion-mass spectrometry) para obter imaxes do padrón de zonación e identificar rexións de interese para a análise isotópica. Isto faise usando unha catodoluminescencia integrada con microscopio electrónico de varido.[33] Os circóns en rochas sedimentarias serven para identificar a fonte dos sedimentos.[34]

A antigüidade dos circóns de Jack Hills no Terreo dos gneis de Narryer do cratón de Yilgarn, Australia Occidental medida polo método de U-Pb é de 4404 millóns de anos,[35] o que se interpreta que é a idade da súa cristalización, o que os fai os minerais máis antigos datados ata agora na Terra. Ademais, as composicións isotópicas do oxíxeno dalgúns destes circóns foron interpretadas como unha indicación de que hai 4400 millóns de anos había xa auga sobre a superficie da Terra.[35][36] Esta interpretación está apoiada por datos de elementos traza adicionais,[37][38] pero tamén está suxeita a debate.[39][40] En 2015, atopáronse "restos de vida biótica" en rochas de hai 4100 millóns de anos nas Jack Hills de Australia Occidental.[41][42] Segundo dixo un dos investigadores, "se a vida se orixinou relativamente cedo na Terra ... entón podería ser común no Universo."[41]

Minerais similares

editar

Hafnón (HfSiO
4), xenotima (YPO
4), béhierita, schiavinatoíta ((Ta,Nb)BO
4), torita (ThSiO
4) e coffinita (USiO
4),[12] todos os cales teñen a mesma estrutura cristalina (IVX IVY O4, ou IIIX VY O4 no caso da xenotima) do circón.

