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보석학

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목차

1. 개요

보석학은 보석의 감별, 특성 연구, 가치 평가 등을 다루는 학문이다. 19세기에 보석상과 보석학자를 위한 교육이 시작되어, 1908년 영국에서 최초의 자격 제도가 도입되었다. 보석학은 결정 구조, 비중, 굴절률, 다색성 등 다양한 요소를 기준으로 보석을 분류하며, 보석 감정사들은 이러한 특성을 분석하여 보석의 진위 여부와 가치를 판단한다. 보석학 연구와 교육을 위한 다양한 기관들이 전 세계적으로 운영되고 있으며, 현대 보석학은 합성 보석, 처리 기술 발전 등 새로운 과제에 직면하고 있다.

2. 역사

보석상과 보석학자를 위한 보석학의 기초 교육은 19세기에 시작되었지만, 첫 번째 자격은 1908년 영국 금세공인 협회(National Association of Goldsmiths of Great Britain, NAG)가 보석학 위원회를 설립한 후 도입되었다.[3] 이 위원회는 1931년 NAG의 별도 지부(보석학 협회)로 출범했으며,[4][5] 1938년 영국 보석학 협회로 개칭되었다.[4] 이 기관은 현재 전 세계에서 교육 과정을 제공하는 교육 자선 단체이자 인증 기관이다.

1929년 Gem-A의 학위 과정을 처음으로 미국에서 졸업한 사람은 로버트 쉬플리였으며, 그는 이후 미국 보석학회와 미국 보석 협회를 설립했다.

보석류 거래를 위한 최초의 보석 연구소는 1925년 런던에 설립되었으며, 이는 새로 개발된 "양식 진주"의 유입과 루비 및 사파이어의 합성 발전에 힘입어 촉발되었다.[6] 현재 전 세계에는 보석 처리, 새로운 합성물 및 기타 새로운 재료와 같은 새로운 문제를 식별하기 위해 훨씬 더 발전된 장비와 경험을 요구하는 수많은 보석 실험실이 있다.

2. 1. 보석학의 기원과 발전

보석상과 보석학자를 위한 보석학의 기초 교육은 19세기에 시작되었지만, 첫 번째 자격은 1908년 영국 금세공인 협회(National Association of Goldsmiths of Great Britain, NAG)가 보석학 위원회를 설립한 후 도입되었다.[3] 이 위원회는 1931년 NAG의 별도 지부(보석학 협회)로 출범했으며,[4][5] 1938년 영국 보석학 협회로 개칭되었다.[4] 이 기관은 현재 전 세계에서 교육 과정을 제공하는 교육 자선 단체이자 인증 기관이다.

1929년 Gem-A의 학위 과정을 처음으로 미국에서 졸업한 사람은 로버트 쉬플리였으며, 그는 이후 미국 보석학회와 미국 보석 협회를 설립했다.

보석류 거래를 위한 최초의 보석 연구소는 1925년 런던에 설립되었으며, 이는 새로 개발된 "양식 진주"의 유입과 루비 및 사파이어의 합성 발전에 힘입어 촉발되었다.[6] 현재 전 세계에는 보석 처리, 새로운 합성물 및 기타 새로운 재료와 같은 새로운 문제를 식별하기 위해 훨씬 더 발전된 장비와 경험을 요구하는 수많은 보석 실험실이 있다.

2. 2. 한국 보석학의 역사

3. 보석학의 기초

보석은 기본적으로 결정 구조, 비중, 굴절률 및 다색성과 같은 기타 광학적 특성을 기준으로 분류된다. "경도"라는 물리적 특성은 불규칙한 모스 굳기계에 의해 정의된다.[16]

보석 감정사들은 절단 및 연마된 보석의 가치를 평가하거나 감정할 때 이러한 요소를 연구한다. 보석의 내부 구조에 대한 보석학적 현미경 연구는 자연적인 유체 내포물이나 색상을 향상시키기 위한 열처리의 증거인 부분적으로 녹은 외생 결정을 드러냄으로써 보석이 합성인지 천연인지 판단하는 데 사용된다. 절단된 보석의 분광 분석을 통해 보석 감정사는 원자 구조를 이해하고 기원을 식별할 수 있으며, 이는 보석 가치를 평가하는 주요 요인이다. 예를 들어, 미얀마(버마)산 루비는 태국산 루비와 뚜렷한 내부 및 광학적 활성 변화를 보인다.[16]

