*본문의 다른 곳으로의 복제 또는 복사를 금합니다.

2009. 04. 03



핑크와 옐로 사파이어 중의 베릴륨

Andy Shen, Shane McClure, and Ken Scarratt
GIA Laboratory, Carlsbad and Bangkok (April 3, 2009)
원문 출처 : http://www.gia.edu/


번역: 박광석(GG-GIA, 젬월드보석연구원장)



순수한 커런덤은 산화알루미늄(Al2O3)으로만 구성되어 있다. 그러나 자연에서 이 광물은 항상 불순물로서 극미량의 다른 원소들을 포함하고 있다. 예를 들면 천연 비처리 사파이어는 그들이 형성된 광상의 타입에 따라 대략 수 백에서 수 만 ppm의 철과 티타늄이 포함될 수 있다. 그렇지만 최근까지 베릴륨(Be)은 비처리 커런덤에 기록되어 있지 않았다. 그 때문에 커런덤 중의 어떤 Be이라도 베릴륨 처리의 징후였다.

2006년에, 우리는 500개의 사파이어(Shen et al., 2007)의 종합적인 검사를 하여 한 지역에서 높은 가변성의 Be이 집중된 17개의 사파이어를 발견했다. 이것은 잘 알려진 베릴륨 처리된 돌에서 얻은 결과와 일치하지 않았다. 이 예외적인 것 중 하나는 열처리의 증거가 확실한 2.6 캐럿 라운드 브릴리언트 커트의 블루 사파이어였다. 거들 상의 몇 군데를 LA-ICP-MS(레이저 절삭 유도 결합 플라스마-질량 분석 측정법)로 분석하여 어디에서나 본질적으로 발견되는 Be이 아니라 각진 돌 내부에 유백색의 클라우드에서 13.3 ppmw(무게 비로 사용된 ppm값)까지의 집합된 Be이 발견되었다. 클라우드에서는 어느 Be-확산된 샘플에서도 보이지 않는 니오븀(Nb)과 탄탈룸(Ta)이 한결같이 높은 농도를 나타내었다. 우리는 Be의 근원이 클라우드일 것이라는 확신과 베릴륨의 불규칙한 분포와 Nb와 TA와의 관련이 자연적으로 발생된 베릴륨을 확인하는데 사용될 수 있다는 결론을 내렸다.

그 이후, 우리들은 사파이어의 다른 색에서도 베릴륨을 검출할 수 있었고, 어떤 것들은 그들이 클라우드와 결합을 하거나 또는 Be-Nb-Ta의 결합 때문이었으며, 어느 쪽이든 자연적으로 발생되었다는 것을 확인할 수 있었다.

그림 1의 열처리된 퍼플리시 핑크 사파이어 (6.3 캐럿)에서, 우리는 다음과 같은 보석학적 소견을 기록하였다: 레이스상의 테가 있는 원반상 프랙처, 육각형 성장을 보이는 핑크색 컬러 조닝, 클라우드가 황색을 띠며 보이던 큐릿 부근에서 클라우드에 의해 둘러싸여 있는 블루 존, 그리고 거들 위 또는 주변의 희미한 약간의 클라우드. LA-ICP-MS 분석은 거들 전체 주위에서 0 ppmw(측정 한계 이하)에서 5.6 ppmw까지 Be 범위를 나타냈다. 가장 높은 Be 농도는 클라우드와 관련되어 있었다. 화학적인 데이터가 도표에 그려졌을 때 명백한 Be-Nb-Ta-Ti의 상호 관계가 관찰되었다. (그림 2) 이것은 천연 기원의 Be과 일치했다.

이 Be-Nb-Ta의 상호 관계는 블루와 핑크 사파이어에는 아름다움을 주지만, 다른 컬러에는 적용되지 않을지도 모른다. 그림 3의 중량 ~12 캐럿의 열처리 옐로 사파이어에는 돌 전체에 미세 입자로 형성된 클라우드의 매우 많은 단면이 보였다. 옥화메틸렌에 돌을 침적시켜 보면 직선적 또는 각진 성장과 옐로와 블루의 컬러 존이 조합되어 있었다. 돌의 거들 주변 12군데를 LA-ICP-MS로 조사했다. 이 중 10군데에서 Be이 검출되었다. 서로 인접한 2군데에서는 나타나지 않았으며, 이들은 가장 낮은(0.47 ppmw) Be의 농도가 나타난 지점과 교대로 인접해 있었다. 다른 모든 지점에서는 0.178 ppmw 또는 그 이상의 Be 농도가 나타났다. Nb와 Ta는 역시 낮은 농도(각각 0–0.04 및 0–0.12 ppmw)로 존재했으나, 이들과 Be과의 상호 관계는 우리가 예상한 것과 정반대였다. 이들 원소의 가장 높은 농도는 전혀 나타나지 않은 두 군데를 포함하여 Be의 양이 가장 낮은 지점에서 발견되었다. 그렇지만 흥미로운 것은 블루 사파이어에서 Be-Ta와 Be-Nb에서 발견한 상호관계(그림 4)와 동일한 유형인 지르코늄(Zr) (0–3.2 ppmw)과 하프늄(Hf) (0.05–0.4 ppmw)의 직접적인 상호관계였다. 게다가 일부 지점에서는 ~0.08 ppmw의 텅스텐(W)이 나타났다.

