نبذة تعريفية عن معدن الزيركون كمثال لدراسة الظاهرة الميتامكتية

1998 الموسوعة الجيولوجية الجزء الثالث

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

معدن الزيركون الظاهرة الميتامكتية علوم الأرض والجيولوجيا

ويمكن اعتبار معدن الزيركون مثالاً جيداً لدراسة ظاهرة الميتامكتية ويتبلور معدن الزيركون (Zr SiO₄) في النظام الرباعي. ويغلب على بلوراته الشكل المنشوري.

تتراوح كثافة البلورات النقية السليمة من النشاط الأشعاعي بين 4,6 – 4,7، وصلادته 7,5. ويتراوح لونه بين بني محمر إلى أصفر أو رمادي أو أخضر أو عديم اللون. يوجد عادة على نطاق واسع في صخور الجرانيت والسيانيت والبجماتيت.

والزيركون أحد المعادن التي تبدي ظاهرة الميتامكتية. حيث تتأثر بلورته، بالنشاط الإشعاعي لعنصري اليورانيوم والثوريوم ومن ثم يفقد بلوريته تدريجياً إلى أن يتحول إلى بنية زجاجية بفعل جسيمات ألفا والنوى الارتدادية (شكل 1).

 

وتقوم هذه الجسيمات بعملها بطريقتين، أولهما: أنها تسبب إزاحة في ذرات المعدن عن مواضعها الأصلية.

وثانيهما: أن هذه الجسيمات تعطي طاقاتها العالية لذرات معدن الزيركون أثناء مرورها في بلورته إلى أن تستقر، مما يؤثر في مواضع هذه الذرات.

 

ويمكن أن تلخص عملية التحول إلى زجاج بالخطوات التالية:

‌أ- بلورة منتظمة في البداية، كما وصفناها آنفاً.

‌ب– بلورة مشبعة بالذرات المزاحة عن أماكنها بسبب استمرار النشاط الإشعاعي.

‌ج– تتحول البلورة الكبيرة إلى عدد من البلورات الصغيرة جداً. وباستمرار الإشعاع.

‌د– تتحول إلى الحالة الزجاجية.

 

ويتبع ذلك تغيرات واضحة في الصفات الفيزيائية والكيميائية لهذه البلورة من مثل:

‌أ- نقص الكثافة بمعدل 16%. وقد تصل في بعض الحالات النادرة إلى 2,8 – 2,9.

‌ب– تتغير أبعاد الوحدة البنائية (Unit Cell) حيث تكبر قليلاً، أي تتمدد.

‌ج– تدخل كمية من الماء إلى بنية الزيركون. وهي لم تكن موجودة في البنية الأصلية. ويبدو أن الماء على شكل (OH) يحل محل (SiO₄) على النحو الآتي:

وتتراوح كمية الماء بين 0,67 – 4,90% وقد تصل النسبة إلى 10% ماء تركيبي.

 

ومن ثم يمكن أن يقسم الزيركون إلى ثلاثة أنواع حسب درجة الميتامكتية وهي زيركون عادي وهو النوع عالي الكثافة (4,6 – 4,7) غير المتأثر بهذه الحالة. والنوع الميتامكتي منخفض الكثافة (3,9 – 4,2) ونوع ثالث وسط بين الاثنين (4,2 – 4,6).

ويمكن إعادة الزيركون الميتامكتي إلى النوع العادي المبلور بالتسخين بين درجتي 1000 – 1450˚س. غير أنه لن يعود تماماً إلى الوضع السابق.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]