показания к металлокерамическим мостовидным протезам
расчёт литниковых систем для ювелирного литья
материалы для реставрации боковых

Циркон

Циркон

Циркон — дорогоцінний камінь, який дотепер не зайняв у світі коштовностей місця, що відповідає його високим якостям. Така доля цього каменю, принаймні якоюсь мірою, пояснюється тим, що назви, під якими він був відомий _ «циркон», «жаргон» і «гіацинт» (або «джацинт»),- так і не одержали широкого поширення. Однак циркон може успішно конкурувати з багатьма добре відомими мінералами в різноманітності гарних дорогоцінних каменів, якими він може похвастати. Безбарвні циркони по шляхетності блиску й гри суперничають навіть із алмазом. Дуже гарні травянозеление камені, які знаходять застосування в багатьох ювелірних виробах. Блакитнувато-зелені камені виявляють приклад сліпучо-яскравого фарбування, що рідко зустрічається в інших дорогоцінних каменів. Не позбавлені пишноти й густо-червоні камені, хоча вони й трохи мрачновати, а камені настільки гарної золотистожелтой фарбування не дає жоден інший мінерал. Циркони були давно відомі на Цейлоні й нерідко попадали в руки посещав-тихнув цей сонячний острів мандрівників, які ио біль-ший частини не розуміли, з яким каменем вони мають справу; до ті? пор поки на ринку не з`явилися блакитні камені, цей мінерал у цілому не залучав до себе уваги. Циркони різного фарбування показані на кольоровому фото VIII разом з деякими неогранен-ними кристалами
Протягом століть для цирконів різного фарбування використовувалися різноманітні назви, але жодне з них не мало які-небудь особливі гідності, і вони були відкинуті. У минулому бліді й жовті циркони називали жаргоном,, коричневий різновид — цирконитом, а червонясто-коричневі камені-гіацинтом. Безбарвні циркони рідко зустрічаються в природі, і ті, які можна звичайно бачити, спочатку були жовтими або коричневими, але втратили фарбування в результаті термічної обробки. Досить популярні блакитні циркони й деякі золотаво-жовті камені також одержують нагріванням. Крім безбарвних і блакитних каменів, найбільш ефектними різновидами є трав`яно-зелена, золотаво-жовта в червона. Інші звичайні кольори цирконів — коричневий, жовтувато-зелений і небесно-голубий (кольорове фото VIII).
Назва мінералу — «циркон» — запозичене із французької мови, але яке дійсне походження цього слова, зовсім неясно. Можливо, воно походить від арабського zarfeun (кіновар) або перського zargqn (золотавий колір). Слово «жаргон» (jargoon, або jargon) має таке ж походження і є, по суті, іншою формою слова «циркон». Слово «гіацинт» (або «джацюгг») походить від латинського hyacintlms, яке є транслітерацією грецького слова шшчво§. У грецькій міфології так кликали нещасного юнака, у дику квітку гіацинт, як припускали, виріс на крові вбитого юнака. Ця назва стали додавати також до каменів, що мають подібне фарбування, серед яких, імовірно, були й сині камені, нині називані сапфірами. Плиний порівнював гіацинт із аметистом, причому порівняння це було явне не на користь гиацвша:.
« Від цього каменю (аметисту) різко відрізняється гіацинт, хоча по кольору вони й схожі. Найбільша відмінність полягає в тим, що яскравий фіолетовий колір, який настільки блискучий в аметисту, у гіацинта розведений».
Час ішов, і назва «гіацинт» стали використовувати для позначення прозорих корундів, а потім, коли для позначення синьої й червоної різновидів корунду ввійшли у вживання терміни «сапфір» і «рубін», назва «гіацинт» збереглося за іншими різновидами, з яких найбільш звичайної була жовта. У середні століття, коли про властивості мінералів майже нічого не знали, назва «гіацинт» широко додавалося до всіх жовтих каменів, але згодом, з ростом знань, закріпилося за вавбо-леї звичайними з них — жовтими цирконами із Цейлону. Кунц використовував для їхнього позначення вигадлива назва «зоряне світло» (starlight, або starlite).
Слід зазначити, що термін «гіацинт» (або «джацинт») неправильно використовувався для позначення інших дорогоцінних каменів подібного фарбування — корунду («східний гіацинт») і гранату або шпінелі («гіацинт»). Що вводять в оману й неправильними є назви « матура-алмаз» для безбарвного циркону й «сіамський аквамарин» для блакитнувато-зеленого циркону. Більше того, як безбарвна, так і синя синтетична шпінель видавалася за синтетичний циркон. Хоча в штучному одержанні цирконів були досягнуті значні успіхи, синтез їх не придбав комерційних масштабів, і невідомо, чи придбає він їх взагалі.
