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地球科学をオーストラリアの最も重要な課題に適用する

はじめに

ジルコンは、多くの岩石に少量含まれている珪酸ジルコニウム鉱物です。 それはいろいろな色である場合もあり、ある水晶は宝石用原石の質です。 ジルコンは、時には金属ジルコニウム、ジルコニアと呼ばれる酸化ジルコニウム、およびキュービックジルコニア、ダイヤモンドに非常に類似している外観を持つ合成宝石と混同されています。

プロパティ

同じカットされていないジルコン結晶の二つの画像。 一つの画像は、ジルコンは、茶色とオレンジ色のセクションとガラス状の白が表示され、他のジルコンは、緑とyeloowが表示されます。 第二の画像は、UV光の下で撮影されています。

ストレンジウェイズからのジルコンは、ノーザンテリトリーを範囲します。 ジルコンは普通の光で撮影されており(左)、紫外線では蛍光黄色に見えます(右)。 R30458 出典:Geoscience Australia

ジルコンは通常赤褐色ですが、白、オレンジ、黄色、黄褐色、紫がかった赤、明るい赤、青、緑、時には無色にすることができます。 通常は半透明ですが、透明にすることができます。 蛍光灯では、ジルコンは黄色に見えます(Google Arts and Culture:蛍光鉱物:紫外光の下で興奮する岩石を参照してください)。 花こう岩の平均サイズは0.1から0.3mmですが、ペグマタイトおよびcarbonatitesでより大きく育ってもいいです。 カナダからは、長さ30cm、重さ7kgの結晶が記載されています。Tr>

ジルコンのプロパティ 化学シンボル zrsio4 相対密度 4.6-4。7g/cm3 硬度 モーススケールで7.5 名前 アラビア語の”Zargun”にちなんで命名されました(ペルシャ語の言葉に由来します。
zarは金を意味し、銃は色を意味します)。

使用しています

銅色の金属の長い薄いシリンダー

ジルコニウム棒。 出典:ウィキメディア-コモンズ、Dschwen。 ソース: ジルコンの硬度は研磨剤として有用であり、融点が高い(2500℃以上)ので、鉄鋼業界で炉を並べるために使用されています。 ジルコンは、金属ジルコニウムとハフニウムが含まれています。 ジルコニウムは非常に堅く、腐食に対して抵抗力がある従って粗い化学薬品、原子炉のクラッディング、熱交換器および専門の合金のための管を作る ジルコニウムは、コンピュータディスクドライブ、軽量衣類、ボールペンや耐摩耗性ナイフなどの多くの国内製品に含まれています。 ハフニウムは、核制御棒や超合金に使用されています。 ジルコン製品は、エンジン、電子機器、宇宙船、セラミックス業界でも使用されています。ジルコンは、侵食、輸送、変成作用などのプロセスに耐えることができるので、過去の地質学的プロセスの記録を保存します。

ジルコンは、腐食、輸送、変成 それらは、岩石の年齢を決定するために地質学者によって使用される重要な鉱物の1つです。 ジルコンには微量のウランとトリウムが含まれており、時間の経過とともに放射性崩壊する。 放射性崩壊の速度が知られているので、科学者は母岩が何歳であるかを動作するようにジルコン中のこれらの要素の少量を測定することができま 西オーストラリア州のジャック-ヒルズから岩石から抽出されたジルコンは、44億年前までのものである。

岩石の年代を調べるためにジルコンがどのように使用されているかに関する詳細情報。

コレクションアーカイブに収容されている鉱物標本。

ジルコンの年齢を分析するために使用される高分解能イオンマイクロプローブ(エビ)。 出典:Geoscience Australia。

異なる照明条件下でのジルコン結晶の三つの画像。 最初の結晶は白く見え、2番目の結晶は半透明でガラス状に見え、3番目の黒、灰色、白のゾーニングが結晶に見えます。

ニューサウスウェールズ州のWalleroobie火山岩からの小さなジルコンの反射光、透過光および陰極ルミネセンス画像。 最後の画像では、結晶の暗い領域は、より多くのウランを持っています。 科学者たちは、このような画像を使用して、ジルコンを分析して年齢を決定する場所を選択します。 ソース: オーストラリアの地質学者。

