Цирко́н (нем. Zirkon ← перс. زرگون [заргун] «золотистый») — минерал подкласса островных силикатов, ортосиликат циркония с формулой ZrSiO4. Содержит, как правило, 1−4 % гафния, изоморфно замещающего цирконий в кристаллической решётке. Также может содержать другие редкоземельные элементы в незначительных количествах.
Циркон — древнейший известный минерал на Земле.

Циркон — древнейший известный минерал на Земле. Древнейшим сохранившимся кристаллам циркона приблизительно 4,404 миллиарда лет. Это означает, что цирконы присутствовали на Земле еще до зарождения жизни. Для сравнения: люди гораздо ближе по времени к динозаврам, чем динозавры к древнейшим цирконам.

Самые древние образцы кристаллов циркона были обнаружены как обломочные минералы в метаморфизованных отложениях в Джек-Хиллс, Западная Австралия. Однако эти цирконы значительно старше породы, в которой они были найдены. Первичный источник этих кристаллов остается неизвестным.

Цирконы формировались на протяжении всей истории Земли. Они могут встречаться в магматических и метаморфических породах, а также в осадочных породах, таких как песчаники. В результате минералоги и петрологи часто могут определить возраст пород, анализируя любые цирконы в них.

Например, геологи обнаружили породы в комплексе гнейсов Акаста на северо-западе Канады, которые содержат местные цирконы. С. А. Боуринг и И. С. Уильямс отмечают, что эти тоналитовые ортогнейсы включают зерна циркона, которым приблизительно 4,002 млрд, 4,012 млрд и 4,031 млрд лет. Присутствие этих цирконов позволяет ученым датировать породы. Как оказалось, это самые старые известные породы, когда-либо найденные.

В ходе некоторых исследований было обнаружено, что цирконы имеют слои роста (рис.2). Под микроскопом кристалл циркона выглядит как поперечное сечение дерева с концентрическими кругами роста. Как и у деревьев, самая старая часть — это сердцевина, а самая молодая — ободок. Слои кристалла циркона записывают информацию о различных геологических процессах, которые он претерпел.

Исторически геологи определяли возраст горных пород и минералов путем определения относительного возраста. Это включает сравнение их положения при обнаружении. Нижние слои отложились раньше и, следовательно, являются более старыми, в то время как верхние слои являются более молодыми. Однако этот метод имеет ограничения, когда речь идет о магматической геологии. Открытие метода датирования U-Pb для радиометрического определения возраста ознаменовало поворотный момент в геологии. Он позволяет более точно датировать горные породы и минералы.

В кристаллической структуре циркона U постепенно распадается на нерадиоактивный Pb и другие продукты. Поскольку ученые знают период полураспада U, они могут определить возраст циркона, измерив отношение U к Pb.

Исследователи SL Harley и NM Kelly отмечают , что могут даже датировать разные возрасты в пределах одного кристалла, поскольку циркон подвергается различным геологическим процессам, приводящим к частичному плавлению и разрастанию. Это отмечает стадии роста или поколения в пределах одного зерна.

Для проведения таких сложных измерений в крошечных зернах циркона размером около миллиметра ученые используют самые современные аналитические методы, такие как чувствительный ионный микрозонд высокого разрешения ( SHRIMP ) или масс-спектрометр с лазерной абляцией и индуктивно связанной плазмой (LA-ICP-MS) .

Цирконы имеют еще одно ценное применение в геологии. Поскольку кристаллические формы циркона зависят от температуры, ученые могут использовать их для различения коровых и мантийных источников гранитов. Эта информация может дать ценные сведения о тектонике плит и реконструкции старых кратонов и орогенов , которые могут многое рассказать нам об истории Земли.

Так что же цирконам в вашем кольце или подвеске 4,4 миллиарда лет? Скорее всего, нет. Самые старые известные цирконы крошечные и не ювелирного качества. Любые ограненные для ювелирного использования или демонстрации цирконы моложе 4,4 миллиарда лет.

Тем не менее, Шри-Ланка и Камбоджа , два основных источника цирконов ювелирного качества, действительно производят древние цирконы. Насдала и др. и Элмалех и др. оценили с помощью U-Pb датирования, что популярные шри-ланкийские цирконы имеют приблизительный возраст 555 миллионов лет. (2004 и 2019) Это задолго до появления динозавров (250-200 миллионов лет назад) и даже старше, чем самые старые известные ископаемые позвоночные (543-490 миллионов лет назад). Камбоджийские цирконы моложе (с геологической точки зрения). По данным Цойга и др. , этим драгоценным камням менее 1 миллиона лет.

Относительно "молодые цирконы" все еще могут показать захватывающие геологические события. Например, цирконы выброшенные на поверхность после извержения Везувия в Авеллино в Италии в 2000 г. до н. э. имеют естественный синий цвет из-за присутствия рассеивающих свет минеральных включений, которые образовались внутри цирконов за миллионы лет до извержения. А сегодня, чтобы получить такой цвет большинство цирконов подвергаются искусственному нагреву.
(Интересно, что извержение Везувия в Авеллино было намного масштабнее и разрушительнее извержения 79 г. н. э., которое уничтожило города Помпеи и Геркуланум).

Определение возраста любого циркона включает измерение концентрации U и Pb, что можно сделать только в лаборатории, в основном с помощью тестов SHRIMP или LA-ICP-MS. Однако геммологи обычно используют только неразрушающие методы тестирования для анализа драгоценных камней.

Разрушающие методы, конечно, могут повредить или уничтожить тестовый образец. SHRIMP требует полированных круглых срезов образца для тестирования. Таким образом, он не подходит для готовых или оправленных драгоценных камней.

С другой стороны, LA-ICP-MS требует лишь небольшого количества материала для анализа. Геммологи иногда используют этот метод, извлекая материал из рундиста или другой области, которую может скрыть оправа драгоценного камня. Эта процедура обычно не влияет на внешний вид или стоимость циркона.