ジルコン

ジルコン
パキスタンのギルギット地方産の方解石の黄褐色の基質の上に載った光沢のあるジルコンの結晶
一般的な
カテゴリ	ネソケイ酸塩
式 （繰り返し単位）	ケイ酸ジルコニウム (ZrSiO 4 )
IMAシンボル	ズルン[1]
シュトランツ分類	西暦30年9月
結晶系	正方晶
クリスタルクラス	四方両錐形（4/mmm） HM記号：（4/m 2/m 2/m）
空間群	1 4 1 /amd（第141号）
単位セル	a = 6.607(1), c = 5.982(1) [Å]; Z = 4
識別
色	赤褐色、黄色、緑色、青色、灰色、無色。薄片では無色から淡褐色
クリスタル習慣	板状から柱状の結晶、不規則な粒、塊状の
姉妹都市	{101} では、隕石の衝突によって衝撃を受けた結晶は、{112} で多重合成双晶を示す。
胸の谷間	{110} と {111}
骨折	貝殻状から不均一な
粘り強さ	脆い
モース 硬度	7.5
光沢	ガラス質から金剛石質。メタミクトの場合は油っぽい。
連勝	白
透けて見える	透明から不透明へ
比重	4.6–4.7
光学特性	一軸（+）
屈折率	n ω = 1.925–1.961 n ε = 1.980–2.015、メタミクト時は 1.75
複屈折	δ = 0.047–0.055
多色性	弱い
融着性	Hf、Th、U、Hなどの濃度に応じて2,550℃近くになります。
溶解度	不溶性
その他の特徴	蛍光灯と 放射性、多色性ハロー を形成することがある、起伏：高
参考文献	[2] [3] [4] [5] [6]

ジルコン（/ ˈ z ɜːr k ɒ n , - k ən /）^{[7] [8] [9]}は、ネオケイ酸塩のグループに属する鉱物で、金属ジルコニウムの供給源です。化学名はジルコニウム(IV)ケイ酸塩で、対応する化学式はZr SiO ₄です。ジルコンの置換範囲の一部を示す経験式は、(Zr _1–y , REE _y )(SiO ₄ ) _1–x (OH) _{4x–yです。ジルコンは}ケイ酸塩溶融物から沈殿し、高電界強度不適合元素の濃度が比較的高い。たとえば、ハフニウムはほぼ常に1～4%の範囲で存在します。ジルコンの結晶構造は正方晶系です。ジルコンの自然な色は、無色、黄金色、赤、茶色、青、緑と変化します。

名前はペルシャ語の 「zargun 」に由来し、「金色の」という意味です。^{[10]この単語は「} jargoon 」に変化し、明るい色のジルコンに適用される用語です。英語の「zircon」は、この単語のドイツ語版であるZirkonに由来しています。 ^[11]黄色、オレンジ、赤のジルコンは「ヒヤシンス」としても知られています。^[12]これは、古代ギリシャ語に由来する花のヒヤシンスに由来しています。

ジルコンは地球の地殻によく見られます。火成岩（一次結晶化生成物として）、変成岩、堆積岩の砕屑粒子として一般的な副次鉱物として存在します。[ 2 ]大きなジルコン結晶^はまれです。花崗岩中のジルコンの平均サイズは約0.1～0.3 mm（0.0039～0.0118インチ）ですが、特に苦鉄質ペグマタイトやカーボナタイトでは数cmの大きさに成長することもあります。^[2]ジルコンはかなり硬く（モース硬度7.5）、化学的に安定しているため、風化に対する耐性が非常に高いです。また、耐熱性があるため、溶融堆積物から形成された火成岩に砕屑性ジルコン粒子が保存されていることがあります。^[13]耐風化性と比較的高い比重（4.68）により、砂岩の重鉱物成分として重要な役割を担っています。^[5]

ウラン^[14]とトリウムの含有量のため、一部のジルコンはメタミクト化を起こす。内部放射線損傷に関連して、これらのプロセスは結晶構造を部分的に破壊し、ジルコンの非常に多様な特性を部分的に説明する。ジルコンが内部放射線損傷によってますます変化していくにつれて、密度は減少し、結晶構造は損なわれ、色が変化する。^[15]

