첨정석
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1. 개요
첨정석은 등축정계에서 결정화되는 광물로, 다양한 색상을 띠며 보석으로 사용된다. 경도는 8, 비중은 3.5–4.1이며, 팔면체 형태의 결정과 쪼개짐 및 조개 껍질 모양 골절을 보인다. 붉은색, 라벤더색, 파란색, 녹색 등 다양한 색상을 띠며, 과거에는 루비와 혼동되기도 했다. 스리랑카, 미얀마, 나이지리아 등에서 산출되며, 합성 첨정석도 제작된다. 첨정석은 캣츠 아이 효과, 컬러 체인지, 스타 효과와 같은 특수 효과를 나타내기도 하며, 스피넬형 결정 구조를 가진 광물 그룹에 속한다.
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첨정석 | |
---|---|
개요 | |
![]() | |
화학식 | MgAl₂O₄ |
화학 기호 | Spl |
종류 | 산화 광물 스피넬 그룹 스피넬 구조 그룹 |
스트룬츠 분류 | 4.BB.05 |
결정계 | 등축정계 |
공간군 | Fd3m (No. 227) |
단위 세포 | a = 8.0898(9) Å; Z = 8 |
색상 | 다양함; 빨강, 분홍, 파랑, 라벤더/보라, 짙은 녹색, 갈색, 검정, 무색 |
결정형 | 팔면체 또는 쌍정으로 인한 납작한 삼각형 판 |
쌍정 | 흔함 |
쪼개짐 | 없음 |
깨짐 | 조개껍질 모양 |
모스 굳기계 | 7.5–8.0 |
광택 | 유리 광택 |
굴절률 | 1.719 |
복굴절 | 없음 |
다색성 | 없음 |
조흔색 | 흰색 |
비중 | (조성에 따라 다름) 희귀한 아연이 풍부한 스피넬은 4.40까지 높을 수 있지만, 평균 3.58에서 3.61 사이임. |
용해도 | 없음 |
투명도 | 투명에서 불투명 |
기타 특징 | 약하거나 중간 정도의 자기, 때로는 형광을 띔 (붉은색 합성은 그렇고, 자연적인 붉은색은 때때로 그렇다) |
어원 | |
어원 | 라틴어 "spinella"에서 유래 |
spinella 의미 | "작은 가시" (결정 모양에서 유래) |
명칭 | |
일본어 명칭 | 尖晶石 (센쇼세키) |
특징 | |
특징 | 마그네슘과 알루미늄의 산화물로 이루어진 광물임. |
결정 구조 | 고용체를 만들기 쉬운 특징이 있음. |
2. 성질
첨정석은 등축정계에서 결정화되며, 일반적인 결정 형태는 쌍정을 이루는 팔면체이다. 진정한 벽개는 없지만, 팔면체 쪼개짐과 조개 껍질 모양 골절을 보인다.[8] 모스 굳기 척도에서 경도는 8이며, 비중은 3.5–4.1이고, 유리질에서 무광택까지 투명하거나 불투명한 광택을 띤다.[9] 크롬(III)은 버마산 첨정석에서 붉은색을 유발한다.[10]
일부 첨정석은 가장 유명한 보석 중 하나인데, 그중에는 영국 왕관 보석의 흑태자 루비와 "티무르 루비",[11] 그리고 한때 프랑스 왕관 보석이었던 "브르타뉴 코트"가 있다.[12] 사마리안 첨정석은 세계에서 가장 큰 첨정석으로, 무게는 500캐럿이다.[13]
투명한 붉은 첨정석은 첨정석 루비[14] 또는 발라스 루비라고 불렸다.[15] 과거, 현대 과학이 등장하기 전에는 첨정석과 루비가 모두 루비로 알려졌다. 18세기 이후 루비라는 단어는 강옥의 붉은 보석 품종에만 사용되었고, 첨정석이라는 단어가 사용되기 시작했다. "발라스"는 옥수스 강의 주요 지류 중 하나인 판지 강 상류 계곡에 위치한 중앙 아시아의 바다흐샨의 고대 이름인 발라스키아에서 유래되었다. 그러나 "발라스키아" 자체는 산스크리트어 ''bālasūryaka''에서 파생되었을 수 있으며, 이는 "진홍색 아침 해"로 번역된다.[16]
2. 1. 색상
첨정석은 무색일 수도 있지만, 보통 빨간색, 라벤더, 파란색, 녹색, 갈색, 검은색 또는 노란색 등 다양한 색조를 띤다.[9] 적색 계열(적색~분홍색, 형광 분홍색), 청색 계열(감색~물색), 자색 계열(진자색~라벤더색), 녹색, 오렌지색, 갈색, 흑색 등이 있다.황색은 천연에서 산출되지 않는다.