4つの正方形のカットジルコン結晶。 彼らは色が赤にオレンジ色に表示されます。

クイーンズランド州からのジルコンの宝石。 各宝石は幅約2.5mmです。 出典:Geoscience Australia。

ジルコンは、様々な色で利用可能であり、無色のファセットジルコンがダイヤモンドの代用品として使用されているため、人気のある宝石です。 ヒヤシンスは赤茶色およびstarliteに青、heat-treatedジルコンに与えられる名前黄赤の宝石質のジルコンの名前です。 ジルコンは時々立方ジルコニア、宝石用原石として切られ、使用することができるジルコニウムの二酸化物(Zro4)の総合的な結晶の形態と混同されます。

歴史

ジルコンは、ほぼ2000年のために使用されている人気のある宝石です。 宝石グレードのジルコンは、何百年もの間、スリランカ、カンボジア、ミャンマー、ベトナムの河川鉱床から生産されてきました。 ジルコンは聖書に記載されており、ヒンズー教の伝説は、贈り物として神に与えられた緑のジルコンの葉を説明しています。

1789年、ジルコンの組成を分析している間、ドイツの化学者Martin Heinrich Klaprothはジルコニウムを発見しました。 この金属はその後、1824年にスウェーデンの化学者であるJöns Jacob Berzeliusによってジルコンから単離された。

ブルージルコンは、当時流行していたため、1880年代に生産された英国のエステートジュエリーの多くの作品に含まれています。 しかし、1900年代初頭には、ジルコンはダイヤモンドの代用品として不正に使用されることがあり、しばしば宝石は”模倣”宝石と考えられていました。

ジルコンを含む鉱物砂は、1934年にニューサウスウェールズ州バイロン湾でオーストラリアで初めて採掘されました。 その後、砂の採掘産業は、クイーンズランド州のフレーザー島まで北に海岸に沿って拡大しました。 1970年代から1980年代にかけて西オーストラリア州で鉱物砂の鉱床が発見され、現在ではオーストラリアのすべての州とノーザンテリトリーに鉱物砂の鉱床が存在することが知られている。

形成

ジルコンは非常に一般的であり、地球の地殻に広く分布しています。 これは、ほとんどの火成岩と変成岩で発見されます; 但し、それは非常に小さい粒度のために気づかれないかもしれません。 硬度および耐久性が原因でそれは容易に風化しません、従ってまた堆積岩の沈殿物にあり、ほとんどの砂の共通の構成要素です。 しかし、ジルコンは苦鉄質の岩石にはほとんど見られず、超苦鉄質の火成岩にはほとんど見られません。/p>

茶色の岩。

サイルトライトと呼ばれる放射性、トリウムとウラン豊富なジルコン。 R26527 ソース: Geoscience Australia

ジルコンの粒は、通常、サイズがわずか数ミリメートルですが、最大の結晶のいくつかは、ペグマタイト、炭酸塩に富む火成岩、および高温流体(熱水変成

ジルコン鉱床は形成するのに数百万年かかることがあります。 ジルコンを含んでいる石が風化し、腐食するとき、ジルコンの小さい穀物は解放されます。 それらは風化、腐食、沈殿および隆起の多数の周期を存続させる何百万年の間土、沈殿物または堆積岩に残るかもしれません。 あるいは、穀物は、他のより硬い鉱物と一緒に、海への流れによって輸送されるかもしれません。 より重い鉱物は波によって浜にそれから洗浄されてバックアップする。 これらのプロセスは、最終的にはビーチにジルコン砂の大きな堆積物を作成します。

リソース

オーストラリアはジルコンの世界最大の資源(世界のジルコンの約35%)を持っています。 オーストラリアはまた、他のどの国よりも多くのジルコンを生産しており、2016年だけで560ktのジルコン濃縮物がオーストラリアから輸出されました。 この材料のほとんどは、ビクトリア州と西オーストラリア州の重い鉱物砂鉱床から抽出されました。 これらの沖積堆積物には、主に岩石の風化に由来するジルコンのサブミリ粒が含まれています。

