금록석
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1. 개요
금록석은 금(crysos)과 녹주석(beryllos)의 합성어로, 베릴륨을 추출할 수 있는 중요한 광물이다. 페그마타이트 작용으로 생성되며, 변종으로 묘안석(cat's eye)과 알렉산드라이트가 있다. 알렉산드라이트는 빛에 따라 색이 변하는 특징을 보이며, 묘안석은 연마를 통해 빛의 띠가 나타난다. 묘안석과 알렉산드라이트는 희소성이 높아 고가에 거래되며, 금록석은 보석 처리가 불가능하다.
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- 베릴륨 광물 - 에메랄드
에메랄드는 크롬과 바나듐 불순물로 녹색을 띠는 베릴의 변종 광물이며, 장신구 및 장식품으로 사용되어 왔고, 콜롬비아가 최대 생산국이며, 가치는 4C에 따라 결정되고, "녹색의 돌"을 의미하며 신성한 보석으로 여겨진다. - 산화 광물 - 컬럼바이트
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페로브스카이트는 ABO₃ 일반식을 가지는 거의 정육면체 구조 광물로, 다양한 지질 환경과 천체에서 발견되며, 특정 조건에 따라 안정성이 결정되고, 최근에는 태양전지 재료로 연구되고 있다. - 사방정계 광물 - 황
황은 주기율표 16족에 속하는 노란색 비금속 원소로, 아미노산, 단백질 등 생물체 구성 성분이며 황산, 비료, 화약 등 화학 산업에서 널리 사용된다. - 사방정계 광물 - 휘안석
휘안석은 삼황화안티몬을 주성분으로 하는 광물로, 상온에서 광전도성을 보이며 섭취 시 독성을 나타내고, 고대부터 콜의 재료, 폭죽 조성물, 안전 성냥 등에 사용된다.
| 금록석 | |
|---|---|
| 광물 정보 | |
 | |
| 분류 | 산화 광물 |
| 화학식 | BeAl₂O₄ |
| IMA 기호 | Cbrl |
| 스트룬츠 분류 | 4.BA.05 |
| 결정계 | 사방정계 |
| 결정족 | Dipyramidal (mmm) (2/m 2/m 2/m) |
| 공간군 | Pbnm |
| 격자 상수 | a = 5.481 Å, b = 9.415 Å, c = 4.428 Å; Z = 4 |
| 색 | 다양한 녹색 음영, 에메랄드 녹색, 노란색, 파란색, 갈색에서 녹색을 띤 검은색; 크롬이 있을 때 백열등 아래에서 라즈베리 빨간색; 무색, 엷은 노란색, 녹색 또는 빨간색 (투과광에서) |
| 결정형 | 판상 또는 짧은 기둥 모양 결정, 두드러진 줄무늬 |
| 쌍정 | 접촉 및 관통 쌍정 흔함, 종종 반복되어 장미 모양 구조 형성 |
| 쪼개짐 | {110}에서 뚜렷함, {010}에서 불완전함, {001}에서 불량함 |
| 깨짐 | 조개껍질 모양에서 고르지 못함 |
| 굳기 | 부서지기 쉬움 |
| 모스 척도 | 8.5 |
| 광택 | 유리 광택 |
| 광학적 성질 | 이축성 (+) |
| 굴절률 | nα=1.745 nβ=1.748 nγ=1.754 |
| 다색성 | X = 빨간색; Y = 노란색-주황색; Z = 에메랄드-녹색 |
| 2V | 측정값: 70° |
| 조흔색 | 흰색 |
| 비중 | 3.5–3.84 |
| 용융점 | (정보 없음) |
| 용해성 | (정보 없음) |
| 변종 | |
| 알렉산드라이트 | 색 변화; 녹색에서 빨간색으로 |
| 사이모페인 | 섬광 효과 |
2. 어원
금록석(크리소베릴)의 어원은 crysos|크리소스el(금)와 beryllos|베릴로스el(녹주석)의 합성어이다. 베릴륨은 베릴로스에서 나온 원소 이름이다.
금록석은 이름에서도 알 수 있듯이 베릴륨을 추출해 낼 수 있는 중요한 광물이다. 녹주석, 버트란다이트 등에서도 베릴륨을 채취할 수 있다. 금록석과 버트란다이트는 베릴륨 함량이 42% 정도로 높은 편이지만, 매장량은 베릴륨 함량 16%인 녹주석이 훨씬 많다. 미국은 엄청난 녹주석 광산으로 제1의 베릴륨 생산국이다.
