سنگ جواهر زرگون یا زیرکن چیست؟نحوه استخراج زیرکن،خواص گوهرشناسی و سنگ شناسی زیرکن

سنگ جواهر زرگون یا زیرکن چیست و چه کابردهایی دارد؟

امروزه یکی از مهمترین سنگ های جواهر است.خیلی ها زرگون را با الماس مصنوعی یا زرگون معکبی اشتباه می گیرند.بی شک این دو کاملا متفاوت هستند، زرگون مکعبی (CZ) نوعی ماده ترکیبی است که در آزمایشگاه ساخته شده در حالیکه زیرکن سنگ جواهر طبیعی با ترکیب خاص خودش است.با این حال قبل از ساخت نمونه های آزمایشگاهی مانند زرگون مکعبی و موزانایت، زیرکن سفید یکی از مشهورترین جایگزین ها برای الماس بودو دلیلش نیز شاخص انکسار و انتشار بالای آن است و معمولا تحت عنوان الماس Matura خرید و فروش می شد.زیرکن بسیار درخشان است و شکست نور زیادی در آن اتفاق می افتد.همین امر باعث شده که به نظر دووجهی و با اشکال متغیر باشد.زیرکن (Zircon) یک کانی معدنی سیلیکات زیرکنیوم با ترکیب شیمیایی ZrSiO4 و ساختار بلوری چهاروجهی (تتراگونال) است. در سراسر جهان به عنوان عنصر تشکیل دهنده بسیار جزئی در سنگهای آذرین ، دگرگونی و رسوبی رایج است. زیرکن تقریباً 2000 سال است که به عنوان سنگ زنیتی محبوب مورد استفاده قرار گرفته است.

نگاهی به تاریخچه زیرکن:

این ماده معدنی قدیمی ترین ماده بر روی زمین است و نمونه هایی از آن در استرالیا پیدا شده که قدمت شان به 4.4 میلیارد سال پیش بازمی گردد.
دانشمندان متوجه شدند که زرگون در واقع متشکل از عناصر اورانیوم و توریوم است، عناصری که به عنوان نیمه زنده شناخته می شوند.
این اورانیوم و توریوم هستند که باعث چنین تمایزات زیادی در ویژگی های فیزیکی زیرکن می شوند.
زرگون را بر اساس ویژگی های نوری شان در دسته های زرگون کم، متوسط و بالا قرار می دهند.
زیرکن کم اورانیوم و توریوم رادیواکتیو بیشتری دارد و به همین دلیل ساختار فیزیکی اش به هم ریخته و بدون شکل است،
با این حال این ظاهر فیزیکی در زرگون متوسط یا بالا هم دیده می شود.
زیرکن معمولا به ندرت به رنگ های سبز تا قهوه ای است.
زیرکن سبز به ندرت در بازار سنگ های جواهر یافت می شود و افراد زیادی به دنبال آن هستند.

محدوده رنگ در زیرکن به چه صورت است؟

زیرکن در طیف گسترده ای از رنگ ها رخ می دهد و در انواع رنگهای خوش‌رنگ میتوانید آنها را بیابید. زیرکن رنگ های مختفی دارد از سفید تا بی رنگ که یا مهم یا بی ارزش هستند.بیشتر نمونه‌های طبیعی زرد ، قرمز یا قهوه ای هستند. از حرارت‌دهی و تابش می توان برای تولید رنگ های بی رنگ ، آبی ، سبز و بسیاری دیگر از زیرکن ها استفاده کرد. آبی محبوب ترین رنگ زیرکن است. حدود 80٪ زیرکن های فروخته شده امروز آبی هستند.
محبوب ترین زرگون در حال حاضر زیرکن آبی است که با ته رنگ سبز دیده می شود و نتیجه آن ایجاد رنگ ابی سیر است.زرگون آبی در واقع تحت حرارت بیشتر از زرگون قهوه ای شکل گرفته است.
با این حال فقط بعضی انواع قهوه ای آن ساختار مناسب فیزیکی برای تبدیل رنگ آبی زیر حرارت دارند.برای اینکار نمونه هایی که در آسیای جنوب شرقی یافت می شوند را انتخاب می کنند.به همین دلیل است که بیشتر زرگون های آبی از کامبوج و برمه می ایند.زیرکن آبی یکی از سنگ های ماه دسامبر است.زیرکن ماده معدنی بسیار مهمی است به علاوه اهمیتش باعث شده که در گوهرشناسی شاخه زیرکن شناسی ایجاد شود.

