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스피넬
스피넬(尖晶石, Spinel)은 알루미늄과 마그네슘의 산화물로 이루어진 팔면체의 결정질 광물이다. 첨정석이라고도 한다. 화학 성분은 MgAl₂O₄이다. 순수한 것은 보석으로 쓰인다. 분홍색인 것은 루비와 마찬가지로 변성작용을 받은 석회암에서 산출되며, 모암의 분해에 의해 사광으로 되어 있다. 미얀마·스리랑카·인도 등이 주산지이며, 분홍색 외에 무색·보라색·청색·황색 등을 띤다.
개요
스피넬은 알루미늄과 마그네슘 산화물로 이루어진 등축정계 결정형을 가지는 광물로 보석으로도 사용된다.
넓은 뜻의 스피넬은 이 족(族)의 총칭으로 사용된다. 알루미늄과 마그네슘 산화물 ( MgAl₂O₄)로 이루졌으며 등축정계 결정형을 가지는 광물로 불순물이 없는 순수한 결정은 보석으로 사용된다. 첨정석이라고도 부르며 보통은 다이아몬드와 같은 팔면체의 결정을 이루고, 흔히 스피넬식 쌍정(雙晶, twin)을 나타낸다. 때때로 입상으로도 산출된다. 쪼개짐(cleavage)은 없고, 조개가 깨진 것 같은 모양의 패각상단구(貝殼狀斷口)를 나타낸다. 굳기는 8로 매우 단단하며, 금강석(diamond), 커런덤(corundum), 금록석(chrysoberyl) 다음으로 단단하여 황옥과 거의 같은 굳기를 가진다. 비중은 3.5∼4.2이다. 미량의 불순물 원소에 의해 색이 달라져 붉은색, 분홍색, 주황색, 보라색, 황색, 청색, 녹색, 갈색 등 여러 가지 색이 있다. 흔히 철 (Fe), 크로뮴(Cr) 등을 함유하여 검은색이나 갈색을 띤다. 투명하거나 반투명하고, 유리광택이 강하게 나타난다. 긁었을 때 보이는 조흔색은 흰색이다. 순도가 높아 아름다운 것은 보석으로 사용되며, 특히 분홍색의 투명한 것을 1급 보석으로 다룬다. 현재까지도 스피넬과 루비를 구분하는 일은 매우 어려우며, 붉은 스피넬은 루비와 푸른 스피넬은 사파이어와 같은 보석으로 취급할 정도로 귀하다. 심지어 산출되는 광산마저도 루비와 같다. 보통 석회암 또는 고회암의 접촉대(接觸帶)에서 산출되는데, 때로 사력(砂礫) 중에 사석(砂石)으로서도 생산되다.
첨정석은 라틴어로 가시를 의미하는 'spina' 에서 유래했거나 불꽃을 의미하는 붉은색과 주황색을 의미하는 그리스어 'spark'에서 유래했다고 알려진다. 근래들어 인조 보석으로 합성된 것이 나오고 있지만, 대부분 크기와 색상을 일관성있게 생산하기가 어려워 상업적 가치가 크지 않다. 푸른 빛을 띠는 첨정석은 블루스피넬이라고 하여 3월의 새 탄생석으로 알려져 있다.
구조 및 화학조성
산소가 입방 조밀 쌓임(cubic close packing) 방식으로 배열되어 있고, 산소 사이 간극의 일부를 Mg과 Al이 점유하여 Mg이 산소 4개로 둘러싸인 사면체, Al이 산소 6개로 둘러싸인 팔면체 배위다면체가 형성된다. AlO₆ 팔면체들이 모서리를 공유하며 연결되고, 그 사이에 SiO₄ 사면체가 꼭지점을 공유하며 결합되어 등축정계(4/m 3‾ 2/m)의 스피넬 구조가 형성된다. MgO 28.2%, Al₂O₃ 71.8%로 구성되며, Mg이 Fe²⁺, Zn²+, Mn²⁺으로, 그리고 Al이 Fe³⁺, Cr³⁺으로 치환되어 자철석(Fe²+Fe₂³⁺O₄), 크롬철석(FeCr₂O₄), 허시나이트(FeAl₂O₄, hercynite) 등 여러 광물과 고용체 계열(solid solution series)을 형성한다.