금록석은 주로 페그마타이트 작용의 결과로 형성된다. 지각의 용융은 밀도가 낮은 용융된 마그마를 생성하며, 이는 표면을 향해 위로 상승할 수 있다. 주요 마그마체가 냉각되면서, 원래 낮은 농도로 존재했던 물은 고체 광물의 결정화에 포함될 수 없었기 때문에 용융된 암석에 더 농축된다. 이로 인해 잔류 마그마는 물이 더 풍부해지고, 희귀 원소도 풍부해진다. 물은 마그마가 완전히 고체화되기 전까지 온도 범위를 낮게 확장시켜 희귀 원소의 농도가 자체적인 독특한 광물을 생성할 정도로 진행되도록 한다. 결과적으로 생성된 암석은 화성암과 유사하지만, 저온에서 물이 풍부한 용융체로부터 형성되며, 석영과 장석과 같은 일반적인 광물의 큰 결정을 가지고 있을 뿐만 아니라, 베릴륨, 리튬, 니오브와 같은 희귀 원소의 농도가 높아 자체적인 광물을 형성하기도 한다. 이를 페그마타이트라고 한다. 마그마의 높은 수분 함량은 결정이 빠르게 성장할 수 있게 하여 페그마타이트 결정은 종종 매우 크며, 이는 보석 표본이 형성될 가능성을 높인다.
금록석은 다양한 변종을 가지고 있으며, 그중에서도 특히 알렉산드라이트와 묘안석(Cymophane, 고양이 눈)이 보석으로서 높은 가치를 지닌다.
3. 베릴륨과의 관계
4. 생성 과정 (Occurrence)
금록석은 페그마타이트 근처의 주변 암석에서도 자랄 수 있으며, 페그마타이트에서 나온 Be과 Al이 풍부한 유체가 주변 광물과 반응할 때 형성된다. 따라서 운모 편암과 돌로마이트 대리암의 변성 퇴적물과의 접촉에서도 발견될 수 있다. 단단하고 밀도가 높으며 화학적 변화에 강한 광물이기 때문에, 암석에서 풍화되어 다이아몬드, 강옥, 토파즈, 스피넬, 가넷, 전기석과 같은 다른 보석 광물과 함께 충적 퇴적물에서 강 모래와 자갈에 퇴적될 수 있다. 이러한 사광상에서 발견될 때는 날카로운 쐐기 모양 대신 둥근 가장자리를 갖는다. 브라질과 스리랑카에서 채굴된 금록석의 대부분은 모암이 심하게 풍화되고 침식되었기 때문에 사광상에서 회수된다.
페그마타이트 유체에 베릴륨이 풍부하면, 녹주석이나 금록석의 결정이 형성될 수 있다. 녹주석은 베릴륨과 알루미늄의 비율이 높고, 금록석은 그 반대이다. 둘 다 일반적인 광물인 석영과 안정적으로 존재한다. 알렉산드라이트가 형성되려면, 약간의 크롬도 존재해야 한다. 그러나 베릴륨과 크롬은 동일한 유형의 암석에서 발생하는 경향이 없다. 크롬은 베릴륨이 극도로 드문 고철질 및 초고철질 암석에서 가장 흔하다. 베릴륨은 크롬이 거의 없는 조립질 페그마타이트에 농축된다. 따라서 알렉산드라이트가 자랄 수 있는 유일한 상황은 Be이 풍부한 페그마타이트 유체가 Cr이 풍부한 주변 암석과 반응할 때이다. 이러한 특이한 요구 사항은 이 금록석 변종의 희귀성을 설명한다.
5. 주요 변종
연마를 통해 밝은 빛의 띠가 보이는 묘안석(캐츠아이)이나, 광원에 따라 색이 변하는 알렉산드라이트 등은 금록석의 변종이다. 이 둘이 같은 광물이라는 사실은 잘 알려져 있지 않다. 금록석 외에도 캣츠 아이 효과를 보이는 광물이 있지만, 단순히 캣츠아이라고 할 때는 크리소베릴 캣츠 아이를 의미한다. 그 외의 캣츠 아이 효과를 보이는 보석은 '''투어멀린 캣츠 아이''' 등과 같이 보석명과 함께 표기한다. 금록석 중에는 변색 효과와 캣츠 아이 효과를 함께 갖는 '''알렉산드라이트 캣츠 아이'''도 있다. 엷은 녹색#전송 연녹색의 금록석은 '''크리소라이트'''라고 불린다.
캣츠아이와 알렉산드라이트는 희소 가치가 높아 고가의 보석이다. 반면, 이러한 효과가 없는 단색 크리소라이트는 빅토리아 시대(19세기 말경)에는 인기가 있었지만, 오늘날에는 주얼리로 가공되는 일이 거의 없다. 원석 또는 나석 그대로 수집되거나, 장식석이나 파워스톤으로 제작된다. 보석으로서 크리소베릴의 큰 특징은 트리트먼트를 통해 인공적으로 아름답게 만드는 방법이 없어, 소위 처리 보석이 존재하지 않는다는 점이다.