نحوه تشخیص زیرکن اصل:

زیرکن از نظر ترکیبی زیرکونیوم سیلیکات است.ویژگی متمایز زرگون به خصوصیات گوهرشناسی آن مانند میزان سختی متراکم از 6.5 تا 7.5 روی مقیاس Mohs برمی گردد.
زیرکن را همچنین، از روی انکسار دوگانه اش می توان تشخیص داد، وقتی از بالا به این سنگ که روی میز قرار دارد نگاه کنید، تاثیر دوتایی شدن لبه هایش را به سادگی می بینید.
همچنین شاخص انکسار بالایی از 1.810 تا 2.024 و چگالی میان 3.39 و 4.73 دارد. زیرکن را نباید با کوبیک زیرکونیا، که یک ماده ساخته شده توسط بشر است ، اشتباه گرفت. این سنگ در بیشتر خاکها و رسوبات آواری موجود است. رسوبات  استخراج شده غنی حاوی این سنگ و زیرکن بازیابی شده برای تولید فلز زیرکنیوم و دی اکسید زیرکنیوم استفاده می شود. اینها در طیف گسترده ای از محصولات تولیدی و فرآیندهای صنعتی استفاده می شوند.

چگونه سنگ زیرکن را از الماس تشخیص دهیم؟

زیرکن بیش از 2000 سال است که به عنوان سنگی قیمتی مورد استفاده قرار می گیرد. پراکندگی نور و ضریب انعکاس بسیار بالای زیرکن ، آن را درخشش و بازی آتشی می بخشد که رقیبی برای الماس می شود. به همین دلیل ، نوع بی‌رنگ با تراش بریانی آن به عنوان یک جایگزین محبوب و کلاهبردار برای الماس استفاده شده است.متخصصان گوهرشناسی و بسیاری از جواهرفروشان حرفه‌ای با بررسی سریع می توانند زیرکن را از الماس متمایز کنند. برای انجام این کار ، آنها با یک لوپ 10x از سمت فست Table و تمرکز بر محل اتصالات فست پاویلیون به درون سنگ نگاه میکنند. اتصالات فست پاویلیون (قسمت زیرین کمربند) در اثر انکسار دوگانه نور، زیرکن به صورت دوتایی (دو بینی) دیده میشود. این درحالی است که الماس دارای ویژگی تک انکساری است و انعکاس نور دوتایی دیده نمیشود. از همین آزمایش می توان برای تفکیک “زیرکن” از “کوبیک زیرکونیا” استفاده کرد زیرا کوبیک زیرکونیا خاصیت دو شکستگی نور را ندارد.اگرچه به اندازه الماس بادوام نیست ، اما زیرکن از نظر دوام فیزیکی خوبی برخوردار است. دارای سختی 6 تا 7.5 و رخ ناقص است. این ویژگیها باعث می شود آن را برای بیشتر برای استفاده در هر نوع جواهری مناسب باشد. بعضی از زیرکن ها ، به ویژه آنهایی که تحت حرارت دهی قرار گرفته اند می توانند شکننده باشند. لبه های فست این نوع جواهرات میتواند حساس به لب‌پریدگی و خوردگی باشند.از نظر شهرت باید گفت که زیرکن شهرت خاص خود را دارد.این سنگ یکی از متراکم ترین سنگ هاست بدین معنی که کوچکتر از سایر انواع سنگ های جواهر با همان وزن دیده می شود.

