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2009. 04. 16

모잠비크 니아사(Niassa) 지역의 루비
예비 조사
(First released: March 22nd 2009, last update: April 16th 2009)
Vincent Pardieu and Jitlapit Thanachakaphad
GIA Laboratory, Bangkok
원문 출처 : http://www.gia.edu/



번역 : 박광석(G.G-GIA, 젬월드보석연구원장)
 

 

그림 1: 모잠비크의 니아사 주에서 채굴되었다고 생각되는 비가열 패싯티드 루비 및 원석 루비. 패싯티드 스톤의 중량은 0.9캐럿에서 5.4캐럿. 앞줄 오른쪽의 오벌 스톤은 탄자니아의 윈자(Winza)에서 산출된 것으로 생각된다. Stones courtesy: J&W Gems. Photo: V.Pardieu




서론:

지난 수개월 동안, “모잠비크(Mozambique)”라 보고된 새로운 루비가 방콕과 찬타부리 시장에 나타났다. 태국, 탄자니아 및 모잠비크에서 일부 문의가 있은 후 이 새로운 재질은 북부 모잠비크에서 유명한 니아사 공원 근처 지역에서 온 것이라 생각된다.


 


 

그림 2: 니아사 주는 탄자니아 경계에 있는 모잠비크의 북서부에 위치해 있다. 이 새로운 루비 광상은 루비, 사파이어, 가닛, 스피넬, 에메랄드, 탄자나이트 등을 생산하는 많은 주요 보석 광상이 있는 복합적인 지질학적 지역인 동아프리카의 유명한 “모잠비크 벨트”에 속해 있다고 생각된다. 많은 동아프리카 보석들이 태국의 방콕으로 수출된다. 그 때 저자는 처음 그들의 일부를 보았다. Map: V.Pardieu/GIA Laboratory Bangkok, 2009

2008년 10월 말에 탄자니아의 중개상 아브두 움셀렘은 필자(VP) 중 하나에게 윈자(Winza) 스톤과 아주 유사하지만 아마도 탄자니아 남부에 있는 또 다른 산지에서 산출된 것이라 추정되는 약간의 새로운 미지의 재질을 제공하였다. 윈자 광산 지역 가까이 위치하고 있는 움프와프와(Mpwapwa) 보석시장에서 구할 수 있었다고 알려왔다. 움셀렘은 탄자니아의 몇몇 보석 딜러들이 최근에 이 스톤을 얻기 위해 송게아(Songea)와 남툼보(Namtumbo)를 여행하기 시작했다고 알려왔다. 11월 말, 추가적인 조사로, 움셀렘은 유명한 니아사 국립공원을 접경한 지역에 있는 모잠비크 북부 니아사 주의 수도인 리칭가(Lichinga) 근처 모잠비크의 새로운 광상의 위치를 알 수 있었다.

소문에 의하면 윈자로부터의 루비 공급이 충분하지 않게 됨에 따라, 움프와프와에 구매 사무실을 가지고 있는 태국 및 스리랑카의 보석 딜러들은 이 새로운 재질을 환영하고 있다. 수 주 이내에 VP(저자 중 1인)는 새로운 물질뿐만 아니라 좀 더 전통 있는 송게아와 툰두루의 보석까지도 사기 위하여 몇 명의 주요 바이어가 그들의 사무소를 움프와프와에서 송게아로 옮기는 동안 많은 윈자의 광부들이 새로운 광상으로 옮겼다고 알려왔다.

2008년 12월에 VP(방콕 GIA 감정소의 Field Gemology의 감독관)는 탄자니아로부터 움셀렘이 알려온 새로운 루비를 찾아내어 연구하기 위하여 찬타부리와 방콕 보석시장을 방문했다. 모잠비크 기원이라 생각되는 몇몇의 루비 파셀은 발 빠른 시장 상황을 연구할 수 있었고, “모잠비크 루비”라고 보고된 가열되지 않은(비가열) 루비 10개를 실험하기 위해 방콕 GIA 감정소로 가져 갈 수 있었다. 이 돌들은 찬타부리에서, VP가 윈자 루비 광상을 방문 중이던 2008년 4월에 만났던 A&W 젬스 컴퍼니(www. winzaruby. com)의 윌라완 통탐에 의해 제공되었다. 최근의 보고서는 태국 시장에서 고른 이들 루비의 사전 연구이다. 이 결과는 물론 현장에서, 산지에서 장래에 모아질 샘플의 연구에 의해 확증될 필요가 있을 것이다. 현재 참조 표본을 모으기 위해 방콕 GIA 감정소는 모잠비크의 새로운 니아사 광산 지역과 동아프리카의 흥미로운 다른 산지의 탐사를 준비하고 있다.