보석이 원석 상태일 때, 보석 감정사는 외부 구조, 모암 및 광물 연관성, 자연 및 연마된 색상을 연구한다. 초기에는 돌의 색상, 굴절률, 광학 특성, 비중, 확대경으로 내부 특성을 검사하여 식별한다.[16]

보석 감정은 기본적으로 제거 과정이다. 유사한 색상의 보석은 하나의 정체성만 남을 때까지 비파괴 광학 검사를 거친다.[16] 단일 검사는 거의 항상 지표일 뿐이다.[16] 예를 들어, 루비의 비중은 4.00이고, 유리는 3.15–4.20이며, 큐빅 지르코니아는 5.6–5.9이다. 따라서 큐빅 지르코니아와 다른 두 가지를 쉽게 구별할 수 있지만, 루비와 유리 사이에는 중복되는 부분이 있다.[15]

모든 자연 발생 물질과 마찬가지로 동일한 보석은 없다. 보석이 생성되는 지질 환경은 전체 과정에 영향을 미치므로 기본 사항을 식별할 수 있지만, 화학적 "불순물"과 치환, 구조적 결함의 존재는 "개체"를 생성한다.

회전 드럼에서 거친 자갈을 연마재로 연마하여 만든 장식용 비귀석 모음. 여기에서 가장 큰 자갈은 40mm 길이이다.


보석의 정체를 확인하는 한 가지 방법은 보석 내에서 빛의 굴절을 측정하는 것이다. 기본적으로 빛이 한 매질에서 다른 매질로 통과할 때 굴절된다. 파란색 빛은 빨간색 빛보다 더 많이 굴절된다. 빛이 얼마나 많이 굴절되는지는 보석 광물에 따라 달라진다.

thumb

모든 물질은 빛이 내부적으로 반사되는 지점인 임계각을 가지고 있다. 이를 측정하여 보석의 정체를 확인할 수 있다. 일반적으로 이것은 굴절계를 사용하여 측정하지만, 현미경을 사용하여 측정하는 것도 가능하다.[16]

비중은 상대 밀도라고도 하며, 화학 조성과 결정 구조 유형에 따라 달라진다. 비중이 알려진 고밀도 액체는 헐거운 보석을 테스트하는 데 사용된다. 비중은 공기 중의 보석 무게와 물에 잠긴 보석의 무게를 비교하여 측정한다.[12]

프리즘이 백색광을 구성 색상으로 분리하는 방식과 유사한 원리를 이용하여 보석학 분광기는 보석 재료의 선택적 빛 흡수를 분석하는 데 사용된다. 착색제 또는 발색단은 분광기에서 띠를 나타내며 보석의 색상을 담당하는 원소를 나타낸다. 파장은 나노미터 단위로 측정된다.[16]

수정(rock crystal quartz)의 세 가지 포함물


내포물은 보석 감정사들이 보석이 천연인지, 합성인지 또는 처리되었는지(즉, 균열 충전 또는 가열) 여부를 결정하는 데 도움이 될 수 있다. 보석에 따라 산지를 특정하는 데 도움이 되기도 한다. 10배 루페나 보석용 현미경을 사용하여 검사한다.[16]

이 합성 색상 변화 사파이어에서 관찰되는 곡선은 베르누이 공정 또는 화염 용융이라고 하는 공정으로 인해 발생한다.


보석을 합성하는 베르누이 공정 과정에서 미세하게 분쇄된 물질은 극도로 높은 온도로 가열된다. 분말 형태의 보석 광물은 용융되거나 (또는 금속 혼합물이 산소 불꽃에서 직접 연소됨) 그 잔류물이 용광로를 통해 부울로 떨어진다. 부울에서 강옥 또는 스피넬이 냉각되고 결정화되면서 회전하여 곡선 줄무늬를 유발하는데, 이는 실험실에서 제작된 보석의 특징이다. 천연 강옥은 곡선 줄무늬를 나타내지 않는다.

마찬가지로, 천연석, 특히 녹주석 광물은 작은 결함, 즉 보석 내 결정 방향이 갑자기 바뀌는 짧은 평면 균열을 나타낸다. 보석의 자연적인 형성은 광물을 규칙적인 결정 시트 형태로 층을 이루는 경향이 있는 반면, 많은 합성 보석은 유리와 같은 비정질 구조를 가지고 있다. 베르누이 공정으로 만들어진 합성 보석은 결함이 전혀 나타나지 않거나, 결함이 있는 경우 평평한 표면이 아닌 구불구불한 표면을 나타낸다.

