[논문]타지키스탄 고르노바다흐샨주 지역 루비에 대한 분광학적 특성 연구

정솔림; 박종완

doi:10.7854/jpsk.2013.22.1.001

초록
AI-Helper

타지키스탄 산 루비의 보석 광물학적 특징들을 알기 위해 물리적 특성, 원소분석, 내포물 분석, 그리고 분광분석(UV-VIS 분광기, FTIR 분광기, ED-XRF 분광기)을 수행하였다. 타지키스탄 산 루비는 장파에서는 보통에서 매우 강한 적색 또는 오렌지색을 띄었으며, 단파에서는 장파에서보다는 약간 약한 적색 또는 오렌지적색을 띈다. 자외선-가시광선 분광분석 결과, 3개의 흡수선 468.5, 475와 476.5 nm이 크롬이 함유된 루비의 대표적인 특징으로 나타났고, 넓은 흡수 밴드 550 nm와 적색 영역에서 몇 개의 흡수밴드가 나타나서 전체적인 루비 스펙트럼을 보여준다. 적외선 분광분석 결과, 루비 10개 시료들이 모두 매우 유사한 양상을 보이고 있으며, 타지키스탄 산 루비에서 카올리나이트(kaolinite)와 뵈마이트(boehmite)의 존재를 추측할 수 있는데, 그것의 존재는 천연이라는 것을 증명한다. 카올리나이트는 3500, 3617, 3630, $3697cm^{-1}$ 부근에서 특징적인 다수의 흡수 피크를 보이고, 뵈마이트는 1989, $2125cm^{-1}$ 주변에서 뚜렷한 흡수 피크가 관찰되며 3085와 $3320cm^{-1}$ 사이에서 넓은 흡수 밴드가 나타났다. 내포물에서는 침상내포물, 액상과 고상내포물 외에 산화철에 기인한 오렌지 색대가 나타나고 있다. 연구 결과는 타지키스탄 산 루비의 감별 및 산지 추측에 유용한 정보로 활용될 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

Physical properties, XRF, UV-Vis, FTIR studies were carried out in order to characterize gemological features of ruby from Tajikistan. Fluorescence reaction of the Tajikistan ruby to short wave ultraviolet was moderate to very strong in red and long wave ultraviolet rays was weakly detected. UV-visi...

Physical properties, XRF, UV-Vis, FTIR studies were carried out in order to characterize gemological features of ruby from Tajikistan. Fluorescence reaction of the Tajikistan ruby to short wave ultraviolet was moderate to very strong in red and long wave ultraviolet rays was weakly detected. UV-visible analysis strong absorption bands at 468.5, 475, 476.5 nm and broaden bands at 550 nm were observed for ruby due to $Cr^{3+}$. According to FT-IR analysis, all rubies from Tajikistan showed the similar patterns and kaolinite peaks at 3500, 3617, 3630, $3677cm^{-1}$ and boehmite broaden absorption bands at 3085 and $3320cm^{-1}$. Inclusions in Tajikistan ruby are observed solid inclusions, negative crystals, needle and silk inclusions. These distinctive characteristics mentioned above can be used to identify the locality and source of ruby stones from Tajikistan.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

본 연구의 목적은 지금까지 학회에 발표되지 않은 타지키스탄 고르노바다흐샨주 지역 루비를 대상으로 물리적 특징들과 내포물의 종류들을 확인하고 X-선 형광분석, 자외선-가시광선 분광분석, 그리고 적외선 분광분석을 통하여 타 산지의 루비와 비교분석 하는 것이다.