2009년 3월 5일, 인터넷 http://allafrica.com/stories/200903050910.html의 기사는 루비 광산으로 모잠비크의 니아사 지역이 최근 중요하게 되었다는 공식 견해를 밝혔다. 이것은 니아사 주에서의 비합법적인 루비 채광이 모잠비크의 광산자원개발국(Mozambique Ministries of Mineral Resources and of the Interior)의 "채광 법률과 그 주된 제약의 이행(Implementation of Mining Legislation and its Main Constraints)"에 의해 편성된 마푸토(Maputo) 회의의 안건이었다고 보고(2009년 3월 5일)되었다. 또한 모잠비크 정부는 국립 지질청(National Directorate of Geology)에서 팀을 보내 루비 광상의 크기를 설정하고 얼마의 돌이 비합법적 채광자와 거래자에게 빼돌려졌는지를 움사위제(M'sawize)에서 조사를 시작했다고 보고했다.

새로운 채광 지역이 니아사 지역에 위치하고 있기 때문에, 우리들은 이 리포트에서 일반적으로 거래 시 “모잠비크 루비”라 불렀던 이 보석의 기술(記述)을 줄여서 “니아사 루비”로 사용하기로 결정했다. 사실 모잠비크란 명칭은 보석이 풍부한 모잠비크 벨트 내의 다른 지역도 있는 만큼 필시 “모잠비크 루비”의 사용은 그들 각각의 주 루비 광상과 장래 혼동될 가능성이 있으며, 한편으로는 “니아사 루비”란 명칭의 사용이 유명한 니아사 국립공원과 함께 아름다운 보석을 연상하도록 하는 것은 재미가 있다.

태국 보석 시장에서의 니아사 루비의 입수
모잠비크의 니아사 지역에서 보고된 루비는 가열되지 않은 돌로서 방콕과 찬타부리에서 구할 수 있다. 그러나 플럭스 가열 또는 납유리 충전된 재질 어느 쪽이나 마찬가지로 구할 수 있다. 윈자 스톤과 달리 낮은 품질의 니아사 재질은 원석의 질에 따라서 플럭스를 사용하든 납유리 기술을 사용하든 열처리가 적합하다고 생각된다. 양쪽 모두 태국 보석시장에서 VP가 보여준 처리된 돌은 약속이나 한 듯이 매력적이었다. 0.5에서 약 3캐럿의 패싯티드된 비가열의 돌과 15캐럿 또는 그 이상의 가열된 루비를 시장에서 볼 수 있었다. 유리 충전된 돌도 20캐럿 또는 그 이상을 구할 수 있었다. 더 큰 돌 또는 최고 50 캐럿까지 가열되었다고 보고되었으나 저자는 그들을 연구할 기회를 갖지 못했다. 저품질의 재질을 태국의 처리 기술(플럭스 또는 납유리)을 사용하여 매력적인 돌로 바꿀 수 있다는 사실은 광산업자들이 적은 퍼센트의 고품질 재질 시장뿐만 아니라 나머지 생산품의 시장도 찾을 수 있다는 의미이기 때문에 광산업자들은 좀 더 일정한 수익을 얻을 수 있고 장기간 채광 활동을 유지할 수도 있어 광상의 미래는 밝다고 볼 수 있다. 조건은 때때로 발견될 예외적인 돌의 존재가 있을 때일 것이다.