특성
스피넬은 대개 팔면체의 결정으로 산출되며{111} 쌍정이 흔하다. 녹색, 갈색, 흑색, 적색, 청색 등의 다양한 색상으로 산출되나, 조흔색은 백색이다. 유리광택을 보이며, 대개 반투명하나 투명한 결정도 있다. 쪼개짐(벽개)이 없으며, 패각상 또는 불평탄 면을 드러내며 깨진다. 경도는 7.5-8, 비중은 3.56이고 자성이 없다. 광학적으로 등방성이며 굴절률은 1.718이다.
생성환경
스피넬은 접촉변성작용을 받은 석회암, 백운암, 실리카가 부족한 이질암에서 고온성 광물로 산출된다. 접촉변성석회암에서는 금운모, 자류철석, 콘드로다이트(chondrodite), 흑연과 함께 발견된다. 그 외 스피넬은 페리도다이트(peridodite) 계열의 Mg이 풍부한 초염기성 암석에서 부성분 광물로 산출된다. 스피넬은 경도가 커서 자갈 형태로 사파이어 등과 함께 하천의 사광상에서 산출된다. 스리랑카, 태국, 미얀마에서는 보석 품질의 스피넬이 사광상에서 채굴된다.
용도
내부가 깨끗하고 아름다운 색상의 스피넬은 보석으로 사용된다. 보석 스피넬은 적색, 분홍색, 주황색, 청색, 자주색 등의 다양한 색상으로 산출된다. 전통적으로 루비와 색상이 매우 유사한 적색 스피넬이 보석용으로 가장 선호되었다. 적색 스피넬을 발라스 루비(balas ruby) 혹은 루비 스피넬(ruby spinel)이라고도 하며, 과거 과학적 보석 감정체계가 확립되지 않았을 때는 값비싼 루비로 오인되어 사용되기도 하였다. 영국왕실의 왕관 중앙에 장식된 크고 아름다운 붉은 보석은 과거 루비(Black Prince’s Ruby)로 알려졌으나, 조사결과 스피넬로 밝혀졌다. 보석 스피넬은 미얀마 모곡(Mogok), 태국, 스리랑카의 사광상에서 루비, 사파이어, 페리도트(peridot), 크리소베릴(chrysoberyl) 등의 다른 보석광물과 함께 채굴된다. 합성 스피넬이 베르누이(Verneuil)법으로 제조된다.
가격
가격은 도매가 레드 스피넬 기준 캐럿당 50-100만에 호가하며, 블루의 경우 30-50만, 핑크를 비롯한 팬시는 10-20에서 거래된다. 다만 5캐럿 이상의 스피넬은 양질의 품질을 만나기 어렵다.
스피넬은 대부분 일관성있는 사이즈나 색상을 생산하기 어려워 상업적으로 큰 가치를 지닌 것은 아니다.
또한 스피넬은 오래전부터 천연과 합성 스피넬이 같이 유통되고 있다. 합성 스피넬은 거의 모든 색상이 나온다. 최근에는 기존 감별방법으로는 감별이 어려운 플럭스 합성 스피넬도 유통되고 있어 유통 전에 반드시 감별을 떼어보아야 한다. 심지어 이 플럭스 합성 스피넬은 원석 크리스털의 외관과도 동일한 것으로 알려지고 있다.
역사
100여년 전까지 스피넬은 커런덤과 마찬가지로 동일한 광산에서 산출되기 때문에 과거에는 별 구분 없이 루비나 사파이어로 여겨져 왔다. 14세기에 스페인에서 영국 왕에게 선물한 블랙 프린스 루비가 최근에서야 적색 스피넬로 밝혀진 일도 있다. 적색 스피넬은 루비와 같은 종류로 생각되어 과거에는 스피넬을 발라스 루비(Balas Ruby), 스피넬 루비(Spinel Ruby), 버마 루비(Barma Ruby), 실론 루비(Ceylon Ruby) 등으로 부르기도 했다. 그러나 감정기술이 발달한 요즘에는 간단한 굴절률 검사만으로도 쉽게 스피넬을 가려낼 수 있다. 루비의 굴절률은 1.78인데 반해 스피넬의 굴절률은 1.72이다.
역사적으로 루비로 오인된 유명한 스피넬이 많이 있는데 그 대표적인 예로서 5cm크기인 오벌 형태의 '흑태자 루비'와 361캐럿의 '티무르 루비'가 있다. 이들 보석은 모두 영국 여왕의 왕관과 목걸이에 장식되어 있는데 수세기 동안 루비로 오인되어 왔던 것이다. 1830년에 만들어진 윗텔스바허 왕관에 장식되어 있는 물방울 형태의 스피넬도 처음에는 루비로 생각했었다.
