Циркон

Циркон известен с давних времен. Его название произошло от араб, или перс, zar - золото и gun - цвет. Синонимы - гиацинт, энгельгардит, азорит, ауэрбахит (рис. 32).

Рис. 32. Цирконы

Циркон является островным силикатом - Zr[SiO₄], кристаллизующимся в тетрагональной сингонии, дитетрагонально-бипирамидальном классе симметрии. В качестве примесей цирконы могут содержать железо, кальций, алюминий, редкие земли, гафний, стронций, скандий, торий, уран, бериллий, ниобий, тантал, фосфор и др., в связи с чем выделяют ряд разновидностей: малакон, циртолит, альвит, наэгит, хегтвейтит, хагаталит, ямагутилит, олмалит, гельциркон, аршиновит.

В качестве ювелирных камней под различными названиями применяются прозрачные красиво окрашенные цирконы. Гиацинт (старинное название - перадоль) - красно-желто- и малиново-оранжевый, красный, коричнево-красный, коричневый циркон, окраска которого напоминает гиацинт - цветок, выращенный, по древнегреческому мифу, Аполлоном из тела (или крови) прекрасного юноши Гиацинта, любимца Аполлона, убитого богом ветра Зефиром. Жаргон (одна из форм слова циркон), или цейлонский жаргон, - желтые, соломенно-желтые и дымчатые цирконы. Их также называют сиамскими алмазами. Матур-алмаз, или матара-алмаз, - бесцветные цирконы. Названы по местности, где они встречаются, на юге о. Шри-Ланка недалеко от Матара (Маттураи). Старлит, или старлайт, - циркон с природной или полученной после термохимической обработки небесно-голубой окраской [50]. Встречаются зеленые и сиреневые цирконы.

Природа окраски цирконов издавна привлекала внимание исследователей. А. Н. Платонов и др. [28] считают, что по характеру оптических спектров поглощения природные цирконы можно разделить на три типа. К первому относятся желтые (золотисто-желтые, коричнево-желтые) цирконы, имеющие широкую интенсивную полосу ∼38 000 см^-1, обусловленную дырочным центром окраски SiO^n-_m, появляющимся при вхождении в структуру циркона различных примесных ионов, особенно в случае гетеровалентного изоморфизма, а также благодаря радиационному воздействию примесей U и Th. Второй тип может быть представлен розовыми, оранжевыми и кроваво-красными цирконами - гиацинтами. В их спектрах наблюдается широкая полоса 21 000 см^-1. Однозначного мнения по поводу природы этой полосы нет: ее связывают с радиационными электронно-дырочными центрами, возникающими в присутствии примесей (U и Th, Y и Nb) или при их валентных превращениях; с изоморфным замещением ионов Zr⁴⁺ ионами Nb⁴⁺ (П. Е. Филдинг); с комплексным центром окраски (Y, TR)³⁺-O^3-₂ или (Y, TR) O⁰₂ (А. Н. Платонов) или одновременным присутствием нескольких центров [28]. Для спектров поглощения желто-зеленых и зеленовато-желтых цирконов, составляющих третий тип, характерна серия узких линий поглощения (20 800, 19 400, 18 700, 17 700, 17 000, 16 200, 15 250; 14 500, 11 400, 10 950 см^-1), наблюдаемых в присутствии ионов U⁴⁺, изоморфно замещающих ионы Zr⁴⁺ [28]. Особенно трудно поддается расшифровке природа голубой окраски, которая возникает при прокаливании цирконов в восстановительных условиях. Возможно, она обусловлена различными изменениями позиций ионов U⁴⁺ в структуре минерала [28]. Плеохроизм у цирконов выражен слабо, только у голубых термообработанных цирконов он довольно отчетлив (N_o - небесно-голубая окраска, Ne - бесцветная).

Циркон встречается в природе в виде хорошо образованных кристаллов, облик которых изменяется в зависимости от условий формирования от длиннопризматического (в гранитных пегматитах и гранитах) до дипирамидального (в щелочных и метасоматических породах). Иногда наблюдаются двойники по (101), коленчатые двойники и сноповидные или радиально-лучистые срастания.