Хімічний склад циркону порівняно простий. Циркон є силікатом цирконію з формулою Zrsi0
, але він незмінно містить домішку заліза, міді, цинку, кальцію, титану, гафнію, а також рідкісноземельних і радіоактивних елементів. Хіміки довгий час підозрювали, що в цирконі втримується невідомий елемент, але лише в 1923 р. із цирконію був виділений гафній ( від Гафнію, старої назви Копенгагена).
Циркон є унікальним серед дорогоцінних каменів, тому що має дуже широкий розкид величин щільності й світлозаломлення; вони виходять за ті межі, які можна пояснити відмінностями в хімічному складі або наявністю порожнеч (в екземплярів з низькою щільністю). Хоча про винятково великий розкид величин щільності цирконів знали давно, різниці цього мінералу були визначені лише на початку нинішнього сторіччя
. У деяких кристалах іони цирконію, кремнію й кисню мають упорядковане й правильне розташування, характерне для кристалічної структури. Структура така, що кожний іон цирконію оточено вісьма найближчими іонами кисню, але таке розташування іонів не відрізняється високою стабільністю, і в багатьох кристалах упорядковане розташування іонів частково або повністю порушене. Подібна зміна, що відбувається без зміни хімічного складу, зветься метамиктного
розпаду. Зараз установлене, що порушення первинної кристалічної структури обумовлене альфа-частинками, що випускаються радіоактивними елементами, що присутствующими в кристалі ( деяка кількість тория звичайно заміщає частина цирконію, а досить характерні спектри поглинання багатьох цирконів зв`язані, очевидно, із присутністю також іонів чотиривалентного урану). Нижче описано три типи цирконів
а. Нормальний циркон
Цей тип включає чітко тетрагональні кристали, такі, як червоні кристали з Єспали-Сент-Марселя. Кристали звичайно дуже прості за формою, причому найбільш розвиненими гранями є чотири грані призми, що й примикають до них чотири грані піраміди (мал. 127, кольорове фото VIII). Іноді замість граней однієї з пірамід або на додаток до них присутні грані іншої піраміди. Можна відзначити, що за формою кристалів
Рис, 127, Кристали циркону,.
циркон досить нагадує каситерит (олов`яний камінь) і рутил. Щільність висока: вона коливається від 4,65 до 4,71, але найбільш звичайні кристали із середньою величиною щільності 4,68. У зв`язку з тим що циркон ставиться до тетрагональної сингонії, він є оптично одноосьовим. Двупреломление його винятково високе й варіює від 0,058 до 0,059; щодо цього циркон перевершує всі інші дорогоцінні камені за винятком сфену. Наслідком високого двупреломления є те, що при разглядивании через майданчик чітко спостерігається роздвоювання протилежних ребер. Величина звичайного показника переломлення коливається від 1,924 до 1,933, а незвичайного — від 1,983 до 1,992. Оскільки незвичайний показник переломлення більше, ніж звичайний, оптичний знак кристалів циркону позитивний. При термічній обробці циркону фізичні властивості його не змінюються, за винятком того, що може спостерігатися зміна або повне зникнення фарбування. Нормальний циркон трохи твердіше, чим метамиктний (їм. нижче); твердість його близько 754 по шкалі Мооса.
Кристали нормального циркону мають недосконалу спайність, паралельну граням призми, і ще більш недосконалою спайністю, паралельної граням піраміди, що найбільше звичайно зустрічається. Самі характерні кольори нормального циркону — медово-жовтий, ясно-зелений, синій і червоний
Такий циркон є кристалічним еиликатом цирконію й відповідає мінералу циркону. Тому й доречно називати його нормальним цирконом
б. Метамиктний циркон
Цей рідкий тип циркону був виявлений на Цейлоні у вигляді окатанной гальки, що не мала слідів кристалічної форми. Його щільність і показники переломлення низки й коливаються від 3,94 до 4,10 і від 1,78 до 1,84 відповідно. Переломлення досить близьке по характеру до простого, але в дійсності ніколи не є таким — завжди спостерігається невелике двупреломление. Іноді такий циркон є оптично двуосним. Твердість його нижче, чим твердість циркону, і рівна 6 по шкалі Мооса.