ジルコンは、赤褐色、黄色、緑、青、灰色、無色など、さまざまな色で発生します。^[2]ジルコンの色は、熱処理によって変化することがあります。一般的な茶色のジルコンは、800〜1,000 °C（1,470〜1,830 °F）に加熱することで、無色および青色のジルコンに変化します。^{[16]地質学的な設定では、結晶に}色の中心を生成するのに十分な微量元素が含まれている場合、ピンク、赤、紫のジルコンは数億年後に発生します。この赤またはピンクシリーズの色は、約400 °C（752 °F）以上の温度の地質学的条件下で焼きなまされます。^[17]

構造的には、ジルコンはシリカ四面体（酸素イオンと4配位したシリコンイオン）とジルコニウムイオンが交互に並んだ平行鎖で構成されており、大きなジルコニウムイオンは酸素イオンと8配位しています。^[18]

ジルコンは主に乳白剤として消費され、装飾用陶磁器産業で使用されていることが知られています。^[19]また、用途は小さいものの、金属ジルコニウムだけでなく、融点が2,717℃（4,923℉）の重要な耐火酸化物である二酸化ジルコニウム（ZrO ₂）を含むすべてのジルコニウム化合物の主原料でもあります。 ^[20]

その他の用途としては、耐火物や鋳物鋳造での使用、また、原子燃料棒、触媒燃料変換器、水や空気の浄化システムを含むジルコニアやジルコニウムの化学物質としての特殊用途の増加などがあります。^[21]

ジルコンは地質学者が地質年代測定に用いる重要な鉱物の一つである。^[22]

ジルコンは高度に風化した堆積物を分類するためのZTR指数の一部である。^[23]

透明ジルコンは半貴石としてよく知られており、その高い比重（4.2～4.86）とアダマンチンのような光沢で好まれています。屈折率が高い（1.92）ため、ダイヤモンドの代用品として使用されることもありますが、ダイヤモンドと同じような遊色効果は見られません。ジルコンは最も重い宝石の1つです。^[24]モース硬度はクォーツとトパーズの中間で、10段階評価で7.5ですが、同様の人工石であるキュービックジルコニア（8～8.5）よりは低いです。ジルコンは明るい日光に長時間さらされると、宝石としては珍しいことに、本来の色を失うことがあります。ジルコンは硫酸以外では酸の攻撃を受けませんが、硫酸は細かい粉末に挽いた場合にのみ影響を受けます。^[25]

宝石級のジルコンのほとんどは高度な複屈折性を示し、テーブルカットやパビリオンカット（つまり、カットされたほぼすべての石）で前者を見ると後者が二重に見え、この特徴によってダイヤモンドやキュービックジルコニア（CZ）、ソーダライムガラスと区別することができるが、これらにはこの特徴は見られない。しかし、スリランカ産のジルコンの中には複屈折が弱いか全く見られないものもあり、スリランカ産の石の中には同じカット石でも一箇所に明らかな複屈折が見られ、別の場所ではほとんどまたは全く見られないものがある。^{[26]他の宝石も複屈折性を示すため、この特徴があれば特定のジルコンをダイヤモンドやCZと区別できるかもしれないが、例えば}トパーズとは区別できない。しかし、ジルコンは比重が高いため、通常は他の宝石と区別でき、検査も簡単である。

また、複屈折は石の光軸に対するカットによっても異なります。ジルコンが光軸をテーブルに対して垂直にカットされている場合、宝石商のルーペやその他の拡大鏡で見ない限り、複屈折は検出できないレベルまで低下する可能性があります。最高級のジルコンは複屈折を最小限に抑えるようにカットされています。^[27]

ジルコン宝石の価値は、その色、透明度、大きさに大きく左右されます。第二次世界大戦前は、ブルージルコン（最も価値の高い色）は、15～25カラットの大きさで多くの宝石業者から入手できましたが、それ以降は、10カラットの大きさの石でさえ、特に最も望ましい色の品種では、非常に希少なものとなっています。^[27]

合成ジルコンは研究室で作られています。^[28]イヤリングなどの宝飾品に使用されることもあります。ジルコンはスピネルや合成サファイアに似せられることもありますが、簡単な道具を使えば区別するのは難しくありません。