시장에 나온 원석 샘플의 연구는 흥미로웠다. 니아사에서 보고된 원석은 눈에 띄는 결정면은 드물고 깨진 결정이 주를 이루고 있었으며, 대부분의 돌은 심한 프랙처가 있고 또한 물의 작용으로 매끈해지거나 충적 및 현무암 관련 타입 광상의 전형인 용융되었던 형태의 돌은 없었다. 한 태국 딜러는 사실 이 새로운 광상은 몇 군데의 다른 지역으로 구성되어 있고 실제로는 새로운 광상이 아니라고 VP에게 알려왔다. 그는 이 광상이 수 년 동안 알려져 있었으나 최근 윈자 루비가 흥미를 끌면서 니아사 지역에서 이들 루비가 “재발견”된 이유가 된 것이라고 말했다. 얼핏 보면 이 돌은 윈자산 재질과 아주 유사하게 보인다.

 


그림 3: 모잠비크(니아사) 지역에서 산출되었다고 보고된 7에서 15캐럿 범위의 납 유리 충전 루비를 방콕 시장에서 볼 수 있다. Stones courtesy: Mahiton Thondisuk, Photo: V.Pardieu

니아사 루비 재질의 보석학적 기술(記述)
A&W 젬스 컴퍼니에 의해 제공된 10개의 비가열 루비는 저자가 있는 방콕의 GIA 감정소에서 보석학적인 연구가 행해졌다. 돌의 비가열 특성은 현미경 검사와 분광광도계에 의해 입증되었다.

연구에 사용된 재질은 핑크에서 적색 그리고 어두운 적색이며, 또한 태국 시장에서 볼 수 있는 니아사 루비의 대표적인 것들이었다. 이들은 가끔 톤이 어두웠으나, 일부의 돌은 매우 매력적으로 밝은 적색이었으며 깨끗했다. 니아사 루비를 윈자 루비(때때로 니아사 루비와 섞여 있는)와 비교해보면 대개 투명도가 떨어졌다. 아마도 실크 내포물 때문일 것이다. 윈자 재질에서 일반적인 특징인 블루 컬러 조닝은 지금의 니아사 샘플에서는 눈에 띄지 않았다.

일반적으로 말하자면 니아사 루비의 시각적인 외관은 태국-캄보디아산 보석 및 탄자니아의 윈자와 움바산, 케냐의 바링고와 심바산, 그리고 마다가스카르와 말라위산과 같이 철이 풍부한 동아프리카산 루비를 연상시킨다.

따라서 니아사 지역에서 산출된 루비는 철이 부족한 대리암 타입의 광상인 케냐의 차보 지역 또는 탄자니아 모로고로 주의 마헹게와 마톰보 지역과 같은 동아프리카산과 그 외의 대리암 타입의 광상인 버마산, 베트남산, 아프가니스탄산, 파키스탄산, 네팔산과 같은 히말라야 조산대에서 산출된 것과 쉽게 구분된다.

화학적 성질
니아사 지역에서 산출된 루비의 화학적 성질은 EDXRF (에너지 분산형 X-선 형광검사)를 이용하여 분석하였다. 사용된 기구는 Thermo Electron사의 모델명 Quant’x이였으며, (이론상의) 기본적인 매개변수와 커런덤 내부의 원소 표준을 사용하여, Ti, V, Cr, Fe, 및 Ga만을 분석하였다.

얻어진 양적인 데이터는 그들의 생성 유형을 어느 정도 간파할 수 있게 하였고, 이들 니아사 루비의 산지 기원 결정을 하는데 도움을 주었다. 이들의 화학적 특성은 탄자니아의 윈자에서 산출된 루비에서 확인된 것과 아주 유사한 높은 수준의 철과 낮은 수준의 Ga, Ti 및 V의 특성을 나타내었다.

핑크에서 핑크를 띤 적색 및 밝은 적색의 약간 차이가 있는 색의 니아사 루비라 전하는 3개의 돌에 대한 Ti, V, Cr, Fe 및 Ga의 농도를 표 1, 표 2, 및 표 3에 기술하였다.