전문적인 판단을 중립적인 연구소에서 얻는 것은 종종 어렵다. 보석 거래에서의 분석과 평가는 대개 현장에서 이루어져야 한다. 전문 보석 감정사 및 보석 구매자들은 여행용 케이스에 모든 필요한 기기를 갖춘 이동식 실험실을 사용한다. 이러한 소위 여행용 실험실은 자체 전원 공급 장치를 갖추고 있어 기반 시설에 의존하지 않고, 보석학 탐험에도 적합하다.

3. 1. 보석의 분류 및 감별

보석은 기본적으로 결정 구조, 비중, 굴절률 및 다색성과 같은 기타 광학적 특성을 기준으로 분류된다. "경도"라는 물리적 특성은 불규칙한 모스 굳기계에 의해 정의된다.[16]

보석 감정사들은 절단 및 연마된 보석의 가치를 평가하거나 감정할 때 이러한 요소를 연구한다. 보석의 내부 구조에 대한 보석학적 현미경 연구는 자연적인 유체 내포물이나 색상을 향상시키기 위한 열처리의 증거인 부분적으로 녹은 외생 결정을 드러냄으로써 보석이 합성인지 천연인지 판단하는 데 사용된다. 절단된 보석의 분광 분석을 통해 보석 감정사는 원자 구조를 이해하고 기원을 식별할 수 있으며, 이는 보석 가치를 평가하는 주요 요인이다. 예를 들어, 미얀마(버마)산 루비는 태국산 루비와 뚜렷한 내부 및 광학적 활성 변화를 보인다.[16]

보석이 원석 상태일 때, 보석 감정사는 외부 구조, 모암 및 광물 연관성, 자연 및 연마된 색상을 연구한다. 초기에는 돌의 색상, 굴절률, 광학 특성, 비중, 확대경으로 내부 특성을 검사하여 식별한다.[16]

보석 감정은 기본적으로 제거 과정이다. 유사한 색상의 보석은 하나의 정체성만 남을 때까지 비파괴 광학 검사를 거친다. 단일 검사는 거의 항상 지표일 뿐이다. 예를 들어, 루비의 비중은 4.00이고, 유리는 3.15–4.20이며, 큐빅 지르코니아는 5.6–5.9이다. 따라서 큐빅 지르코니아와 다른 두 가지를 쉽게 구별할 수 있지만, 루비와 유리 사이에는 중복되는 부분이 있다.[15]

모든 자연 발생 물질과 마찬가지로 동일한 보석은 없다. 보석이 생성되는 지질 환경은 전체 과정에 영향을 미치므로 기본 사항을 식별할 수 있지만, 화학적 "불순물"과 치환, 구조적 결함의 존재는 "개체"를 생성한다.

3. 2. 감별 과정

보석 감정은 기본적으로 제거 과정이다. 유사한 색상의 보석은 하나의 정체성만 남을 때까지 비파괴 광학 검사를 거친다.[16] 단일 검사는 거의 항상 지표일 뿐이다.[16] 예를 들어, 루비의 비중은 4.00이고, 유리는 3.15–4.20이며, 큐빅 지르코니아는 5.6–5.9이다. 따라서 큐빅 지르코니아와 다른 두 가지를 쉽게 구별할 수 있지만, 루비와 유리 사이에는 중복되는 부분이 있다.[15]

모든 자연 발생 물질과 마찬가지로 동일한 보석은 없다. 보석이 생성되는 지질 환경은 전체 과정에 영향을 미치므로 기본 사항을 식별할 수 있지만, 화학적 "불순물"과 치환, 구조적 결함의 존재는 "개체"를 생성한다.