Galería

editar

Notas

editar
  1. ↑ Warr, L.N. (2021). "IMA–CNMNC approved mineral symbols". Mineralogical Magazine 85 (3): 291–320. Bibcode:2021MinM...85..291W. doi:10.1180/mgm.2021.43. 
  2. ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 Anthony, John W.; Bideaux, Richard A.; Bladh, Kenneth W.; Nichols, Monte C., eds. (1995). "Zircon" (PDF). Handbook of Mineralogy. II (Silica, Silicates). Chantilly, VA, US: Mineralogical Society of America. ISBN 978-0962209710. 
  3. ↑ "Zircon: Mineral information, data and localities". Mindat.org. Consultado o 19 de outubro de 2021. 
  4. ↑ "Zircon Mineral Data". Webmineral. Consultado o 19 de outubro de 2021. 
  5. ↑ 5,0 5,1 Hurlbut, Cornelius S.; Klein, Cornelis (1985). Manual of Mineralogy (20ª ed.). ISBN 0-471-80580-7. 
  6. ↑ Erickson, Timmons M.; Cavosie, Aaron J.; Moser, Desmond E.; et al. (2013). Abstract. "Correlating planar microstructures in shocked zircon from the Vredefort Dome at multiple scales: Crystallographic modeling, external and internal imaging, and EBSD structural analysis" (PDF). American Mineralogist 98 (1): 53–65. Bibcode:2013AmMin..98...53E. doi:10.2138/am.2013.4165. 
  7. ↑ Definicións no Dicionario da Real Academia Galega e no Portal das Palabras para circón.
  8. ↑ Stwertka, Albert (1996). A Guide to the Elements. Oxford University Press. pp. 117–119. ISBN 978-0-19-508083-4. 
  9. ↑ Harper, Douglas. "zircon". Online Etymology Dictionary. 
  10. ↑ "Hyacinth (gem)". Encyclopædia Britannica. Encyclopædia Britannica Inc. Consultado o 7 de outubro de 2016. 
  11. ↑ Nesse, William D. (2000). Introduction to mineralogy. New York: Oxford University Press. pp. 313–314. ISBN 9780195106916. 
  12. ↑ 12,0 12,1 12,2 Jackson, Robert A.; Montenari, Michael (2019). "Computer modeling of Zircon (ZrSiO4)—Coffinite (USiO4) solid solutions and lead incorporation: Geological implications". Stratigraphy & Timescales 4: 217–227. ISBN 9780128175521. doi:10.1016/bs.sats.2019.08.005 – vía Elsevier Science Direct. 
  13. ↑ Nesse 2000, pp. 93-94.
  14. ↑ "Zircon gemstone information". www.gemdat.org. Consultado o 29 de abril de 2018. 
  15. ↑ Garver, John I.; Kamp, Peter J.J. (2002). "Integration of zircon color and zircon fission-track zonation patterns in orogenic belts: Application to the Southern Alps, New Zealand". Tectonophysics 349 (1–4): 203–219. Bibcode:2002Tectp.349..203G. doi:10.1016/S0040-1951(02)00054-9. 
  16. ↑ Nesse 2000, p. 313.
  17. ↑ Nielsen, Ralph (2000). "Zirconium and Zirconium Compounds". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. ISBN 978-3527306732. doi:10.1002/14356007.a28_543. 
  18. ↑ Davis, Sergio; Belonoshko, Anatoly; Rosengren, Anders; Duin, Adri; Johansson, Börje (1 de xaneiro de 2010). "Molecular dynamics simulation of zirconia melting". Open Physics 8 (5): 789. Bibcode:2010CEJPh...8..789D. doi:10.2478/s11534-009-0152-3. 
  19. ↑ "Products". Mineral Commodities Ltd. Arquivado dende o orixinal o 2016-10-07. Consultado o 2016-08-08. 
  20. ↑ Nesse 2000, p. 314.
  21. ↑ Blatt, Harvey; Middleton, Gerard; Murray, Raymond (1980). Origin of sedimentary rocks (2d ed.). Englewood Cliffs, N.J.: Prentice-Hall. pp. 321–322. ISBN 0136427103. 
  22. ↑ Oliver Cummings Farrington (1903). Gems and Gem Minerals. A.W. Mumford. p. 109. 
  23. ↑ 23,0 23,1 IGE Curso básico de gemología
  24. ↑ 24,0 24,1 Gemstone Facets: Terminology and Functions [1]
  25. ↑ L.J. Spencer (1905). Report of the Seventy-Fourth Meeting of the British Association for the Advancement of Science. John Murray. pp. 562–563. 
  26. ↑ 26,0 26,1 "Physical & Optical Properties of Zircon". Colored Gemstones Guide. Consultado o 19 de outubro de 2021. 
  27. ↑ Van Westrenen, Wim; Frank, Mark R.; Hanchar, John M.; Fei, Yingwei; Finch, Robert J.; Zha, Chang-Sheng (xaneiro de 2004). "In situ determination of the compressibility of synthetic pure zircon (ZrSiO4) and the onset of the zircon-reidite phase transition". American Mineralogist 89 (1): 197–203. Bibcode:2004AmMin..89..197V. doi:10.2138/am-2004-0123. 
  28. ↑ Nesse 2000, pp. 313-314.
  29. ↑ Hurlbut & Klein 1985, p. 454.
  30. ↑ Staff (xuño de 2007). "Dubbo Zirconia Project Fact Sheet June 2014" (PDF). Alkane Resources Limited. Arquivado dende o orixinal (PDF) o 2008-02-28. Consultado o 2007-09-10. 
  31. ↑ "The Mineral Sands Industry Factbook" (PDF). Arquivado dende o orixinal (PDF) o 2016-08-18. 
  32. ↑ "Heavy Minerals Mining in Africa - Titanium And Zirconium". Arquivado dende o orixinal o 2008-05-28. Consultado o 2016-08-08. 
  33. ↑ "Zircons - Application Note". DELMIC (en inglés). Consultado o 2017-02-10. 
  34. ↑ Cawood, P.A.; Hawkesworth, C.J.; Dhuime, B. (outubro de 2012). "Detrital zircon record and tectonic setting". Geology 40 (10): 875–878. Bibcode:2012Geo....40..875C. doi:10.1130/G32945.1. 
  35. ↑ 35,0 35,1 Wilde, Simon A.; Valley, John W.; Peck, William H.; Graham, Colin M. (2001). "Evidence from detrital zircons for the existence of continental crust and oceans on the Earth 4.4 Gyr ago". Nature 409 (6817): 175–178. Bibcode:2001Natur.409..175W. PMID 11196637. doi:10.1038/35051550. 
  36. ↑ Mojzsis, Stephen J.; Harrison, T. Mark; Pidgeon, Robert T. (2001). "Oxygen-isotope evidence from ancient zircons for liquid water at the Earth's surface 4,300 Myr ago". Nature 409 (6817): 178–181. PMID 11196638. doi:10.1038/35051557. 
  37. ↑ Ushikubo, Takayuki; Kita, Noriko T.; Cavosie, Aaron J.; Wilde, Simon A.; Rudnick, Roberta L.; Valley, John W. (2008). "Lithium in Jack Hills zircons: Evidence for extensive weathering of Earth's earliest crust". Earth and Planetary Science Letters 272 (3–4): 666–676. Bibcode:2008E&PSL.272..666U. doi:10.1016/j.epsl.2008.05.032. 
  38. ↑ "Ancient mineral shows early Earth climate tough on continents". Physorg.com. 13 de xuño de 2008. 
  39. ↑ Nemchin, A.; Pidgeon, R.; Whitehouse, M. (2006). "Re-evaluation of the origin and evolution of >4.2 Ga zircons from the Jack Hills metasedimentary rocks". Earth and Planetary Science Letters 244 (1–2): 218–233. Bibcode:2006E&PSL.244..218N. doi:10.1016/j.epsl.2006.01.054. 
  40. ↑ Cavosie, A.J.; Valley, J.W.; Wilde, S.A.; e.i.m.f (2005). "Magmatic δ18O in 4400–3900 Ma detrital zircons: A record of the alteration and recycling of crust in the Early Archean". Earth and Planetary Science Letters 235 (3–4): 663–681. Bibcode:2005E&PSL.235..663C. doi:10.1016/j.epsl.2005.04.028. 
  41. ↑ 41,0 41,1 Borenstein, Seth (19 de outubro de 2015). "Hints of life on what was thought to be desolate early Earth". Excite]] (Yonkers, NY: Mindspark Interactive Network). Associated Press. Arquivado dende o orixinal o 23 de outubro de 2015. Consultado o 8 de outubro de 2018. 
  42. ↑ Bell, Elizabeth A.; Boehnke, Patrick; Harrison, T. Mark; Mao, Wendy L. (2015). "Potentially biogenic carbon preserved in a 4.1 billion-year-old zircon". Proceedings of the National Academy of Sciences 112 (47): 14518–14521. Bibcode:2015PNAS..11214518B. PMC 4664351. PMID 26483481. doi:10.1073/pnas.1517557112. 

Véxase tamén

editar

Outros artigos

editar

Bibliografía

editar

Ligazóns externas

editar
Traído desde «https://gl.wikipedia.org/w/index.php?title=Circón&oldid=6539524»