표 1: 핑크색의 니아사 루비, 2.326cts
 
 

표 2: 어두운 핑크를 띤 적색의 니아사 루비, 2.28cts
 


표 3: 밝은 적색의 니아사 루비, 0.956cts

 


자외선 형광
10개의 루비를 365nm 및 254nm 양쪽 모두가 방사되는 UVP, UVLS28 EL 시리즈, 8와트, UV 램프를 사용하여 단파와 장파 자외선 양쪽 하에서 관찰하였다. 그 반응은 태국/캄보디아, 마다가스카르, 말라위, 케냐 및 탄자니아와 같이 많이 알려진 광상에서 산출된 철이 풍부한 루비와 유사했다. (표 4 참조)

표 4: 장파 및 단파 자외선 형광
 


UV
VisNIR 분광기
UVVisNIR 스펙트럼은 Perkin Elmer Lambda 950 UV/Vis 분광기와 그에 적합한 부속물을 사용하여 방콕 GIA 감정소에서 선별된 10개의 샘플을 연구했다. 스펙트럼은 465/480nm와 560nm의 주위에 Cr3+흡수 밴드와 함께 크롬과 철의 흡수선이 우세했다. (그림 4)

468, 475 및 476에서의 흡수는 “B” 라인으로 알려져 있다. (Emmett, 2009) 그들은 스핀 궤도 상호작용과 삼방 마당에 의해 세 가지 요소로 나누어질 수 있는 2T2g 수준의 Cr3+의 기저 상태로부터 흡수된 결과이다. (그림 5)

388nm 주위의 흡수 피크는 단 하나의 Fe3+이온의 흡수와 관계가 있다. 게다가 스펙트럼은 일반적으로 윈자 재질을 관찰했을 때와 같이(Schwarz D., 2008) 600nm 주위를 시작으로 UV 에지를 향하여 증가하는 강한 “바탕 흡수(background absorption)”를 나타내었다. 694nm에서 크롬 “이중선”이 모든 스펙트럼에서 보였다.
 


그림 4: 모잠비크 니아사에서 산출된 원석 루비의 전형적인 UV‐Vis 스펙트럼


그림 5: UV‐Vis: 일부 양호한 이색성에서 보이는 475‐476nm 주위의 Cr3+와 연관된 피크의 상세

적외선 분광광도계

적외선 스펙트럼은 Thermo Nicolet 6700 FTIR1과 그에 적합한 부속물을 사용하여 수집하였다.

대부분의 비가열 니아사 루비에서 우리는 3081cm1 and 3312cm1 주위에 존재하는 커다란 2개의 흡수 밴드를 연구했다. (그림 6) 이들은 시험된 니아사 루비에 쌍정면과 같이 조합된 가로 지른 관상 내포물에 있는 뵈마이트(boehmite)의 존재에 기인한 것이라고 생각된다. 이러한 뵈마이트와 관련된 IR 스펙트럼의 존재는 이 돌이 가열되지 않았다는 좋은 지표이다. 그렇지만 깨끗한 재질에서는 3309cm1에서 작은 피크만 기록되었다. (그림 7)


 

그림 6: 쌍정면과 함께 뵈마이트로 채워진 가로 지른 튜브가 조합된 타입의 내포물이 있는 니아사 루비의 FTIR 스펙트럼


 

그림 7: 2.326캐럿의 가열되지 않은 핑크를 띤 니아사 루비의 FTIR 스펙트럼의 상세

일반적으로 비가열 윈자 재질에서 보이는 3160cm1에 피크를 밝은 적색의 돌에서 찾았다는 것은 주목할 만큼 흥미로웠다. (Schwarz, 2008, Schwarz D., 2008) 이 돌(그림 1 참조)은 가시적인 내포물이 없고 화학적 특성도 윈자 루비 범위 내에 들어 있었다. 윈자와 니아사 루비 모두 탄자니아의 같은 거래소에서 거래되고 있으며 또한 태국에서 분류 및 연마가 되므로, 모잠비크의 니아사 지역에서 산출되었다고 기록된 파셀 안에 윈자 루비가 존재하는 것은 그리 새삼스러운 일은 아니다.

돌의 소유자인 A&W 젬스 컴퍼니의 윌라완 통탐은, 탄자니아의 거래소에서 보석을 다른 지역에서 온 많은 광산주나 중개상으로부터 그녀의 아버지가 구매한 것으로, 그 때 일반적으로 실제 산지를 기준하기보다는 외형이나 타입에 의해 분류된다는 것을 확인해주었다. 따라서 VP가 GIA의 제몰로지스트가 제공된 돌 중 하나가 니아사산이 아니고 윈자산일지도 모른다는 의심을 갖고 있다고 그녀에게 말했을 때 그녀는 놀라지 않았다.

