카르보나두
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1. 개요
카르보나두는 완두콩 크기 또는 그보다 큰 다공성 검은색 결정의 집합체로, 중앙아프리카 공화국과 브라질에서 주로 채굴된다. 약 30억 년 전에 결정화된 것으로 추정되지만, 더 젊은 퇴적암에서 발견되며, 다이아몬드 내 맨틀 광물은 포함하지 않고 지각의 자생 광물을 포함한다. 탄소 동위원소 값은 일반 다이아몬드보다 낮으며, 질소와 공극에 의해 강한 발광 현상을 보인다. 다결정 구조로 인해 단결정 다이아몬드보다 내구성이 뛰어나 절삭 공구로 사용되었으며, 기원에 대한 가설로는 지구 내부, 운석 충돌, 초신성 기원 등이 제시되고 있다.
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- 다이아몬드 - 컬리넌 다이아몬드
1905년 남아프리카공화국에서 발견된 3106캐럿의 세계 최대 다이아몬드 원석인 컬리넌 다이아몬드는 영국 국왕에게 헌정되어 여러 보석으로 커팅되었으며, 그중 가장 큰 컬리넌 1세와 2세는 영국 왕실 왕관 보석의 일부로 런던탑에 전시되어 남아공에서 반환 요구가 있다. - 다이아몬드 - 호프 다이아몬드
호프 다이아몬드는 45.52캐럿의 짙은 파란색 다이아몬드로, 붕소 성분으로 인해 어두운 회청색을 띠며 자외선에 노출되면 붉은색 인광을 내고, 인도에서 발견되어 여러 나라를 거치며 저주에 얽힌 전설이 있는 세계적으로 유명한 다이아몬드로서 현재 미국 국립 자연사 박물관에 소장되어 있다.
| 카르보나두 | |
|---|---|
| 광물 정보 | |
 | |
| 종류 | 천연 광물 |
| 화학식 | C |
| 몰 질량 | 12.01 u |
| 색상 | 전형적으로 검은색, 회색, 다양한 색조의 녹색 및 갈색, 때때로 얼룩덜룩함 |
| 결정 습성 | 다결정 |
| 결정계 | 등축정계 (육팔면체) |
| 쌍정 | 해당 없음 |
| 쪼개짐 | 해당 없음 |
| 파단면 | 불규칙한 찢어진 표면 |
| 모스 굳기계 | 10 |
| 광택 | 금강광택 |
| 연마 | 금강광택 |
| 굴절률 | 해당 없음 |
| 광학적 성질 | 해당 없음 |
| 복굴절 | 해당 없음 |
| 분산 | 해당 없음 |
| 다색성 | 해당 없음 |
| 조흔색 | 흰색 |
| 비중 | 3.52 |
| 밀도 | 3.5–3.53 g/cm3 |
2. 특이한 성질
탄소나도는 일반적으로 완두 크기 또는 그보다 큰 많은 작은 검은색 결정의 다공성 집합체이다.[3] 가장 특징적인 탄소나도는 중앙아프리카 공화국과 브라질에서 채굴되는데, 이 두 곳 모두 일반적인 보석 다이아몬드의 근원인 킴벌라이트와 관련이 없다.[3] 납 동위원소 분석은 약 30억 년 전에 탄소나도가 결정화되었음을 입증하는 것으로 해석되었지만, 탄소나도는 더 젊은 퇴적암에서 발견된다.[3]
다이아몬드 내에 포함된 광물 입자는 다이아몬드의 기원에 대한 단서를 찾기 위해 광범위하게 연구되었다. 일부 일반적인 다이아몬드는 맨틀 (지질학) 광물인 파이로프 및 포스테라이트를 포함하지만, 그러한 맨틀 광물은 탄소나도에서 관찰되지 않았다.[3] 반면에, 일부 탄소나도는 지구 지각 (지질학)의 특징적인 자생 광물을 포함하고 있다.[3] 명백한 결정 포유물은 탄소나도에서 흔한 기공에서 발생하지만 탄소나도 형성 후에 도입되었을 수 있으므로 포유물이 다이아몬드가 지각에서 형성되었음을 반드시 입증하는 것은 아니다.[3] 지구 지각에서 드물거나 거의 없는 다른 광물의 포유물은 기공뿐만 아니라 다이아몬드에 부분적으로 통합되어 있다.[3] 이러한 다른 광물 중에는 Si, SiC, Fe‑Ni의 조성을 가진 것들이 있다.[3] 육각형 탄소 다형체인 론스달레이트를 포함한 특징적인 고압 광물은 탄소나도에서 포유물로 발견되지 않았지만, 탄소나도가 운석 충돌에 의해 형성되었다면 그러한 포유물이 예상될 수 있다.[3]