砂のガラス瓶の前に白い砂の山が座っています。 瓶はジルコンとラベルされています。

ジルコン砂。 出典:Geoscience Australia

鉱物砂鉱床はオーストラリアに広く分布しており、ニューサウスウェールズ州中央部からクイーンズランド州のヨーク岬までオーストラリア東部の海岸に沿って発生している。 ビクトリア州、ニューサウスウェールズ州南西部、南オーストラリア州のマレー盆地、南オーストラリア州と西オーストラリア州のユークラ盆地では、大きな古いビーチ鉱床が見られる。 西オーストラリア州の他の場所では、南端からダービーまでの海岸線に沿って鉱床が発見されている。 ジルコン資源の約10%は海岸近くにあり、土地は農業、国立公園、または都市開発に使用されているため採掘できません。

オーストラリアの宝石品質のジルコンの主な供給源は、タスマニア、ニューサウスウェールズ州、クイーンズランド州のアルカリ玄武岩からの沖積鉱床です。 宝石品質のジルコンの最もよく知られた化石の場所は、ノーザンテリトリーのストレンジウェイズにある泥タンクフィールドです。 さらに、ジルコンはサファイアと並んでよく見られるので、クイーンズランド州とニューサウスウェールズ州の宝石畑で見つけることができます。

ジルコンを含む宝石鉱床と鉱山の場所を示すオーストラリアの地図

オーストラリアの宝石の発生と鉱山。 ソース: Geoscience Australia

さらにリソースと生産情報。

鉱業

ジルコンは2000年以上にわたって流れの砂利から採掘されてきました。 ジルコンのこの初期の採掘は、主に宝石として使用するための魅力的な結晶を得るためでした。 今日、ほとんどのジルコンは、海岸や沖積堆積物から採掘された堆積物から生産されています。 ジルコンは、多くの場合、チタン含有量のためにイルメナイトとルチルが採掘されている採掘または加工作業における共同製品です。

ジルコンは、堆積物が浅いか、より硬い材料が含まれている場合、乾式採掘法によって抽出されます。 掘削機およびスクレーパーが最初の処理工場にトラックかブルドーザーによって運ばれる鉱石を掘るのに使用されています。 鉱石は陸上のコンベヤーによってまたはスラリーパイプラインによってぬれたコンセントレイターの植物にそれから運ばれます。

鉱石が水面の下または砂丘の高い地域にある場合は、浚渫(湿式)採掘方法が使用されます。 このプロセスには、人工池に浮かぶ浚渫が含まれます。 それは処理の第一段階のための浚渫船に付すぬれたコンセントレイターに送られる砂の上で擦ります。 浚渫船は継続的に尾鉱の砂を残して移動します。 鉱物砂を抽出した後、鉱山会社は土地を修復し、植生を交換します。

最高の宝石グレードのジルコン結晶のいくつかは、ペグマタイトの空洞から直接採掘されています。 ジルコンはそれから切られるか、または扱われるために送られる前に重量を量られ、等級別にされます。

処理

ジルコンの密度は、機械的分離によって他の砂鉱物から粒子を回収することを可能にする。 湿った濃縮プラントでは、採掘された鉱物砂または鉱石を一連の螺旋分離器を通して洗浄し、重い鉱物をより軽い石英および粘土材料から分離する。 それから重い鉱物はさまざまな温度の下の磁気および静電気の版の分離器を使用して乾燥した処理回路の構成の鉱物に分かれています。 ジルコンは乾燥され、等級別にされ、大きさで分類され、時々製造所で運ばれる前にひかれます。

ほとんどの天然宝石品質のジルコンは、黄色、赤、または茶色です。

ほとんどの天然宝石品質のジルコンは、黄色、 加熱および照射は、無色、青色、緑色、および他の多くのジルコン色を生成するために使用することができる。 青は最も人気のあるジルコンの宝石の色です。 ジュエリーで使用するためにファセットされているジルコンは、主に介在物なしですが、石がカボションとしてカットされたときに猫の目の効果を作 ジルコンは通常、華麗なスタイルを使用してカットされますが、宝石の下部の周りに8つの余分なファセットを持つジルコンカットもあります。宝石用原石の切口についてのより多くの情報

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