5. 1. 알렉산드라이트 (Alexandrite)
금록석의 변종인 알렉산드라이트는 주변 광원에 따라 색이 변하는 특성, 즉 변색 효과를 지닌다. 이러한 변색 효과는 금록석 결정 구조에서 알루미늄 이온이 크롬 이온으로 소규모 치환되면서 발생한다. 이는 가시광선 스펙트럼의 노란색 영역(520–620 nm)에서 빛을 강하게 흡수하기 때문이다.[10][11] 인간의 시각은 녹색광에 가장 민감하고 적색광에 가장 둔감하므로, 알렉산드라이트는 햇빛 아래에서는 녹색을 띠고, 백열등 아래에서는 붉은색을 띤다.[10][12] 이러한 색 변화는 다색성과는 무관하며, 결정을 보는 방향에 따른 색조 변화와는 다르다.[10]
오늘날 여러 연구소에서는 천연 알렉산드라이트와 동일한 화학적, 물리적 특성을 가진 합성 알렉산드라이트를 생산할 수 있다. 합성 알렉산드라이트는 플럭스 성장, 초크랄스키(또는 끌어올린), 수열법 등 다양한 방법으로 생산된다. 플럭스 성장 보석은 천연 알렉산드라이트와 유사한 내포물을 포함하고 있어 구별하기 어렵다. 초크랄스키 또는 끌어올린 알렉산드라이트는 매우 깨끗하고 확대하면 곡선 줄무늬가 보여 식별이 용이하다. 끌어올린 돌의 색상 변화는 청색에서 적색까지 나타날 수 있지만, 어떤 매장지에서 채굴된 천연 알렉산드라이트와도 완전히 동일하지는 않다. 수열법으로 생산된 알렉산드라이트는 실제 알렉산드라이트와 동일한 물리적, 화학적 특성을 지닌다.[18]
실험실에서 성장시킨 합성 알렉산드라이트로 잘못 알려진 일부 보석은 실제로 미량 원소(바나듐) 또는 색상 변화 스피넬이 함유된 강옥이며, 크리소베릴이 아니다. 따라서 이들은 "합성"보다는 ''알렉산드라이트 모조품''으로 더 정확하게 묘사된다. 이러한 알렉산드라이트 유사 사파이어는 거의 100년 동안 존재해 왔으며, 녹색은 전혀 나타나지 않고 특징적인 자색-연보라색 색상 변화를 보인다.[19]
5. 1. 1. 알렉산드라이트의 역사 (History of alexandrite gemstones)
우랄 산맥에서 채굴된 알렉산드라이트는 주광에서는 녹색을 띠고 백열등에서는 붉은색을 띨 수 있었다. 다른 종류의 알렉산드라이트는 주광에서 노란색 또는 분홍색을 띠고, 매발톱 또는 라즈베리와 같은 붉은색을 띨 수 있었다.
극적인 색상 변화와 강한 색상(예: 적색에서 녹색)을 보이는 보석은 희귀하고 구하기 어렵다.[8] 그러나 덜 뚜렷한 색상(예: 노란색 녹색에서 갈색 노란색)을 보이는 보석도 미국 보석 감정 협회(Gemological Institute of America)와 같은 보석 연구소에서는 "알렉산드라이트"로 간주한다.[13][14]
유명하지만 논란이 있는 이야기에 따르면, 알렉산드라이트는 핀란드 광물학자 닐스 구스타프 노르덴셸드(1792–1866)에 의해 발견되었으며, 미래의 전 러시아 황제 알렉산드르 2세 로마노프를 기리기 위해 알렉산드라이트라고 명명되었다. 노르덴셸드는 페로프스키(Perovskii)로부터 받은 새로 발견된 광물 표본을 검사하는 과정에서 처음 에메랄드로 식별하면서 이 발견을 하게 되었다.[15][16] 최초의 에메랄드 광산은 1831년에 개장되었다. 그러나 최근 연구에 따르면 이 돌은 야코프 코코빈(Yakov Kokovin)에 의해 발견되었다고 한다.[17]
알렉산드라이트 5carat 이상은 전통적으로 우랄 산맥에서만 발견되는 것으로 여겨졌지만, 이후 브라질에서도 더 큰 크기로 발견되었다. 다른 매장지는 인도(안드라 프라데시), 마다가스카르, 탄자니아, 스리랑카에 위치해 있다. 3carat이 넘는 크기의 알렉산드라이트는 매우 희귀하다.