معادن زیرکن در کدام مناطق یافت میشود؟

در واقع زیرکن قدیمی ترین ماده معدنی شناخته شده بر روی زمین است، قدیمی ترین نمونه ها حتی عمری بیشتر از ماه دارند و به 4 میلیارد سال پیش بازمی گردند.
زرگون اولین بلوری بوده که در گرانیت مذاب شکل گرفته و سپس سرد شده تا سنگی را تشکیل دهد.
زرگون کم در نتیجه رویه مربوط به وجود اورانیوم و توریوم شکل گرفته است.
وجود رادیواکتیو ساختار بلور را برهم زده و باعث تغییر رنگ و چگالی در طی رویه ای به نام metamictization (تاثیر تشعشع داخلی) می شود.
بیشتر ذخایر زیرکن آبرفتی هستند. سریلانکا بهترین منبع زیرکن سبز کم است.
گونه هایی در برمه نیز یافت شده و احتمالا ذخایر مشهور دیگری نیز در کامبوج وجود دارد.
بیشتر ذخایر زیرکن از برمه می آیند، گرچه استرالیا قدیمی ترین ذخایر را با قدمت 4.4 میلیارد سال دارد.
سایر منابع قابل توجه برزیل، کره، ماداگاسکار، موزامبیک، نیجریه، تانزانیا، تایلند و ویتنام هستند.

زیرکن در چه سنگهایی یافت میشود؟

زیرکن یک کانی فرعی اولیه در بیشتر سنگهای گرانیتی است. همچنین در گنیس و سایر سنگهای مشتق شده از دگرگونی سنگهای آذرین حاوی زیرکن وجود دارد. بلورهای آن به طور گسترده ای در بین سنگهای سطح زمین توزیع شده که می توان آن را یک کانی معدنی همه جا حاظر در نظر گرفت. با این حال ، به دلیل اندازه ذرات بسیار کوچک آن، معمولاً در سنگها و رسوبات مورد توجه قرار نمی گیرد. دانه های زیرکن با اندازه چند میلی متر نادر است – آنها معمولاً در رنج اندازه 0.1–0.3 میلی متر هستند. این یکی از رایج ترین اما قابل اغماض‌ترین کانی های زمین است!زیرکن در برابر تغییرات شیمیایی و سایش بسیار مقاوم است. هنگامی که مجموعه سنگهای حاوی زیرکن هوازده شده و رسوبات آنها شسته شوند ، تعداد حجیمی از بلورهای زیرکن ریز پراکنده می شوند. اینها می توانند در خاک ها ، رسوبات و صخره های رسوبی برای میلیون ها سال – حتی میلیارد ها سال – باقی بمانند. آنها می توانند در چندین چرخه بالاآمدگی ، هوازدگی ، فرسایش و رسوب گذاری جان سالم بدر ببرند.برخی از بزرگترین بلورهای زیرکن در پگماتیتها ، سنگهای آذرین کربناتی معروف به کربناتیت‌ها و در سنگهای آهکی تغییر یافته توسط دگرگونی هیدروترمال تشکیل می شوند. این نمونه های بزرگ گاهی از پاکی بالایی برخوردار بوده و برای استفاده به عنوان سنگهای قیمتی مناسب است.

درجه شفافیت و درخشندگی زیرکن:

زرگون انتشار نور را به خوبی انجام می دهد و درخشندگی همچون الماس دارد. بسیاری از سنگ ها چندرنگ نمایی قوی نشان می دهند.زیرکن دارای درخشندگی و بازی آتش است که رقیب آن الماس میباشد. زیرکن بی رنگ گاهی به عنوان جایگزین کم هزینه برای شبهه الماس استفاده می شود.به طور کلی زرگون از شفاف تا نیمه شفاف متغیر کرد. ناخالصی ها باعث ایجاد رنگ های مختلفی می شوند.زیرکن با نور چشم گربه ای نیز دیده شده اما بسیار کمیاب است.
بعضی بلورها دارای عناصر رادیواکتیو توریوم و اورانیوم هستند.با گذشته زمان رادیواکتیو ساختار بلورها را می شکند و چنین سنگی احتمالا شکل خاصی ندارد و درخشش کمتر از بلورهای دیگر است.نمونه های زیرکن سبز بسیار کمیاب و ارزشمند برای مجموعه داران سنگ هستند.آنها از نظر رادیواکتیو خطری برای سلامتی انسان ندارند.زرگون پس از صیقل دادن درخشش شیشه ای دارد.