동위원소 연구는 탄소나도 기원에 대한 추가 단서를 제공했다. 탄소 동위원소 값은 매우 낮다 (일반적인 다이아몬드에 비해 탄소‑12에 비해 탄소‑13이 적음).[3]
탄소나도는 질소와 결정 격자에 존재하는 공극에 의해 유도되는 강한 발광 (광발광 및 음극선 발광)을 나타낸다. 방사성 포유물 주변에 발광 후광이 존재하며, 방사선 손상은 탄소나도 형성 후에 발생한 것으로 제안되었다.[4]
2. 1. 광물 포유물
탄소나도는 일반적으로 완두 크기 또는 그보다 큰 많은 작은 검은색 결정의 다공성 집합체이다.[3] 가장 특징적인 탄소나도는 중앙아프리카 공화국과 브라질에서 채굴되는데, 이 두 곳 모두 일반적인 보석 다이아몬드의 근원인 킴벌라이트와 관련이 없다.[3] 납 동위원소 분석은 약 30억 년 전에 탄소나도가 결정화되었음을 입증하는 것으로 해석되었지만, 탄소나도는 더 젊은 퇴적암에서 발견된다.[3]다이아몬드 내에 포함된 광물 입자는 다이아몬드의 기원에 대한 단서를 찾기 위해 광범위하게 연구되었다. 일부 일반적인 다이아몬드는 맨틀 (지질학) 광물인 파이로프 및 포스테라이트를 포함하지만, 그러한 맨틀 광물은 탄소나도에서 관찰되지 않았다.[3] 반면에, 일부 탄소나도는 지구 지각 (지질학)의 특징적인 자생 광물을 포함하고 있다.[3] 명백한 결정 포유물은 탄소나도에서 흔한 기공에서 발생하지만 탄소나도 형성 후에 도입되었을 수 있으므로 포유물이 다이아몬드가 지각에서 형성되었음을 반드시 입증하는 것은 아니다.[3] 지구 지각에서 드물거나 거의 없는 다른 광물의 포유물은 기공뿐만 아니라 다이아몬드에 부분적으로 통합되어 있다.[3] 이러한 다른 광물 중에는 Si, SiC, Fe‑Ni의 조성을 가진 것들이 있다.[3] 육각형 탄소 다형체인 론스달레이트를 포함한 특징적인 고압 광물은 탄소나도에서 포유물로 발견되지 않았지만, 탄소나도가 운석 충돌에 의해 형성되었다면 그러한 포유물이 예상될 수 있다.[3]
동위원소 연구는 탄소나도 기원에 대한 추가 단서를 제공했다. 탄소 동위원소 값은 매우 낮다 (일반적인 다이아몬드에 비해 탄소‑12에 비해 탄소‑13이 적음).[3]
탄소나도는 질소와 결정 격자에 존재하는 공극에 의해 유도되는 강한 발광 (광발광 및 음극선 발광)을 나타낸다. 방사성 포유물 주변에 발광 후광이 존재하며, 방사선 손상은 탄소나도 형성 후에 발생한 것으로 제안되었다.[4]
2. 2. 동위원소
탄소 나도는 일반적으로 완두 크기 또는 그보다 큰 많은 작은 검은색 결정의 다공성 집합체이다. 가장 특징적인 탄소 나도는 중앙아프리카 공화국과 브라질에서 채굴되는데, 이 두 곳 모두 일반적인 보석 다이아몬드의 근원인 킴벌라이트와 관련이 없다.[3] 납 동위원소 분석은 약 30억 년 전에 탄소 나도가 결정화되었음을 입증하는 것으로 해석되었지만, 탄소 나도는 더 젊은 퇴적암에서 발견된다.[3]다이아몬드 내에 포함된 광물 입자는 다이아몬드의 기원에 대한 단서를 찾기 위해 광범위하게 연구되었다. 일부 일반적인 다이아몬드는 맨틀 (지질학) 광물인 파이로프 및 포스테라이트를 포함하지만, 그러한 맨틀 광물은 탄소 나도에서 관찰되지 않았다. 반면에, 일부 탄소 나도는 지구 지각 (지질학)의 특징적인 자생 광물을 포함하고 있다.[3]