알렉산드라이트는 러시아 농노 해방으로 유명한 차르 알렉산드르 2세의 이름을 따서 명명되었으며, 1890년대에는 광범위한 채굴로 인해 러시아에서 대부분 고갈되었다. 전 세계적으로 재발견되면서 이 보석에 대한 관심이 다시 높아졌으며, "두 번째 기회의 돌"이라고 불리기도 한다.
알렉산드라이트의 색상은 산지에 따라 다를 수 있으며, 때로는 모조품을 식별하는 데 도움이 된다. 일반적으로 최고 품질의 돌은 주로 녹색이며 아프리카에서 발견된다. 인도산 알렉산드라이트는 낮에는 파란색 또는 풀색을 띠는 반면, 스리랑카산 돌은 황록색을 띤다. 스리랑카산 알렉산드라이트는 종종 더 크지만 색상 변화가 약하여 밤에는 더 부드러운 보라색을 나타낸다.
5. 2. 묘안석 (Cymophane, 고양이 눈)
'''묘안석'''(Cymophane) 또는 '''고양이 눈'''은 반투명한 황색의 채터시(chatoyant) 효과를 보이는 금록석을 지칭한다. '심포판'은 '파도'와 '모습'을 의미하는 그리스어에서 유래되었으며, 카보숑 형태로 잘랐을 때 표면에 나타나는 흐릿한 효과를 나타낸다. 이 효과는 고양이 눈 효과와 결합될 수 있다.[20] 묘안석의 캣츠아이 효과는 금홍석의 미세한 튜브형 공동 또는 바늘 모양 내포물이 c축에 평행하게 배열되어 나타나며, c축에 수직으로 카보숑 형태로 절단했을 때 가장 잘 관찰된다. 황색 금록석의 색상은 Fe3+ 불순물에 의한 것이다.
보석 업계에서는 금록석 묘안석만을 "고양이 눈"으로 칭하며, 전기석, 스카폴라이트, 강옥, 스피넬, 석영 등 다른 광물에서 나타나는 유사한 효과는 "석영 고양이 눈", "루비 고양이 눈" 등과 같이 광물명을 붙여 구분한다.
캣츠아이 효과를 나타내지 않는 금록석은 보통 패싯으로 연마한다. "밀과 꿀"은 최고 품질의 고양이 눈 색상을 묘사하는 용어로, 꿀색 배경 위에 선명한 우윳빛 흰색 광선이 나타나는 것을 의미한다. 꿀색 외에 레몬 옐로우 색상도 인기있다. 묘안석은 금록석이 발견되는 곳에서 소량 발견된다.
19세기 말 코넛 공작이 약혼 선물로 묘안석 반지를 선물하면서 묘안석이 대중화되고 가치가 크게 상승했다.[21] 이전에는 주로 보석 및 광물 수집가들 사이에서만 알려졌으나, 이후 스리랑카 등지에서 묘안석 탐색이 활발해졌다.
6. 보석으로서의 금록석 (일본어 위키백과 내용)
금록석 중에는 연마했을 때 밝은 빛의 띠가 나타나는 묘안석(캐츠아이)이나, 광원에 따라 색이 변하는 알렉산드라이트와 같이 독특한 변종이 있다. 이 두 가지가 같은 광물이라는 사실은 널리 알려져 있지 않다.
크리소베릴 캣츠 아이는 단순히 캣츠아이라고 불리는데, 이는 금록석 외에도 캣츠 아이 효과를 보이는 다른 광물이 있기 때문이다. 다른 광물에서 나타나는 캣츠 아이 효과는 '''투어멀린 캣츠 아이'''와 같이 보석명과 함께 표기하거나 부른다. 금록석 중에는 변색 효과와 캣츠 아이 효과를 모두 가진 '''알렉산드라이트 캣츠 아이'''라고 불리는 것도 있다. 엷은 녹색의 금록석은 '''크리소라이트'''라고 불리기도 한다.
캣츠아이와 알렉산드라이트는 모두 희소성이 높아 고가의 보석으로 취급된다. 이러한 효과가 없는 단색의 크리소라이트는 빅토리아 시대(19세기 말)에는 인기가 있어 장신구로 많이 제작되었지만, 오늘날에는 엷은 녹색 계통의 색이 인기가 없어 장신구로 가공되는 일은 거의 없다. 대신 원석이나 나석(Naked Stone) 상태로 수집가에게 판매되거나, 약간 가공하여 장식석이나 파워스톤으로 제작되어 판매되며, 크기나 아름다움에 따른 가격 변동 폭도 좁다.
금록석은 트리트먼트를 통해 인공적으로 아름답게 만들 수 없기 때문에, 처리된 보석이 존재하지 않는다는 특징이 있다.
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