カンボジアのラタナキリ州産のジルコンは熱処理されて青いジルコンの宝石となり、商標名カンボライトと呼ばれることもあります。^[29]

ジルコンは、あらゆる種類の火成岩、特に花崗岩と珪長質火成岩の微量鉱物成分の一般的な副産物です。ジルコンは硬く、耐久性があり、化学的に不活性であるため、堆積性鉱床に残り、ほとんどの砂の一般的な成分です。^{[30] [31]ジルコンは、}キンバーライト、カーボナタイト、ランプロファイアなどの超カリウム火成岩に微量鉱物として時々見られますが、これはこれらの岩石のマグマ生成が異常なためです。^[要出典]

ジルコンは、重鉱物砂鉱床、特定のペグマタイト、およびいくつかの希少なアルカリ火山岩（例えば、オーストラリア、ニューサウスウェールズ州ダボのトゥーンギトラカイト^{[32]）内に、ジルコニウム-ハフニウム鉱物の}ユーディアライトおよびアームストロング石とともに経済的に濃縮されています。

オーストラリアはジルコン採掘で世界をリードしており、世界総生産量の37%を生産し、世界のEDR（経済的実証資源量）の40%を占めています。^[33]南アフリカはアフリカの主要生産国であり、世界生産量の30%を占め、オーストラリアに次いで2位です。^[34]

ジルコンは放射年代測定の発展において重要な役割を果たしてきました。ジルコンには微量のウランとトリウム（10 ppmから1重量%まで）が含まれており^[14]、いくつかの最新の分析技術を使用して年代測定できます。ジルコンは侵食、輸送、さらには高度変成作用などの地質学的プロセスに耐えることができるため、地質学的プロセスの豊富で多様な記録が含まれています。現在、ジルコンの年代測定は、通常、ウラン鉛（U-Pb）、核分裂トラック、およびU + Th / He技術によって行われます。高速電子からのカソードルミネッセンス放出を画像化することは、帯状パターンを画像化し、同位体分析の対象となる領域を特定するための高解像度二次イオン質量分析（SIMS）の事前スクリーニングツールとして使用できます。これは、カソードルミネッセンスと走査型電子顕微鏡を統合して使用します。^[35] 堆積岩中のジルコンは、堆積物の供給源を特定できます。^[36]

西オーストラリア州イルガーンクラトンのナリアー片麻岩地帯にあるジャックヒルズのジルコンは、最大44億400万年前のU-Pb年代をもたらし、 ^[37]これは結晶化の年代と解釈されており、これまで地球上で測定された最古の鉱物となっている。さらに、これらのジルコンのいくつかの酸素同位体組成は、43億年以上前にはすでに地球の表面に液体の水があったことを示していると解釈されている。^{[37] [38] [39] [40]}この解釈は追加の微量元素データによって裏付けられているが、^{[41] [42]}議論の対象にもなっている。^{[43] [44] [45]} 2015年には、西オーストラリア州のジャックヒルズの41億年前の岩石から「生物の残骸」が発見された。 ^{[46] [47]}研究者の一人は、「地球上で生命が比較的急速に誕生したのであれば、宇宙でも生命は一般的である可能性がある」と語った。^[46]

ハフノン（HfSiO4）、ゼノタイム（_YPO4）、ベヒエライト、スキアビ_ナトアイト（（Ta、Nb）BO4 _）、トーライト（ThSiO4）、コフィニット（USI04）^[14]は_すべてジルコンと同じ結晶構造（ゼノタイムの場合は ^IV X ^IV Y O ₄、^III X ^V Y O _{4 ）を共有しています。}

• 
  ジルコンの結晶構造
• 
  ジルコンの単位格子
• 
  ジルコンの走査型電子顕微鏡画像
• 
  珍しいオリーブグリーンのジルコン
• 
  ジルコンの3つの複合結晶のクラスター

ウィキメディア・コモンズには、ジルコンに関連するメディアがあります。

• 古いジルコンの地球化学。2007 年 4 月 12 日にWayback Machineにアーカイブされました。
• 鉱物ギャラリー (2005 年 4 月 7 日アーカイブ)
• GIA 宝石百科事典 – ジルコンの歴史、伝承、研究に関するオンライン記事と情報
• ジルコン産業協会