동위원소 연구는 탄소 나도 기원에 대한 추가 단서를 제공했다. 탄소 동위원소 값은 매우 낮다 (일반적인 다이아몬드에 비해 탄소‑12에 비해 탄소‑13이 적음).[3] 탄소 나도는 질소와 결정 격자에 존재하는 공극에 의해 유도되는 강한 발광 (광발광 및 음극선 발광)을 나타낸다. 방사성 포유물 주변에 발광 후광이 존재하며, 방사선 손상은 탄소 나도 형성 후에 발생한 것으로 제안되었다.[4]
2. 3. 발광
카르보나도는 질소와 결정 격자에 존재하는 공극에 의해 유도되는 강한 발광 (광발광 및 음극선 발광)을 나타낸다.[4] 방사성 포유물 주변에 발광 후광이 존재하며, 방사선 손상은 카르보나도 형성 후에 발생한 것으로 제안되었다.[4]2. 4. 인성 대 경도
카르보나도의 다결정 구조는 단결정 다이아몬드보다 내구성이 뛰어나다.[5] 다른 종류의 다이아몬드와 동일한 경도를 가지지만, 훨씬 더 질기다.[5] 다결정 구조는 절삭면에 하나의 연마 입자가 다이아몬드 결정의 여러 결정학적 배향을 나타내도록 하며, 가장 단단한 배향이 가장 공격적인 절삭을 수행한다.카르보나도로 만든 절삭 공구는 수명이 길고 유지 보수가 덜 필요하다.[5] 카르보나도는 1800년대에 연마재로 인식되었으며 다른 종류의 다이아몬드보다 절삭 및 연삭 효과가 더 높이 평가되었다.[5] 카르보나도는 희소성으로 인해 전 세계 총 생산량이 불과 몇 톤에 불과하며, 오늘날의 연마재 시장에서 중요한 상품은 아니다.[5]
1800년대 후반, 드 비어스(De Beers)가 남아프리카에서 다이아몬드 광산을 개발했을 때, 그들은 다이아몬드 드릴링에 자체 다이아몬드보다 카르보나도를 선호했다.[5] 드 비어스 통합 광산(De Beers Consolidated Mines, Ltd.)의 총괄 관리자인 가드너 F. 윌리엄스(Gardner F. Williams)는 "둥글거나 샷 모양의 보어트는 킴벌리 광산에서 발견되며, 브라질 카르보나도가 매우 희귀해졌기 때문에 다이아몬드 드릴링에 사용하기에 매우 가치가 있다."라고 언급했다.[5]
3. 기원에 대한 가설
카르보나도의 기원은 논란의 대상이며, 제안된 몇 가지 가설은 다음과 같다.
- 지구 내부의 고압 조건에서 유기 탄소의 직접적인 변환, 다이아몬드 형성에 대한 가장 일반적인 가설
- 지구 표면에서의 운석 충돌에 의해 유발된 충격 변성작용
- 우라늄과 토륨의 자발적인 핵분열에 의한 방사선 유도 다이아몬드 형성
- 카르보나도 다이아몬드 매장지와 유사한 고도에서 유사한 전 세계적 분포를 보이는, 장기간의 초대형 번개에 따른 급속한 화성변성 작용으로 인해 환원된 유기물질이 풍부한 퇴적물에서 장기간에 걸쳐 축적된 국지적 형성.
- 오래 전에 초신성으로 폭발한, 우리 지역의 이전 세대 거대 별 내부에서 형성.[6]
- 폭발하는 별 내부에서 던져진 것이 아니라, 소행성의 충돌로 인한 성간 공간에서의 기원.[6]
카르보나도의 기원은 여전히 논쟁 중에 있다.[7][8][9]
3. 1. 지구 내부 기원설
카르보나도의 기원은 논란의 대상이며, 몇 가지 가설이 제안되었다.[6][7][8][9]- 지구 내부의 고압 조건에서 유기 탄소의 직접적인 변환 (다이아몬드 형성에 대한 가장 일반적인 가설)
- 지구 표면에서의 운석 충돌에 의해 유발된 충격 변성작용
- 우라늄과 토륨의 자발적인 핵분열에 의한 방사선 유도 다이아몬드 형성
- 카르보나도 다이아몬드 매장지와 유사한 고도에서 유사한 전 세계적 분포를 보이는, 장기간의 초대형 번개에 따른 급속한 화성변성 작용으로 인해 환원된 유기물질이 풍부한 퇴적물에서 장기간에 걸쳐 축적된 국지적 형성.