스피넬이 루비나 사파이어와 다르다는 것은 근대(150년 전)에 와서 구분되었고 비로소 또 다른 하나의 광물로 인정받게 되었던 것이다. 이렇듯 스피넬은 루비로 오인 되었지만 실체가 밝혀지면서 아름다운 이미지가 현저하게 떨어졌다. 그래서 스피넬은 실제 가치에 비해 가장 평가 절하된 보석으로 기록되게 되었다.
20세기 후반에 들어와서야 그 특유의 아름다운 색상이 대중적으로 인정받기 시작한 스피넬은 적색, 청색, 녹색, 갈색, 흑색, 자주색, 오렌지색, 핑크색, 무색 등 다양한 색상이 존재한다는 것을 알았다. 가장 가치가 있는 것은 강한 적색 내지 적자색 또는 오렌지 적색으로, 발색원소는 크롬과 철이다. 이런 종류는 투명도에 있어 루비를 능가하며, 희귀성이나 아름다움에 있어서도 루비에 떨어지지 않는다. 그러나 가격은 루비에 비해서 많이 낮은 편이다. 연한 자색이나 녹청색의 돌은 가끔 비싸게 거래되며 변색 효과가 있는 스피넬은 매우 가치가 높다.
한편 1926년에는 베르누이(Verneuil) 방법으로 합성 스피넬을 만드는데 성공하였다. 그러나 천연 스피넬과 똑같은 색을 만들어 내지는 못했으나 색상이 다양하기 때문에 다른 여러 보석의 모조석으로 현재 많이 사용되고 있다.
스피넬은 루비나 사파이어 못지않게 강도(8도)가 강하고 표면광택이 좋아 블랙 사파이어나 블랙다이아몬드로 착각할 정도다. 특히 다양하고 매력적인 컬러는 어떤 타입(디자인)의 주얼리에도 잘 어울린다. 그러나 디자이너들이나 보석 전문가들도 스피넬의 성질이나 좋은 점을 잘 아는 사람이 그렇게 많지 않아 안타까운 생각이 든다.
그러나 최근 신세대들이나 디자인을 연구하는 학생들은 가격이 저렴하고 색상이 다양하기 때문에 목걸이나 브로치, 팔찌 아니면 은세공을 위한 재료로 한층 관심을 보이고 있다. 또 다른 보석과 마찬가지로 적색 스피넬은 지혈과 염증을 제거하고 분노와 불화를 가라앉히는데 효과가 있어 건강과 기(氣)를 연구하는 사람들에게도 관심의 대상이다.
스피넬은 경도가 높고 충격과 열에 강해 초음파 세척이나 다른 여러 가지 약품에도 큰 문제가 없어 보관에 특별한 주의를 요하지 않는 실용적인 보석이다. 그러나 너무 강한 열을 가하면 변색의 우려가 있으므로 조심하는 것이 좋다.
최근 귀금속 시장은 장기적인 경기 침체로 소비자의 구매 패턴도 많은 변화가 일어나고 있다. 특히 전통적이고 재산적 가치가 있는 고가의 루비, 사파이어, 에메랄드, 다이아몬드 등은 일부 부유층에 불과하고, 일반 고객들은 실용적이면서 가격에 부담 없는 싼 준보석 또는 천연보석을 이용한 액세서리에 더 많은 관심을 보이고 있는 것이 사실이다.
따라서 색상이 다양하고 값이 싼 팬시사파이어(베릴륨처리), 블랙 다이아몬드, 아게이트, 오닉스 등 특별한 재료와 디자인으로 최고의 부가가치를 창출하는 것이 요즘의 대세인지 모른다. 그 중에서 루비로 오인되어 수세기 동안 그 가치를 인정받았던 스피넬 또한 특별한 재료임에 틀림없다.
참고자료
- 〈스피넬〉, 《나무위키》
- 〈첨정석〉, 《위키백과》
- 〈스피넬〉, 《지질학백과》
- 〈[https://terms.naver.com/entry.naver?docId=1117510&cid=40942&categoryId=32284 첨정석〉, 《두산백과》
- 인천예물Y쥬얼리, 〈잘 알지 못하는 보석 이야기 2 스피넬 ( SPINEL )〉, 《네이버 포스트》, 2017-08-23
같이 보기