보석의 정체를 확인하는 한 가지 방법은 보석 내에서 빛의 굴절을 측정하는 것이다. 기본적으로 빛이 한 매질에서 다른 매질로 통과할 때 굴절된다. 파란색 빛은 빨간색 빛보다 더 많이 굴절된다. 빛이 얼마나 많이 굴절되는지는 보석 광물에 따라 달라진다.

thumb

모든 물질은 빛이 내부적으로 반사되는 지점인 임계각을 가지고 있다. 이를 측정하여 보석의 정체를 확인할 수 있다. 일반적으로 이것은 굴절계를 사용하여 측정하지만, 현미경을 사용하여 측정하는 것도 가능하다.[16]

비중은 상대 밀도라고도 하며, 화학 조성과 결정 구조 유형에 따라 달라진다. 비중이 알려진 고밀도 액체는 헐거운 보석을 테스트하는 데 사용된다. 비중은 공기 중의 보석 무게와 물에 잠긴 보석의 무게를 비교하여 측정한다.[12]

프리즘이 백색광을 구성 색상으로 분리하는 방식과 유사한 원리를 이용하여 보석학 분광기는 보석 재료의 선택적 빛 흡수를 분석하는 데 사용된다. 착색제 또는 발색단은 분광기에서 띠를 나타내며 보석의 색상을 담당하는 원소를 나타낸다. 파장은 나노미터 단위로 측정된다.[16]

내포물은 보석 감정사들이 보석이 천연인지, 합성인지 또는 처리되었는지(즉, 균열 충전 또는 가열) 여부를 결정하는 데 도움이 될 수 있다. 보석에 따라 산지를 특정하는 데 도움이 되기도 한다. 10배 루페나 보석용 현미경을 사용하여 검사한다.[16]

보석을 합성하는 베르누이 공정 과정에서 미세하게 분쇄된 물질은 극도로 높은 온도로 가열된다. 분말 형태의 보석 광물은 용융되거나 (또는 금속 혼합물이 산소 불꽃에서 직접 연소됨) 그 잔류물이 용광로를 통해 부울로 떨어진다. 부울에서 강옥 또는 스피넬이 냉각되고 결정화되면서 회전하여 곡선 줄무늬를 유발하는데, 이는 실험실에서 제작된 보석의 특징이다. 천연 강옥은 곡선 줄무늬를 나타내지 않는다.

마찬가지로, 천연석, 특히 녹주석 광물은 작은 결함, 즉 보석 내 결정 방향이 갑자기 바뀌는 짧은 평면 균열을 나타낸다. 보석의 자연적인 형성은 광물을 규칙적인 결정 시트 형태로 층을 이루는 경향이 있는 반면, 많은 합성 보석은 유리와 같은 비정질 구조를 가지고 있다. 베르누이 공정으로 만들어진 합성 보석은 결함이 전혀 나타나지 않거나, 결함이 있는 경우 평평한 표면이 아닌 구불구불한 표면을 나타낸다.

4. 보석학 도구

보석 감정사들은 보석의 특정 특성과 성질을 통해 정확한 검사를 수행하여 보석을 식별할 수 있도록 다양한 도구와 장비를 사용한다.[11]

보석 감정 여행 실험실 KA52KRS


다음과 같은 도구들이 있다.

  • 보정된 10배 루페
  • 현미경
  • 굴절계
  • 편광 필터
  • 확대 접안렌즈
  • 굴절률(RI, refractive index) 최대 1.81의 접촉액
  • 편광기
  • 광학상 도형 구
  • 이색성 검사기
  • 분광기 (휴대용 또는 탁상용)
  • 펜라이트
  • 핀셋
  • 석재 헝겊
  • 색상 필터
  • 침수 셀
  • 자외선 램프

4. 1. 일반 도구

보석 감정사들은 보석의 특정 특성과 성질을 통해 정확한 검사를 수행하여 보석을 식별할 수 있도록 다양한 도구와 장비를 사용한다.

다음과 같은 도구들이 있다.

  • 보정된 10배 루페
  • 현미경
  • 굴절계
  • * 편광 필터
  • * 굴절률(RI, refractive index) 최대 1.81의 접촉액
  • 편광기
  • * 광학상 도형 구
  • 이색성 검사기
  • 분광기 (휴대용 또는 탁상용)
  • 펜라이트
  • 핀셋
  • 석재 헝겊
  • 색상 필터
  • 침수 셀
  • 자외선 램프
  • 10배 돋보기
  • 비중 측정용 저울, 중액

4. 2. 전문 도구

보석 감정사들은 보석의 특정 특성과 성질을 통해 정확한 검사를 수행하여 보석을 식별할 수 있도록 다양한 도구와 장비를 사용한다.

다음과 같은 도구들이 있다.