제안 방법

10개의 루비들을 자외선 형광기(UVP, UVLS-28 EL series, 8 watt, UV lamp)로 장파(366 nm)와 단파(253.7 nm)에 대한 반응을 측정하였다. 타지키스탄산 루비는 철이 풍부한 원산지로 잘 알려져 있는 버마, 쓰리랑카 산 루비 산처럼 장파에서는 보통에서 매우 강한 적색 또는 오렌지색을 띄었으며, 단파에서는 장파에서보다는 약간 약한 적색 또는 오렌지적색을 띈다(Table 2).
루비 산지에 따른 특성을 살펴보기 위하여 시료 내부의 내포물들은 광학 현미경(x60)을 사용하여 시료별로 특징적인 내포물을 관찰하였다. 또한 시료의 주 원소와 미량원소를 분석하기 위하여 ED-XRF(Horiba사, 모델명: XGT-1000WR, 이하 X-선 형광분석)로 X-ray 조사직경 1.2 mm, X-ray 튜브 타깃 로듐(Rh), 전압 50 KV 그리고 전류 1 mA로 300초 동안 시료에 조사하여 얻은 결과를 정성정량분석하였다.
사의 적외선 반사도 측정기(Brewsterangle meter, 측정파장 670 nm)를 이용하여 루비를 확인하였다. 루비 산지에 따른 특성을 살펴보기 위하여 시료 내부의 내포물들은 광학 현미경(x60)을 사용하여 시료별로 특징적인 내포물을 관찰하였다. 또한 시료의 주 원소와 미량원소를 분석하기 위하여 ED-XRF(Horiba사, 모델명: XGT-1000WR, 이하 X-선 형광분석)로 X-ray 조사직경 1.
물리적 특성을 확인하기 위하여 굴절율, 비중, 그리고 자외선 형광기로 장파(366 nm)와 단파(253.7 nm)에 대한 반응을 측정하였다. 루비를 확인하기 위하여 정수법으로 비중을 측정하고, 표준 굴절계로 측정이 불가능한 범위의 보석을 확인할 수 있는 Gemological Instruments Ltd.
루비를 확인하기 위하여 정수법으로 비중을 측정하고, 표준 굴절계로 측정이 불가능한 범위의 보석을 확인할 수 있는 Gemological Instruments Ltd.사의 적외선 반사도 측정기(Brewsterangle meter, 측정파장 670 nm)를 이용하여 루비를 확인하였다. 루비 산지에 따른 특성을 살펴보기 위하여 시료 내부의 내포물들은 광학 현미경(x60)을 사용하여 시료별로 특징적인 내포물을 관찰하였다.
자외선-가시광선 분광분석은 제이스코사의 V-650기기를 사용하여 스캔속도를 분당 100 nm, 밴드 폭을 5 nm로 하여 300-900 nm의 영역을 측정하였고 적외선 분광분석은 DTGS 감지기가 장착된 제이스코사의 FT-IR 4100을 이용하여 실온상태에서 해상도를 4 cm^-1로 측정 분석되었다.

대상 데이터

본 연구에는 타지키스탄 고르노바다흐샨주 지역에서 산출된 적색(No. 1-5) 및 분홍색(No. 6-10) 계열의 전체 10개의 시료를 실험에 사용하였다(Fig. 4). 600 메쉬의 다이아몬드 디스크로 커팅된 시료들은 정확한 분광 분석을 위하여 1400 메쉬의 다이아몬드 파우더로 연마하여 표면을 매끄럽게 하였다.
실험에 사용된 루비는 고르노바다흐샨주 산지의 것으로 이곳은 타지키스탄 남동부에 위치한 파미르 고원의 가운데에 위치하며 높이 6,000 m의 산지와 2,000 m 내외의 곡저분지 등으로 구성되어 기복이 심한 지형을 이룬다. 타지키스탄의 동쪽에 위치한 습곡지대의 파미르 고원은 판제이 강을 따라 흘러 형성된 계곡에 의해 동-서쪽으로 분리되었으며 중앙아시아에 위치한 산맥으로 히말라야 산맥의 교차로 지점에 형성되었다.

성능/효과

자외선-가시광선 분광분석 결과, 3개의 흡수선 468.5, 475와 476.5 nm이 크롬이 함유된 루비의 대표적인 특징으로 나타났고, 넓은 흡수 밴드 550 nm와 적색 영역에서 몇 개의 흡수밴드가 나타나서 전체적인 루비 스펙트럼을 만든다. 적색 영역의 흡수선 중에서 694-695 nm는 형광선으로서 전환될 수 있다.
적외선 분광분석 결과, 루비 10개 시료들이 모두 매우 유사한 양상을 보이고 있으며, 3500, 3617, 3630, 3697 cm^-1 부근에서 특징적인 다수의 흡수 피크에서 카올리나이트가 1989, 2125 cm^-1주변에서 뚜렷한 흡수 피크와 3085와 3320 cm^-1 사이에서 넓은 흡수 밴드가 나타남으로써 뵈마이트를 함유하고 있다는 것을 추정할 수 있다(Pardieu et al., 2009).
타지키스탄 산 루비는 장파에서는 보통에서 매우 강한 적색 또는 오렌지색을 띄었으며, 단파에서는 장파에서보다는 약간 약한 적색 또는 오렌지적색 형광 반응을 하였다. 타지키스탄 산 루비에 대한 X-선 형광분석 결과, 어두운 분홍빛 적색을 띈 루비는 미량 원소 중 규소의 함량이 가장 높고 다량의 칼슘을 함유하고 있으며, 선분홍색을 띈 루비는 크롬의 함량이 루비 중에서 가장 높게 나타났다.