زیرکن را به چه صورت استخراج میکنند؟

زیرکن بیش از 2000 سال است که از جریان‌های گراولی (ماسه های) استخراج میشود. این استخراج اولیه عمدتا برای به دست آوردن کریستالهای زیبا از نوع گوهری بود. امروزاین بلورها اغلب با معدنکاری یا لایروبی کردن رسوبات غنی از زیرکن تولید می شود. این رسوبات می توانند در کانسارهای ساحلی ، کرانه‌های دریا (ليتورال) یا آبرفتی باشند.

زیرکن دارای وزن مخصوص 4.6 تا 4.7 است که این مقدار بسیار بیشتر از دانه‌های رسوبات آواری معمولی است که بین 2.6 و 2.8 است. این اختلاف وزن مخصوص ویژه اجازه می دهد تا دانه های زیرکن با جداسازی مکانیکی از رسوبات بازیافت شود. روش های ویژه جداسازی وزن‌مخصوص امکان بازیافت آن و سایر مواد معدنی سنگین را از سنگ معدن حتی در درصد‌های کم نیز هم فراهم می کند. این سنگ معمولاً در عملیات استخراج معادن ایلمنیت و روتایل برای تیتانیوم به صورت محصول جانبی استخراج می شوند.

سنگ زیرکن را به چه شکلی برش می دهند؟

شکست نور دوسویه در زرگون باعث شده که تراش دهنده میز کار سنگ را در جهات مختلف قرار دهد تا به بهترین زاویه برسد.
سنگ های بی رنگ وقتی برش داده می شوند، درخشانند.
سنگ های رنگی پس از برش پلکانی درخشان هستند.
سنگ های گرد معمولا برش خاص زرگون دارند که شبیه به برش استاندارد و درخشان است اما وجوه مختلفی از آنها را می توان دید.
محبوب ترین اشکال شامل بیضی، دایره، گلابی، هشت ضلعی (زمرد) و چندوجهی هستند.

اکنون به بررسی فروپاشی رادیواکتیو زیرکن می پردازیم:

بسیاری از بلورهای زیرکن حاوی مقدار کمی از اورانیوم و توریم هستند. این عناصر رادیواکتیو در زمان تبلور درون این سنگ گنجانیده شده‌اند. آنها با نسبت ثابت به واپاشی محصولات خود تبدیل می شوند. از نسبت مواد والد به محصولات فرزند می‌توان برای تخمین زمان تبلورسازی استفاده کرد. با استفاده از این روش ، بلورهای زیرکن از قدیمی ترین دانه های معدنی جهان هستند که در استرالیا نمونه هایی یافت شده که تخمین زده می شود حدود 4/4 میلیارد سال قدمت داشته باشند.

هنگامی که عناصر رادیواکتیو در بلورهای زیرکن یا مواد اطراف آن فروپاشی می کنند ، تشعشع ساطع می شود. بلور زیرکن در اثر این پرتوی آسیب می بیند. بعضی از بلورها در اثر قرار گرفتن در معرض این پرتو جوری آسیب دیده اند که دیگر پاکی و ویژگی های اپتیکی یک سنگ قیمتی جذاب را ندارند. به همین دلیل است که برخی از زیرکن‌ها برای استفاده به عنوان یک گوهر مناسب نیست.

موارد زیر ویژگی های گوهرشناسی  و سنگ شناسی زرگون را نشان میدهد:

فرمول شیمیایی: ZrSiO4، زرکونیوم سیلیکات
ساختار بلورین: (چهار وجهی)، کوتاه، پهن، منشورهای چهار وجهی با لبه های هرمی
رنگ: بی رنگ، زرد، قهوه ای، نارنجی، قرمز، بنفش، آبی، سبز
سختی: 6.5 تا 7.5 بر روی مقیاس Mohs
شاخص انکسار: 1.81 تا 2.024
چگالی: 3.39 تا 4.73
شکاف پذیری: نامشخص
شفافیت: شفاف تا نیمه شفاف
شاخص انکسار دوسویه یا شکست نوردوگانه: 0.002 تا 0.059
درخشندگی: شیشه ای تا درخشان
شب نمایی: آبی: بسیار ضعیف، نارنجی روشن، قرمز و قهوه ای: ضعیف، زرد تیره