이것은 보석 시장에서 연구를 위한 견본을 수집할 때, 보석학 연구소가 직면하는 어려움을 설명한다. 이것은 위험 없이 할 수 없으며 아직은 실제로 광산 지역을 방문하는 것이 신뢰할만한 자료를 수집하는 가장 좋은 해결책이다.

확대 검사
확대 검사는 찬타부리와 방콕 시장에서는 10배의 GIA 암시야 루페를 사용하였고, 방콕 GIA 감정소에서는 10배에서 65배 사이로 확대되는 다양한 GIA Gemolite 현미경이 사용되었다. 이 연구에 제출된 인클루전 사진은 GIA Gemolite 현미경 위에 장착한 니콘 Coolpix 4500 디지털 카메라를 사용하였다.


니아사 루비에 대해 보고할 수 있는 최초의 포괄적인 특징은 이 돌이 아시아나 아프리카에서 산출된 철이 부족한 대리암과 연관된 루비와는 아주 다르게 보이며, 또한 태국, 캄보디아 및 케냐에서 산출된 돌과 같은 전통적으로 철이 풍부한 현무암과 관련된 루비와도 완전히 다르다는 것이다. 그러나 니아사 루비는 탄자니아의 윈자와 움바 및 말라위의 침와드줄루 같은 동아프리카 광상에서 산출된 변성 기원의 루비와 일부 유사성을 가지고 있다.



“모잠비크 루비”라고 태국 시장에서 제공된 돌에는 니아사 지역에서 산출된 기원이라 할 수 있는 일정한 컬러 분포, 실크와 힐링되지 않은 피셔가 가장 일반적으로 존재했으나, 지금까지 저자가 보거나 연구한 것에는 스타 루비는 없었다. 실크는 니아사 루비에서 관찰할 수 있는 흥미로운 것이다. (그림 8, 그림 9 및 그림 10 참조) 그것은 아시아 또는 아프리카 광상에서 산출된 대리암 타입 루비에서 볼 수 있는 실크와는 다르지만, 일부 산지의 철이 풍부한 루비에서 볼 수 있는 것과 아주 유사하다. 침상은 60, 120도의 패턴으로 배열되어 있으며, 보통 불완전하고, 폭이 넓고, 길거나 짧게 보이며, 일반적으로 일부 현무암과 관련된 루비에 존재하는 얇은 필름을 연상시키는 좋은 형태의 이리디센스를 나타내는 퍼지고 얇은 육각형 소판을 볼 수 있다.



많은 힐링되지 않은 피셔는 보통 깨끗했으며, 충적 타입의 광상에서 산출되는 많은 보석에서는 관찰되지 않는 전형적인 철분으로 착색된 것도 관찰된다. 

쌍정면(그림 18 참조)은 매우 일반적으로 발견되며, 뵈마이트로 채워진 교차 튜브와 조합되어 있다. 결정 내포물은 매우 드물며, 제공된 2개의 샘플을 연구하는 동안 라만 분광광도계를 사용해서도 그들을 식별할 수 없었다. (그림 17, 그림 11 참조) 이차적으로 힐링된 피셔는 일부의 샘플에서 피셔 면에 튜브상의 네거티브 크리스털이 간혹 결합되어 있었다. 이차적인 힐링 피셔 대부분은 타지키스탄산의 루비 또는 카슈미르산 사파이어에서 볼 수 있는 장미 모양과 유사하게 c축과 수직으로 배열되어 있다. 다상(多相) (아마도 다결정 물질)을 포함한 네거티브 크리스털(그림 16, 그림 17 참조)을 보는 것은 흥미롭다.



확대 검사는 윈자와 같이 다른 광상에서 산출된 철이 풍부한 루비로부터 니아사 루비를 구분할 때 유용한 수단으로 생각된다. 포토 갤러리(그림 8에서 그림 19)로 니아사 루비의 최초 기술(記述)을 마치며, 언젠가 이 지역으로부터 입증할 수 있는 재질을 얻을 수 있고 그리고 연구할 수 있다면 앞으로 좀 더 광범위한 자료를 발표할 것이다.