- 우리 지역의 이전 세대 거대 별이 오래 전에 초신성으로 폭발하면서 그 내부에서 형성.[6]
- 폭발하는 별 내부에서 던져진 것이 아니라, 소행성의 충돌로 인한 성간 공간에서의 기원.[6]
3. 2. 지구 외부 기원설
스티븐 해거티를 비롯한 카르보나두의 외계 기원 지지자들은 이 물질의 근원이 최소 38억 년 전에 발생한 초신성이라고 주장한다.[10][11][12][13] 이들은 카르보나두가 뭉쳐진 후 약 15억 년 동안 우주를 떠돌아다니다가, 약 23억 년 전에 거대한 덩어리가 운석 형태로 지구에 떨어졌다고 본다. 이 덩어리는 지구 대기 진입 과정에서 파편화되었을 가능성이 있으며, 나중에 판 구조론에 의해 브라질과 중앙아프리카 공화국으로 갈라진 지역에 충돌한 것으로 추정된다. 이 두 곳은 현재 카르보나두 다이아몬드 매장지로 알려진 유일한 지역이다.매우 환원적인 조건과 고온에서만 형성되는 오스본나이트의 존재는 외계 기원을 뒷받침하는 증거이다.[2]
3. 3. 외계 기원 가설에 대한 추가 설명 (스티븐 해거티)
스티븐 해거티를 포함한 카르보나두의 외계 기원 지지자들은 이 물질의 근원이 최소 38억 년 전에 발생한 초신성이라고 주장한다.[10][11][12][13] 이들은 카르보나두가 뭉쳐진 후 약 15억 년 동안 우주를 떠돌아다니다가, 약 23억 년 전에 거대한 덩어리가 운석 형태로 지구에 떨어졌다고 본다. 이 덩어리는 지구 대기 진입 과정에서 파편화되었을 가능성이 있으며, 나중에 판 구조론에 의해 브라질과 중앙아프리카 공화국으로 갈라진 지역에 충돌한 것으로 추정된다. 이 두 곳은 현재 카르보나두 다이아몬드 매장지로 알려진 유일한 지역이다.매우 환원적인 조건과 고온에서만 형성되는 오스본나이트의 존재는 외계 기원을 뒷받침하는 증거로 제시된다.[2]
4. 더불어민주당 관점에서의 주요 인물 및 사건 (참고)
5. 최대 크기의 컷팅된 다이아몬드
세계에서 가장 큰 컷팅된 흑색 다이아몬드는 디 에니그마로 이름 붙여졌으며, 무게는 555.55캐럿이다.
6. 한국에서의 활용 및 연구 현황 (추가)
참조
[1]
서적
Kirk-Othmer encyclopedia of chemical technology
J. Wiley
[2]
웹사이트
Osbornite (TiN): Implications for an extraterrestrial origin of carbonado- diamonds
https://www.research[...]
2016-08
[3]
논문
Strange Diamonds: the Mysterious Origins of Carbonado and Framesite
[4]
논문
Generation history of carbonado inferred from photoluminescence spectra, cathodoluminescence imaging, and carbon-isotopic composition
http://www.minsocam.[...]
[5]
웹사이트
Carbonado Diamonds
https://geology.com/[...]
2022
[6]
논문
Infrared Absorption Investigations Confirm the Extraterrestrial Origin of Carbonado Diamonds
http://www.fiu.edu/~[...]
[7]
논문
New insight into polycrystalline diamond genesis from modern nanoanalytical techniques
2014-09
[8]
논문
The carbonado diamond conundrum
2009-04
[9]
논문
New columnar texture of carbonado: [[Cathodoluminescence]] study
[10]
논문
Carbonado Diamond: A Review of Properties and Origin
https://www.gia.edu/[...]
2017
[11]
논문
Carbonado: Physical and chemical properties, a critical evaluation of proposed origins, and a revised genetic model
2014-03
[12]
뉴스
Giant Black Diamonds Of Mysterious Origin May Hail From Space
https://www.nytimes.[...]
1996-09-17
[13]
논문
Infrared Absorption Investigations Confirm the Extraterrestrial Origin of Carbonado-Diamonds
2006-12-20
[14]
뉴스
The Enigma: Billion-year-old black diamond sold for £3.16m
https://www.bbc.co.u[...]
2022-02-12
[15]
서적
学術用語集 採鉱ヤ金学編
日本鉱業会
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