چه سنگهایی مرتبط یا مشابه سنگ زیرکن هستند؟

زرگون به دسته بزرگی از مواد معدنی به نام نئوسیلیکات تعلق دارد که حاوی سیلیکون و اکسیژن هستند.
دسته نئوسیلیکات شامل انواع بریل و گارنت، آندالوزیت، کیانیت، اولیوین، تانزانیت، توپاز، تورمالین و کوارتز می شود.
زرگون نمونه اولیه عنصر زرکونیوم، فلزی سفید- خاکستری و درخشان است که شبیه به تیتانیوم است.
زرگون را معمولا با الماس ازمایشگاهی یا ترکیبی که CZ یا زرگون مکعبی نامیده می شود، اشتباه می گیرند اما زیرکن جایگزین طبیعی الماس است تا نمونه ساختگی آن.
در واقع زیرکن بی رنگ روزگاری جایگزین بسیار مشهوری برای الماس بوده و با نام الماس Matura مبادله شده است.
همچنین ممکن است با میوزانیت جایگزین دیگر الماس در ارتباط باشد.
همچون یاقوت کبود و تورمالین، زیرکن بر اساس رنگ هایش نامگذاری می شود مانند زیرکن آبی، طلایی و سفید.
نام های دیگری نیز برای بعضی رنگ های زرگون استفاده میشوند مانند سنبل، نام قدیمی که برای زرگون زرد و طلایی استفاده میشود.
به زرگون قرمز- قهوه ای سنبل قرمز می گویند.
در بعضی موارد زرگون ابی حرارت دیده را به نام زرگون نور ستاره مبادله می کنند.
جارگون نام دیگری است که برای اشاره به زرگون بی رنگ و زرد کمرنگ استفاده می شود.
زیرکن سبز را گاهی زیرکن تغییریافته می نامند و در واقع بسیار کمیاب است.

ایده هایی برای طراحی جواهر زیرکن:

زیرکن ترد است بنابراین نسبت به ضربه و فشار حساس است.
با این حال سختی و دوام خوبی دارد.این سنگ جواهر به دلیل شکنندگی که دارد باید از سمت لبه های تراشیده شده استفاده شود،بنابراین استفاده اش در حلقه های زرگون باید محدود باشد و فقط در مراسم های خاص آنرا پوشید.
بیشتر سنگ های زرگون کوچک هستند و دلیلش نیز ماهیت متراکم آنهاست اما نمونه های بزرگتر این نسگ نیز دیده شده است.سنگ های بزرگ برای طراحی سنجاق سینه یا دکمه سردست استفاده می شود.
زرگون آبی در حلقه و گوشواره استفاده میشود و زرگون بی رنگ معمولا به عنوان جایگزین الماس در جواهرات ازدواج بکار می رود.با توجه به تنوع رنگی که زیرکن دارد، سنگ مناسبی برای جواهرات مردانه، زنانه و بچه گانه است.
نکته: سنگ های جواهر رنگی را بنابر اندازه شان بخرید نه وزن قیراط.
سنگ های رنگی نسبت اندازه به وزن شان فرق می کند.
بعضی سنگ ها بزرگتر و بعضی از نظر وزنی کوچکتر از الماس هستند.

نحوه مراقبت از سنگ زیرکن:

زرگون مقاومت نسبتا خوب و شکاف پذیری نامشخصی دارد اما ترد بودنش باعث می شود که خیلی زود خراشیده شود.
بنابراین در هنگام استفاده، تمیز کردن یا آماده کردن باید مراقب لبه هایش بود.
از شوینده های فراصوتی یا بخارشور استفاده نکنید.
از شوینده های شیمیایی، اسیدی نیز به هیچ وجه برای سنگ هایی که حرارت دیده اند استفاده نکنید.

با یک پارچه نرم و آب و صابون می توان سنگ را تمیز کرد.
پس از تمیز کردن به خوی باقیمانده صابون را پاک کنید.
همیشه قبل از هر گونه فعالیت فیزیکی مانند کارهای خانه، ورزش و غیره جواهرات را درآورید.
بهتر است سنگ های جواهر را جدا از هم نگهداری کنید که بر روی هم خراش نیاندازند.
سنگ زیرکن را داخل پارچه ای پیچانده و در جعبه جواهرات نگهداری کنید.