Кристаллы, как правило, сравнительно небольшие (несколько миллиметров); изредка отмечаются крупные цирконы массой в десятки и даже сотни каратов. Такие цирконы находятся в различных музеях мира [44]. В Смитсоновском институте (США) хранятся цирконы с о. Шри-Ланка массой (в кар): коричневый 118,1, желтокоричневый 97,6, желтый 23,5, бесцветный 23,9; из Бирмы - красно-коричневый 75,8; из Таиланда - коричневатый 105,9 и голубой 102,2. В коллекции Лондонского геологического музея имеются цирконы массой (в кар); голубой 44,27, золотистый 22,67, красный 14,34 и бесцветный 21,32. В Американском музее естественной истории в Нью-Йорке находится уникальный циркон с о. Шри-Ланка зеленовато-голубого цвета массой 208 кар, в Канадском музее в Торонто - коричневый в 23,8 кар и голубые 17,8 и 61,63 кар. Крупные красивые цирконы были в свое время обнаружены и на Урале.

Спайность у циркона наблюдается редко: несовершенная по {110} и {111}. Излом неровный. Блеск сильный, стеклянный до алмазного, у просвечивающих камней - жирный до матового, на изломе до смолистого. Твердость 6,5 - 7,5 по шкале Мооса. Микротвердость, измеренная С. И. Лебедевой на приборе ПМТ-3, - от 8247 до 14 395. Циркон хрупкий, что затрудняет его обработку. Плотность (в г/см³) у зеленых, коричневых и оранжевых цирконов 3,95 - 4,20, у коричнево-зеленых и темнокрасных камней 4,08 - 4,60, у бесцветных, голубых и коричневато-оранжевых 4,6 - 4,8. Циркон оптически одноосный, положительный, c=N_e. Показатели преломления у различных цирконов, как и плотность, значительно варьируют: у зеленых, коричневых, оранжевых 1,78 - 1,815 при двупреломлении 0 - 0,008; у коричневато-зеленых и темнокрасных n_o=1,830-1,930, n_e=1,840-1,970, n_e-n₀=0,008-0,043, а у бесцветных, голубых и коричневатооранжевых n_o=1,920-1,940, n_e=1,970-2,010, n_e-n_o=0,036-0,059. Часто цирконы люминесцируют в ультрафиолетовых лучах желтым и оранжевым цветом.

Месторождения ювелирного циркона очень редки, хотя циркон как акцессорный минерал широко распространен в щелочных магматических породах, пегматитах, альбититах, мариуполитах и др. Они связаны с кимберлитами, сапфироносными щелочными базальтами, сиенитовыми и миаскитовыми пегматитами и циркон-сапфировыми и цирконовыми россыпями [14].

Основным источником ювелирных камней являются месторождения Таиланда, Кампучии, Вьетнама, Шри-Ланки и Мадагаскара. Имеются также месторождения ювелирного циркона в Бирме, США (штаты Южная Дакота, Колорадо, Оклахома, Техас, Мэн, Массачусетс, Нью-Йорк, Нью-Джерси), на Корейском полуострове, в Бразилии, Канаде (провинции Квебек и Онтарио), Норвегии, Австралии, Танзании.

В СССР ювелирные цирконы встречаются на Урале и в кимберлитовых и россыпных месторождениях алмазов в Якутии.

Цирконы ювелирного качества в любом месторождении составляют незначительную часть. Прозрачные бесцветные и красиво окрашенные цирконы обрабатываются с применением бриллиантовой или ступенчатой (цирконы с густой окраской) огранки. Из менее прозрачных камней делают кабошоны. Спрос на цирконы и их стоимость не стабильны. Наиболее постоянна популярность гиацинтов, особенно возраставшая в XV - XVI вв. и в 30-е г. XIX в. В Индии, Шри-Ланке в изделиях с сапфирами, рубинами, особенно не очень высокого качества, постоянно применяются бесцветные цирконы (как прекрасная имитация бриллиантов). Очень широко используются голубые облагороженные цирконы. В настоящее время применяются цирконы любого цвета. Наибольшим спросом пользуются камни массой 1 - 2 кар, цены на них составляют 10 - 20 дол./кар. С увеличением размера камня возрастает, как правило, и цена: цирконы в 3 - 5 кар стоят 20 - 30 дол./кар. Особо ценятся цирконы пастельно-синего цвета: в США в 1980 г. цена на такие камни массой в 5 - 10 кар составляла от 60 до 200 дол./кар.

Бесцветные цирконы, используемые как не очень дорогая имитация бриллиантов, отличаются от последних по двупреломлению, высокой плотности и низкой твердости. Цветные цирконы можно спутать с титанитом, сингалитом, касситеритом, хризолитом, демантоидом, гессонитом, аквамарином, топазом, турмалином, цветными сапфирами, синтетическими рутилом и корундами, шпинелью.