이 황색 돌은 특히 Be-Nb-Ta의 상호 관계가 이 돌에 전혀 존재하지 않을 때 이들 원소(Be-Zr-Hf-W)의 연관성을 확실히 이해할 수 없었기 때문에 당혹스러웠다. 검사 지점 두 군데에서 베릴륨이 전혀 발견되지 않았다는 사실은, 표면 등각 컬러 조닝이 존재하지 않으므로 Be-확산된 돌이라는 데는 반론을 제기한다. 이것은 천연적인 Be의 발생에 의한 것으로 보인다. 그러나 블루 사파이어에서 보아왔던 어떤 샘플과도 달랐다.

Be-Zr-Hf-W와 같은 원소의 추가 연구와 화학적 특성 분석, 특히 오렌지에서 옐로 사파이어에 대한 분석을 GIA 감정소에서 행하고 있다.

Reference
Shen A., McClure S., Breeding C. M., Scarratt K., Wang W., Smith C., Shigley J. (2007) “Beryllium in Corundum: The Consequences for Blue Sapphire.” GIA Insider, Vol. 9, Issue 2 (January 26, 2007)


 
그림 1. 이 6.3 캐럿의 퍼플리시 핑크 사파이어는 우리 감정소가 Ta와 Nb와 함께 천연적인 Be을 이 컬러에서 발견한 최초의 것이다.


그림 2. Nb vs. Be와 Ta vs. Be의 도표로 Be-Nb-Ta의 명백한 상관관계를 보여준다.
 
그림 3. 이 12캐럿의 옐로 사파이어는 불균일한 Be의 분포를 지니고 있다. 그러나 그것은 블루 사파이어와 그림 1의 핑크 사파이어에서 나타나는 Be-Nb-Ta의 상관 관계는 가지고 있지 않다. 그렇지만 Be의 농도는 Zr과 Hf와 분명히 서로 관련되어 있다.

 
그림 4. Zr vs. Be와 Hf vs. Be의 도표. 명백히 Zr-Be와 Hf-Be는 서로 관계가 있다. 그러나 Nb-Be와 Ta-Zr는 그렇지 않다.



 

원문 받아보기





windows XP를 쓰시는 분은 2010/01/16 심규화 3041
28 합성의 기원이나 타입을 구분하는 장비 2018/09/07 심규화 668
27 보석 수정 & 투어멀린 2018/09/07 심규화 577
26 보석감별서 및 진주감별서 2018/06/12 심규화 740
25 영문감별서 2018/06/12 심규화 674
24 보석감별서 2018/06/12 심규화 766
23 진주감별서 2018/06/12 심규화 677
22 보석 흔히 볼 수 없는 정삼각형 내포물 2018/06/01 심규화 316
21 GIA iD100 2018/05/22 심규화 1416
20 보석 믿을 수 있는 다이아몬드 2017/03/10 심규화 912
19 보석 새로운 염색 퍼플 오팔 2012/03/03 박광석 5062
18 보석 다이아몬드 형광성 2010/11/29 심규화 4548
17 규정 AGL(일본보석감별단체협의회) 진주 규정집 2004년도판 2010/11/08 박광석 3672
16 보석 윈자 루비냐구요? 죄송합니다, 내 이름은 로도나이트예요! 2010/01/16 박광석 7558
15 보석 모잠비크 니아사(Niassa) 지역의 루비 2010/01/16 박광석 9624
14 보석 핑크와 옐로 사파이어 중의 베릴륨 2010/01/16 박광석 6931
13 규정 AGL(일본감별단체협의회) 규정집 2004년도판(PDF)-번역판 2010/01/16 박광석 2547
12 규정 연마된 다이아몬드 감정 KS 규격(안) 검토본 - part 2 2010/01/16 박광석 2001
11 규정 연마된 다이아몬드 감정 KS 규격(안) 검토본 - part 1 2010/01/16 박광석 2136
10 규정 보석 용어 통일(안) K-Z 2010/01/16 박광석 3665
12