적색 및 분홍색은 소량의 크롬 때문에 발색한다. 크롬 함유량이 높을수록 적색이 강해진다. 오렌지색 및 자색은 철과 크롬의 혼합물이 원인이다. 자색에서 청색의 첨정석은 미량의 철을 포함하여 발색하며, '''코발트 스피넬'''이라고 불리는 선명한 청색은 소량의 코발트를 포함한다.
미얀마산 '''레드 스피넬'''은 색상이 수려하지만, 가격이 매우 높다. 그 외에도 청색, 라벤더색, 분홍색, 그리고 그 중간색이 자주 산출된다. 청색은 종종 철분을 포함하여 약간 탁한 청색이 된다.
스리랑카산에서는 레드 스피넬은 적지만, 분홍색의 깨끗한 첨정석이 자주 채취된다.
3. 산출지
첨정석은 변성된 석회암과 규산질이 적은 이암에서 변성 광물로 발견된다.[9] 또한 희귀한 염기성 화성암에서도 일차 광물로 산출되는데, 이 화성암에서는 마그마가 알루미늄에 비해 알칼리가 상대적으로 부족하며, 산화알루미늄은 강옥으로 형성되거나 마그네슘과 결합하여 첨정석을 형성할 수 있다.
MgAl₂O₄영어 첨정석은 약 20km에서 약 120km 사이, 크롬 함량에 따라 더 깊은 깊이까지의 최상부 지구 맨틀의 페리도타이트에서 흔하게 발견된다.[20] MgAl₂O₄영어 첨정석은 일부 콘드라이트 운석의 칼슘-알루미늄이 풍부한 포유물(CAIs)에서 흔한 광물이다.[22]
석회암, 편마암, 사문암, 감람암 중에 존재한다.
3. 1. 주요 산출지
스리랑카의 보석을 함유한 자갈, 아프가니스탄 및 타지키스탄의 바다크샨 지방의 석회암, 그리고 미얀마의 모곡에서 오랫동안 첨정석이 발견되었다.[23] 지난 수십 년 동안에는 베트남 럭옌 현, 탄자니아 마헨게와 마톰보, 케냐 차보, 탄자니아 툰두루, 마다가스카르 일라카카의 자갈에서도 보석 품질의 첨정석이 발견되었다.[23]2000년 이후, 전 세계 여러 지역에서 특이하게 선명한 분홍색 또는 파란색을 띠는 첨정석이 발견되었다. 이러한 "빛나는" 첨정석은 모곡(미얀마),[24] 마헨게 고원(탄자니아), 럭옌 현(베트남)[25] 등에서 발견되었다. 2018년에는 캐나다 배핀 섬 남부에서도 밝은 파란색 첨정석이 보고되었다.[26]
나이지리아에서는 "블루 가너나이트"라고 불리는 청색 첨정석이 채취된다.