Метамиктний циркон складається з аморфного кремнезему Sio і аморфної або мікрокристалічному окису цирконію Zroj. Термічна обробка викликає в деяких зразків слабке розширення, так що щільність знижується на 6 одиниць, а показник переломлення — на 35 одиниць у третьому десятковому знаку. Одночасно змінюється колір, наприклад від коричневого до зеленого, і збільшується ступінь прозорості. Слабке двупреломление не порушується. Інші зразки, однак, поводяться при нагріванні інакше й при 1450°С переходять у нормальний циркон
Метамиктний циркон завжди пофарбований у зелений колір, причому відтінки його варіюють від трав`яно-зеленого до брудного коричнювато-зеленого
Цей вид циркону можна назвати низьким цирконом, тому що його щільність і показники переломлення помітно нижче, чим: в інших цирконів. Він одержав назву метамиктного иє-єа свого аморфного характеру
в. Проміжні циркони
Проміжні циркони мають щільність, відповідної до щільності як нормального, так і метамиктного цирконів, і відрізняються від останнього помітним двупреломлением, мвисималь-ная величина якого становить близько 0,010. Проміжні циркони звичайно оптично одноосни, але іноді можуть бути й двуосними,— без сумніву, у зв`язку з місцевими напруженнями усередині кристалів. Мінімальні величини звичайного показника переломлення 1,84 і 1,85. Мінімальна величина щільності близько 4,10, але можна зустріти зразки, що володіють величинами щільності, що лежать між цим мінімумом і максимумом — щільністю нормального циркону. Поступовими змінами характеризується й світлозаломлення: у міру збільшення щільності зростають величини показників переломлення й двупрелом л ения, доти поки вони не досягнуться значень, властивих нормальному циркону
Проміжні циркони, на якій би стадії вони не перебували, при нагріванні до 1450°G переходять у нормальний циркон
Камені, що ставляться до проміжного типу, часто виявляють виразну зональність або полосчатую структуру. Їхній переважний колір — зелений, як і в метамиктного циркону, але ближче до верхнього краю ряду При плотностях, що перевищують 4,50, можна спостерігати жовтуваті й коричнюваті відтінки. Ці циркони можна розглядати як суміш, що полягає частково із кристалічного циркону (нормального) і частково з окремо існуючих окислів (метамиктного); фізичні властивості таких каменів залежать від співвідношення в них нормального й метамиктного цирконів
Проміжні ювелірні циркони зустрінуті тільки на Цейлоні. Камені з інших родовищ непридатні для ювелірних виробів
Циркон має велику дисперсію ( до 0,039 для інтервалу В — G), яка лише небагато менше, чим дисперсія алмаза. Внаслідок цього належним чином ограненние безбарвні камені дають гарну гру квітів. Оскільки й блиск циркону алмазний, те безбарвні циркони на перший погляд дуже схожі на алмази
Примітною особливістю циркону є те, що він іноді, має характерний спектр поглинання, який зв`язаний, як уважаються, із присутністю урану
. Будучи розвинений найбільше повно, він значно більш ефектний, чому спектри поглинання будь-яких -інших дорогоцінних каменів. Головні смуги займають наступні положення на шкалі довжин хвиль (в ангстремах): 6910 (сильна), 6830 і 6625 (помірні), 6535 (дуже сильна), 6210 і 6150 (помірковано слабкі), 5895, 5625 і 5375 (сильні), 5160 (помірна), 4840 і 4325 (сильні). У зеленувато-коричневих каменів з Бірми спостерігалося до 36 смуг. Найбільш важливі з них згадані вище. Цейлонські камені виявляють менше смуг, усього лише до чотирнадцяти, які включають і згадані смуги. Найбільш сильна й стійка смуга 6535 А; її присутність надійна визначає циркон, що досить важливо, тому що показники переломлення циркону досить високі й не можуть бути обмірювані на звичайних рефрактометрах. Однак слід пам`ятати, що багато цирконів, особливо червоні, взагалі не дають смуг поглинання, і часто навіть найбільш сильні зі згаданих вище смуг дуже слабкі й нерозрізнені або помітні тільки досвідченим оком
Згідно зі спостереженнями Черча, який вивчав циркони все своє життя, зелені й жовтуваті камені метамиктного циркону випромінюють яскраве жовтогаряче світло при терті про мідне обертове колесо, покрите алмазним пилом. Золотаві камені світяться гарним жовтогарячим світлом у полум`ї бунзеновской газового пальника. Останнє явище, як припускають, пов`язане із присутністю тория. Циркон завжди тендітний, особливо після термічної обробки
Безбарвні циркони грануються головним чином брильянтовим огранюванням (кольорове фото VIII). Кольорові камені гранують по-різному залежно від призначення, але найбільш звичайне змішане огранювання (брильянтове огранювання верху й східчасте низу).