비가열 니아사 루비 내포물 포토 갤러리
 
그림 8: 2.374 캐럿의 비가열 니아사 루비 중의 실크 내포물 (암시야조명, 64x) Photo: V.Pardieu



 
그림 9: 힐링되지 않은 피셔와 부분적으로 (아마도 천연 기원의) 건조한 이물질로 채워진 피셔가 조합된 내포물이 있는 1.054 캐럿의 니아사 비가열 루비 중의 실크 내포물 (암시야조명, 40x) Photo: V.Pardieu

 
그림 10: 비가열 2.326 캐럿의 니아사 루비 중의 실크 내포물. 그것은 신장되었거나 짧게 퍼진 판상의 육각형이거나 길거나 짧은 침상으로 명확히 구성되어 있다. (암시야조명, 50x) Photo: V.Pardieu

 
그림 11: 2.280캐럿의 니아사 비가열 루비 중의 실크와 조합된 알려지지 않은 2개의 무색 투명한 자형(自形) 결정과 힐링 피셔. (암시야조명, 30x) Photo: V.Pardieu

 
그림 12: 1.510캐럿의 비가열 니아사 루비 중의 암시야조명 하에서 본 힐링 피셔. (30x) 왼쪽에 네거티브 크리스털과 2차적인 힐링 피셔가 조합되어 있는데 주목. Photo: V.Pardieu


 
그림 13: 같은 돌을 같은 위치에서 이번에는 섬유광조명을 사용했다. (30x) c축에 수직으로 배열된 소립자의 집합 및 니들이 지금은 가시적으로 명확하다.


 
그림 14. 2009: 네거티브 크리스털의 단면이 2차적인 힐링 피셔와 조합되어 있는 1.510 캐럿의 비가열 루비. (암시야조명, 30x) Photo: V.Pardieu

  
그림 15: 1.510캐럿의 비가열 니아사 루비 중의 네거티브 크리스털과 c축에 어느 정도 수직으로 배열된 힐링 피셔와의 조합. (암시야조명, 30x) Photo: V.Pardieu



그림 16. 명시야조명 하에서 본 1.510캐럿의 비가열 니아사 루비 중의 네거티브 크리스털. (64x) Photo: V.Pardieu



그림 17. 이전 사진과 같은 돌을 교차 편광을 사용하여 관찰. (64x) 네거티브 크리스털은 다결정 물질로 채워져 있는 것으로 보인다. Photo: V.Pardieu



그림 18. 2.374캐럿의 비가열 니아사 루비 주의 흑색 불투명 둥그스름한 결정 내포물. (암시야조명, 64x) Photo: V.Pardieu



그림 19. 0.989캐럿의 니아사 루비 중에 보이는 쌍정면. (교차 편광조명, 40x) Photo: V.Pardieu

Acknowledgements
Special Thanks are due to Tanzanian gem broker Abdul M’sellem, Eric Saul from Swala Gem Traders company (Tanzania) for their collaboration, to Wilarwan Thongtham from A&W Gems Company and Mahiton Thondisuk (Thailand) to have provided some information and samples for this study.
Many thanks also to Ken Scarratt and Dr. John Emmett for their support.

References
Emmett, J. E., (2009). V. Pardieu, "B" lines
Schwarz, D., Pardieu, V., Saul, J.M., Schmetzer, K., Laurs, B.M., Giuliani, G., Klemm, L., Malsy, A.K, Erel, E., Hauzenberger, C., Du Toit, G., Fallick, A.E., Ohnenstetter, D. (2008) Rubies and Sapphires from Winza. Central Tanzania. Gems&Gemology.44.4.
Schwarz D., P. V., Saul J.M., Schmetzer K., Laurs B.M., Giuliani G., Klemm L., Malsy A.K, Erel E., Hauzenberger C., Du Toit G., Fallick A.E., Ohnenstetter D. (2008) Rubies and Sapphires from Winza. Central Tanzania. Gems&Gemology.44.4.




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