4. 합성 첨정석
합성 첨정석은 베르누이법 및 플럭스법을 포함, 합성 커런덤과 유사한 방식으로 생산될 수 있으며, 이는 에드몽 프레미에 의해 개척되었다.[28] 8월의 탄생석 보석에 사용되는 저렴한 컷 보석으로 널리 사용된다. 밝은 파란색 합성 첨정석은 아쿠아마린 녹주석을 잘 모방하며, 녹색 합성 첨정석은 에메랄드 또는 전기석 모조품으로 사용된다.[28] 2015년까지 투명 첨정석은 소결을 통해 판재 및 기타 형태로 제작되었다.[29] 유리처럼 보이지만 압력에 대한 강도가 현저히 높은 합성 첨정석은 군사 및 상업적 용도로도 사용될 수 있다.[30]
5. 역사
루비와 레드 스피넬은 오랫동안 혼동되어 왔다.[35] 영국 왕실의 대관식용 왕관에 장식된 "흑태자의 루비"는 루비가 아니라 레드 스피넬이다. 과거에는 오래된 산지인 아프가니스탄의 지명을 따서 "바라스 루비"라고 불렸다.[35]
1783년, 광물학자 장바티스트 루이 드 로메 드 릴(Jean-Baptiste Louis de ROMÉ de L’ISLE)은 스피넬을 루비와는 다른 광물로 감별했다.
6. 결정 구조
첨정석은 스피넬형 결정 구조를 갖는 대표적인 광물이다. 스피넬형 결정 구조는 다양한 화합물에서 나타나며, 전자 재료로 중요한 역할을 한다.
- 페라이트 - AFe|2|O|4영어 (A는 Mn, Ni, Cu, Zn 등)
- NTC 서미스터 - Ni, Mn, Co, Fe 등으로 구성된 복합 산화물
- 망간산 리튬 - LiMn|2|O|4영어 (리튬 이온 2차 전지의 양극 재료)
7. 첨정석 그룹
첨정석은 스피넬 슈퍼그룹의 옥시스피넬 그룹·스피넬 서브그룹에 속한다. 마그네슘(
광물 이름 | 화학식 |
---|---|
스피넬 | |
구리 스피넬 | |
철 스피넬 | |
아연 스피넬 | |
갈락스석 | |
자철광 | |
마그네시오페라이트 | |
야콥스광 | |
크롬철광 | |
마그네시오크롬철광 |
8. 특수 효과
일부 첨정석은 캣츠 아이 효과(묘안 효과), 컬러 체인지, 스타 효과(성채 효과)와 같은 특수한 광학 효과를 나타낸다. 이러한 특수 효과는 주로 스리랑카산 첨정석에서 발견된다. 캣츠 아이 효과나 스타 효과(4줄, 6줄 모두 해당)를 보이는 첨정석은 대부분 초콜릿색을 띠므로 수집용 이상의 가치는 지니기 어렵다. 컬러 체인지 효과는 코발트를 함유한 첨정석 중 아름다운 파란색에서 분홍색으로 선명하게 색이 변하는 경우에 나타나는데, 이 역시 코발트 스피넬 자체가 희귀하며 컬러 체인지 효과가 있다고 해서 가격이 상승하는 것은 아니다.
9. 용도
첨정석은 주로 보석으로 가공된다. 과거에는 무색 첨정석이 다이아몬드 유사석으로 사용되기도 했다. 투명한 붉은 첨정석은 첨정석 루비[14] 또는 발라스 루비라고 불렸다.[15] 18세기 이전에는 첨정석과 루비가 모두 루비로 알려졌으나, 이후 루비는 강옥의 붉은 보석 품종에만 사용되는 단어가 되었고, 첨정석이라는 단어가 사용되기 시작했다. "발라스"는 옥수스 강의 주요 지류 중 하나인 판지 강 상류 계곡에 위치한 중앙 아시아의 바다흐샨의 고대 이름인 발라스키아에서 유래되었다. "발라스키아"는 산스크리트어 ''bālasūryaka''에서 파생되었을 수 있으며, 이는 "진홍색 아침 해"로 번역된다.[16] 타지키스탄의 고르노 바다흐샨 지역의 광산은 수세기 동안 붉은색과 분홍색 첨정석의 주요 공급원이었다. 가장 유명한 첨정석으로는 영국 왕관 보석의 흑태자 루비와 "티무르 루비",[11] 프랑스 왕관 보석이었던 "브르타뉴 코트"가 있다.[12] 사마리안 첨정석은 세계에서 가장 큰 첨정석으로, 무게는 500carat이다.[13]
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