Цирконий.

Присутствуют в цирконах и элементы-примеси: железо, титан, кальций, марганец, и др. Железо обнаруживается всегда, и содержание его колеблется в пределах от 0,1 до 1,5% Ее203, в может достигать 3-4%. Содержание остальных примесей в цирконе либо отсутствует, либо не превышает 0,1-0,2%. В радиоактивных разностях некоторые из них, например кальций, могут содержаться в количестве до 1-4% . Примеси в цирконе связаны в определенной степени с изоморфным замещением циркония и кремния в структуре минерала. Особенно это характерно для его радиоактивных разностей. Однако большая часть железа, титана, алюминия, кальция, магния, марганца в цирконах связана с присутствием в них очень мелких породообразующих минералов: обнаружены субмикроскопические шпатов, слюд, амфиболов, ильменита и др., которые и обусловливают повышенные содержания элементов-примесей.

Указанные особенности присущи только его разновидностям из коренных пород. При их выветривании и разрушении циркон, как очень устойчивый минерал, транспортироваться на большие расстояния и при определенных условиях накапливаться в больших количествах в россыпях. Особенно много накапливается циркона в песках районов. Здесь эти пески с цирконом подвергаются в течение миллионов лет интенсивному морской водой. В этих условиях метамиктные, цирконы с большим количеством посторонних разрушаются, и продукты их разложения уносятся морем. В результате многолетнего многократного песков в коночной остаются только наиболее устойчивые, без каких-либо микровключений разновидности циркона.

Таким образом, координационное число кремния -4 (четыре атома кислорода вокруг одного атома кремния, координационное число циркония — 8 (восемь атомов кислорода вокруг одного атома циркония). При этом для четырех из восьми атомов кислорода расстояние между цирконом и кислородом равно 2,15-Ю-4 мкм, а для остальных четырех — 2,29-Ю-4 мкм. Параметры каждой такой ячейки атомов, или, как говорят, структурной решетки минерала, следующие: = 6,59-10~4 мкм; с = 5,94-10-4 мкм, отношение с0:а0=0,901. Однако для призматических кристаллов минералогическое отношение осей кристалла случае составляет 0,6391.

Теоретический химический состав циркона таков (в %): цирконий — 49,5, кремний — 15,4, кислород — 35,1; или Zr02 = 67,l, Si02 = 32,9. Но в природе цирконы стехиометрического состава, конечно, не встречаются. В них всегда, даже в лунных цирконах, как было показано выше, присутствуют примеси иных элементов. Главной примесью является гафний, а также уран, тории, скандий, тантал, ниобий, кальций, железо, алюминий, марганец, магний и др. Присутствие большинства из этих примесей объясняется изоморфным замещением в природных процессах циркония и кремния другими элементами.

А теперь несколько подробнее остановимся на особенностях химического состава отдельных разновидностей циркона.