Циркон використовується не тільки в ювелірній справі, але й у промисловості, головним чином як джерело цирконію й окиси цирконію. Метал цирконій застосовують при виплавці стали для видалення окислів і нітридів. Окис цирконію знаходить багато застосувань: як вогнетрив для облицювання плавильних печей, як складова частина емалей і як абразив. Властиво мінерал циркон також використовується іноді як вогнетривкий матеріал
Сер Артур Черч протягом багатьох років приділяв значну частину свого дозвілля колекціонуванню ограненних каменів, причому особливу увагу приділяв цирконам. Внаслідок цього його колекція, яка нині зберігається в Британському музеї природньої історії, містить чудові циркони різних квітів
Високе світлозаломлення циркону не дозволяє проводити виміру на звичайному рефрактометрі. Неможливість визначення величини світлозаломлення на рефрактометрі, або, інакше кажучи, той факт, що світлозаломлення досліджуваного каменю лежить за межами можливостей даного приладу, має велике значення, тому що виключає з розгляду майже всі дорогоцінні камені — алмаз, гранат (альмандин і демантоид) і сфен. Багато цирконів легко визначити по їхніх характерних спектрах поглинання. Жовті камені звичайно виявляють усе найбільш сильні лінії, що дозволяє відрізнити циркон від сфену й жовтого алмаза. Навіть у випадку безбарвних каменів видні вузька смуга 6535 А и більш слабка смуга 6590 А. Зелені циркони завжди виявляють характерний спектр, хоча у випадку частково метамиктних каменів смуги менш чіткі, а повністю метамиктний камінь може давати лише розмиту смугу 6530 А в червоної області спектра. Однак деякі червоні циркони взагалі не дають спектра поглинання. Гранат альмандин, з яким їх можна поплутати, має характерний спектр поглинання і є ізотропним, у той час як червоний циркон (звичайно нормальний) завжди має сильний двупреломлением. Безбарвні циркони, хоча вони й характеризуються алмазним блиском і сильною грою, легко відрізнити від алмаза по їхньої низької твердості, двупреломле-нию (яке досить велике й обумовлює роздвоєння протилежних ребер ограненного каменю при разглядивании їх через майданчик) і низькому світлозаломленню (що дозволяє значній частині світла, що падає на майданчик каменю із брильянтовим огранюванням, вислизати з нижньої частини). Крім того, алмаз плаває в рідині Клеричи. Досвідчене око не поплутає зелений гранат демантоид із цирконом, настільки різні відтінки їх фарбування. Сумніву можна дозволити, визначаючи щільність, яка менше в демантоида.
Циркон далеко не рідкий мінерал і входить до складу багатьох вивержених (граніти й сиенити) і метаморфічних порід, кристалічних вапняків і гнейсів. Він досить стійкий до вивітрювання й тому зберігається в галечниках і інших відкладаннях материнських порід, що утворюються при руйнуванні,
Придатний для ювелірних цілей матеріал зустрічається лише в деяких місцях, з яких найбільш важливим є Цейлон. Тут, у багатих самоцвітами галечниках, знайдені циркони практично всіх можливих для цього дорогоцінного каменю фарбувань, включаючи червонясто-коричневі, жовті й зелені різних відтінків. Хоча більшість безбарвних цирконів одержують у результаті їх термічної обробки, іноді вони зустрічаються й у природі в районі біля Матари (Маттураи) на самому півдні острова. Усі безбарвні циркони відомі тут під місцевим (неправильним) назвою « матура-алмази», або « матара-алмази». Термін «гіацинт» також уживається тут неправильно, тому що їм позначають червонуваті гранати, що зустрічаються в тих же галечниках, що й циркони. Багато цейлонських цирконів ставляться до метамиктному й проміжному типам. Ювелірні циркони знаходять у районі Могока в Бірмі, у Таїланді, Кампучии й на півдні В`єтнаму
Циркон став відомий широкій публіці завдяки гарним блакитним каменям. Як ми вже відзначали вище, циркони такого кольору в природі не зустрічаються; цей колір одержують у результаті термічної обробки деяких кристалів. Дійсно, усі блакитні, золотаво-жовті й безбарвні циркони, настільки популярні нині, придбали своє фарбування завдяки термічній обробці коричневий^-коричневих-коричневі-червонясто-коричневих, каменів з Кампучии. Звичайно циркон здобуває блакитне фарбування або стає безбарвним при нагріванні у відбудовному полум`ї, тобто при придусі й неповному згорянні; при нагріванні на повітрі циркон стає безбарвним або золотаво-жовтим. На жаль, ці популярні камені із часом знебарвлюються, особливо блакитні. Безбарвні й, очевидно, золотаво-жовті камені більш стійкі. Слід мати у виді, що оскільки обробка цих каменів ведеться в Банкоку в Таїланді, вони відомі під неправильною назвою «сіамські циркони» або, ще гірше, «сіамські аквамарини» ( для блакитних каменів).
Добре ограненние, хоча й невеликі кристали червоного-коричнювато-червоного або темно-червоного кольори знайдені в Єспали-Сент-Марселі біля Jie-Пюи в департаменті Верхня Луара у Франції, а схожі кристали, що мають, однак, жовтувато-червоний колір, походять із золотоносних районів Уралу. Чудово гарні червоні кристали добуті в Маджи в Новому Південному Уельсі й на Мадагаскарі. Жовтувато-коричневі циркони зустрічаються разом з алмазами на африканський^-африканських-південно-африканські рудниках