후속연구

내포물 분석에서는 결정이 빠져나가고 남은 흔적, 침상내포물, 액상과 고상내포물 외에 산화철에 기인한 오렌지 색대가 나타나고 있다. 루비의 내포물인 다양한 결정체만을 대상으로 하는 성분 분석 등의 좀 더 심도있는 연구를 하는 것이 필요하다.
이번 연구 결과는 타지키스탄 산 루비의 감별 및 감정에 필요한 정보를 제공하고, 타 지역에서 산출되는 루비와 비교·분석 할 수 있는 자료로 활용될 수 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	루비는 어떻게 산출되는가?	루비는 현재까지도 계속 채광되는 주요 보석 광물로서, 일반적으로 석회암이 화강암의 관입에 의해 변성작용을 받아 형성된 백운암질 대리암을 모암으로 하여 산출된다. 또한, 운모편암, 편마암 및 결정질 석회암 등의 변성암에서 부성분 광물로 산출되며, 실리카 성분이 적은 섬자암 또는 네펠린 섬장암 등의 화성암과 페그마타이트에서 거정질 결정으로 발견되기도 한다(Park and Sung, 2005).
	강옥의 색은 무엇에 따라 달라지는가?	강옥의 색은 발색소의 유무와 함량, 산화 정도 및 미세한 내포물들의 존재 등에 의해 달라진다. 많은 사람들이 루비와 사파이어는 색에 의해 어느 정도 감정이 가능하다고 하지만 불가능한 경우가 많다.
	강옥종의 결정격자는 어떤 구조를 하고 있는가?	강옥(Corundum, Al2O3)종에는 결정격자 내부에 불순물로서 들어가 있는 미량성분에 따라서 적색의 칼라를 띠는 루비와 적색 이외의 색을 띠는 사파이어로 분류된다. 이들의 결정격자는 육방조밀격자 구조를 하고 있으며 Al3+가 그 사이에 들어가서 팔면체 배위를 하고 있으며 2/3만 채워져 있는 구조이다(Fig. 2).

참고문헌 (8)

Blackburn, W.H. and Dennen, W.H., 1994, Principles of mineralogy. Wm.C. Brown Publishers, Dubuque, 413p.
Guebelin E.J. and Koivula J.I., 2008, Photoatlas of inclusions in gemstones. Opinio Publishers, 3, 340-341.
Miessler, G.L. and Tarr, D.A., 2004, Inorganic chemistry. Pearson Education, New Jersey, 4, 344-345.
Park, H.Y. and Sung, K.Y., 2005, Gemological Characteristics of Rubies and Sapphires from Tanzania. Journal of the Mineralogical Society of Korea, 18, 313-323.
Pardieu V., Thanachakaphad J., Jacquat, S., Senoble, J.B. and Bryl, L.P., 2009, Rubies from the Niassa and Cabo Delgado regions of Northern Mozambique. GIA Laboratory, 5-16.
Sasso, A., 2004, Geology of rubies. Discover Magazine, 25, 31-32.
Shon, S.H., 2006, The gemological and mineralogical study of sapphire from Bokeo Province, Laos. M.A. dissertation, Graduate School Kyungbook National University of Korea, 42p.
Shoval, S., Boudeulle, M., Yariv, S., Lapides, I. and Panczer, G., 2001, Micro-Raman and FT-IR spectroscopy study of the thermal transformations of St. Claire dickite. Optical Materials, 16, 319-327.

상세보기

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

타지키스탄 고르노바다흐샨주 지역 루비에 대한 분광학적 특성 연구
Spectroscopic Characteristics of Ruby from Gorno-Badakhshan, Tajikistan 원문보기

초록
AI-Helper

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

후속연구

질의응답

참고문헌 (8)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

오픈액세스(OA) 유형

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

타지키스탄 고르노바다흐샨주 지역 루비에 대한 분광학적 특성 연구 Spectroscopic Characteristics of Ruby from Gorno-Badakhshan, Tajikistan 원문보기

초록 용어보기논문에서 용어와 풀이말을 자동 추출한 결과로, 시범 서비스 중입니다. AI-Helper

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

후속연구

질의응답

참고문헌 (8)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

박종완 (69)

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

오픈액세스(OA) 유형

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

타지키스탄 고르노바다흐샨주 지역 루비에 대한 분광학적 특성 연구
Spectroscopic Characteristics of Ruby from Gorno-Badakhshan, Tajikistan 원문보기

초록
AI-Helper

AI 본문요약
AI-Helper