  • 보정된 10배 루페
  • 현미경
  • 굴절계
  • 편광 필터
  • 확대 접안렌즈
  • 굴절률(RI, refractive index) 최대 1.81의 접촉액
  • 편광기
  • 광학상 도형 구
  • 이색성 검사기
  • 분광기 (휴대용 또는 탁상용)
  • 펜라이트
  • 핀셋
  • 석재 헝겊
  • 색상 필터
  • 침수 셀
  • 자외선 램프
  • X선 사진
  • X선형광 장치
  • X선 회절 (XRD)
  • XRF
  • 주사 전자 현미경 (SEM)
  • 적외선 분광 장치
  • FTIR
  • UV-Vis-NIR
  • 레이저 · 라만 분광 계측기 (LRS)
  • ICP-MS

5. 보석학 연구 기관 및 교육 기관

5. 1. 국제 연구 기관


  • 미국 보석 협회(American Gem Society) - AGS
  • 아시아 보석 감정 과학 연구소(Asian Institute of Gemological Sciences) - AIGS
  • 캐나다 보석 감정 협회(Canadian Gemmological Association) - CGA
  • 캐나다 보석학 연구소(Canadian Institute of Gemmology) - CIG
  • 국제 보석 과학(Gemological Science International) - GSI
  • 호주 보석 감정 협회(Gemmological Association of Australia) - GAA
  • 영국 보석 감정 협회(Gemmological Association of Great Britain) - Gem-A
  • 미국 보석 감정 협회(Gemological Institute of America) - GIA
  • 국립 보석 감정 연구소(Institut National de Gemmologie) - ING
  • 국제 보석학 학교(International School of Gemology) - ISG
  • 호헤 라트 보어 디아만트(Hoge Raad voor Diamant) - HRD
  • 국제 보석 연구소(International Gemological Institute) - IGI
  • 이탈리아 보석 연구소(Italian Gemmological Institute) - IGI
  • 보석 거래 연구소 - IGT[7]
  • 인도 보석 감정 연구소(Gemmological Institute of India) - GII
  • 인도네시아 보석 연구 센터(Center of Gemological of Indonesia) - COG
  • 스위스 보석 연구소(Swiss Gemmological Institute) - SSEF
  • 세계 보석 재단
  • 첨단 보석 감정 연구소 - AGTL
  • 미국 보석 연구소(American Gemological Laboratories) - AGL
  • 유럽 보석 연구소(European Gemological Laboratory) - EGL
  • 구벨린 젬 랩(Gübelin Gem Lab) - GGL
  • 프랑스 보석 감정 연구소(Laboratoire français de gemmologie) - LFG
  • 전문 보석 감정 연구소(Professional gemstone testing laboratory) - PGTL
  • 히말라야 보석 감정 연구소(Himalaya gem testing laboratory) - HGTL
  • 유니버셜 보석 연구소(GCI Universal Gemological Laboratories) - GCI

5. 2. 한국 연구 기관 및 교육 기관

6. 현대 보석학의 과제

참조

[1] 웹사이트 Gemologist http://www.occupatio[...] Photius Coutsoukis and Information Technology Associates 2009-11-08
[2] 웹사이트 An introduction to gemology https://www.gemsocie[...] 2017-08-28
[3] 웹사이트 History https://gem-a.com/ab[...]
[4] 학술지 Sixty years of gemmology in Great Britain https://gem-a.com/wp[...] 1968
[5] 학술지 Celebrating 75 years of Gems & Gemology https://www.gia.edu/[...] 2009
[6] 서적 Gemmology https://books.google[...] Butterworth-Heinemann
[7] 웹사이트 Institute of Gem Trading https://igtthailand.[...] 2019-10-13
[8] subscription page The Journal of Gemmology https://gem-a.com/me[...]
[9] 학술지 わが国の宝石学のあゆみ https://www.jstage.j[...] 宝石学会(日本)
[10] 웹사이트 鑑別とグレーディング（鑑定）の違い https://www.cgl.co.j[...] CGL 中央宝石研究所 2024-08-21
[11] 학술지 Minerals and Gems https://www.jstage.j[...] 2022-04-25
[12] 서적 世界のジェムストーン図鑑 柏書店松原 日本宝飾クラフト学院 1994-02-01
[13] 학술지 加熱コランダムの鑑別 https://www.jstage.j[...] 2005
[14] 학술지 紫外: 可視領域分光光度計を用いたルビーの識別 https://www.jstage.j[...] 1996
[15] 서적 新訂　宝石　その美と科学 全国宝石学協会 1996-09-30
[16] 서적 宝石鑑別ミニハンドブック 一般社団法人　GIA JAPAN 2010-08-31


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