맨틀에서 올라온 금강석
가장 흔한 성분으로 된, 가장 귀하고 단단한 광물
보석 중에서
가장 순수한 '금강석'
금강석(다이아몬드, diamond)은 4월의 탄생석이며 결혼 10주년, 60주년의 기념석이다. 'diamond'라는 말은 '정복되지 않는'을 의미하는 그리스어 'adamas'에서 유래되었고 영원한 사랑을 의미한다.
금강석은 인간에게 알려진 물질 중에서 가장 단단한 것으로 99.95% 이상의 탄소의 결정체이며 보석 중에서 가장 순수한 것이다. 용융 온도는 무려 3700도에 이르고 '모스 굳기 10'의 광물로 가장 단단하기 때문에 금강석끼리 부딪치지 않는 한 일상생활에서 긁히거나 마모되는 일은 없다. 열전도율이 매우 좋고 어떤 산에도 부식되지 않는다.
금강석은 숯이나 흑연처럼 순수한 탄소이지만, 다른 둘과는 매우 다르다. 인접한 원자와의 결합 유형이 서로 달라 서로 다른 형태와 결정 구조가 다르게 나타나는 것이다. 금강석에서 각 탄소 원자는 네 개의 다른 탄소와 결합하여 사면체 구조를 이룬다. 각 결합은 같은 길이를 가지기 때문에 사면체의 형상은 완전히 규칙적인 모양을 갖는다. 이 때문에 금강석이 가장 단단하고 비휘발성이며, 어떤 화학적 공격에도 견딜 수 있는 것이다.
금강석 원석
고압(70,000kg/㎤)과 고온(1500~2000℃)에서 결정화된 순수한 탄소로 구성된다. 이렇게 결정화되기 위한 환경은 지하(지구 표면으로부터) 120~230km 조건에서만 가능하다. 이 깊이의 지구의 구조를 맨틀이라 한다. 이와 같이 생성된 후 급격히 지표면으로 옮겨진다.
금강석이 들어있는 암석을 '킴벌라이트(kimberlite)', '램프로아이트(lamproite)'라고 부른다. 채취되는 금강석 중 20% 정도만 보석의 가치가 있고 그 나머지는 품질 관계로 공업용으로 쓰인다. 특히 금강석이 희소한 것은 채취가 매우 어렵기 때문이다. 0.2그램의 금강석을 얻기 위해 평균 250톤의 광석을 캐어내 가공해야 한다.
금강석을 채굴하는 광산의 모습
금강석을 포함한 광석 킴벌라이트금강석의 가치를 평가하는 요소는 다음과 같은 네 가지가 있다. 이 네 가지 요소들의 첫머리 글자를 따서 '4C'라고 부른다.
첫 번째는 색깔(color)이다. 금강석은 색깔이 없어 보이지만 실제로는 대부분이 소량의 질소를 함유하기 때문에 밝은 노랑, 갈색 등 미세한 색을 띠고 있으며 무색은 극히 소수에 불과하다. 금강석의 색상 등급은 얼마나 무색에 가까우냐에 따라 구분되며 무색에 가까울수록 빛을 순수하게 반사하며 굴절시키기 때문에 품질이 좋은 금강석으로 구분된다.
두 번째는 절단(cut)이다. 절단된 방법에 따라 빛을 내는 정도도 달라 보이고, 금강석의 아름다운 빛은 숙련된 전문가가 어떻게 연마했느냐에 따라 좌우된다. 완벽하게 연마된 금강석은 빛의 투과성(휘광)이 좋아 들어 올렸을 때 모든 각도에서 찬란한 빛을 발휘한다.
세 번째는 투명도(clarity)이다. 대부분의 금강석에는 눈으로는 식별할 수 없는 자연 상태의 내포물이 들어 있다. '자연의 지문'이라고 불리는 이 내포물이 적을수록 금강석의 가치가 높아지는데, 그 이유는 내포물이 적으면 빛의 흐름에 대한 방해가 적기 때문이다.
네 번째는 크기로 캐럿(carat)이라는 중량 단위로 구별된다. 1캐럿(ct)은 0.2g 정도이며, 이 캐럿의 단위가 높을수록 가치도 높아진다.
보석으로 연마된 금강석금강석은
약 3000년 전부터 알려졌다
B.C. 12세기 인디아에서 가장 먼저 발견된 것으로 생각되며, 1725년 브라질에서 금강석이 발견되기 전까지는 가장 중요한 산지였다. 인디아와 브라질의 광상은 1866년에 거의 소멸되었으며, 1869년에 남아프리카에서 스타(Star)가, 이어서 남아프리카에서 유레카(Eureka) 금강석이 발견되었다. 바로 뒤에 거대한 남아프리카 금강석 러시가 시작되었고, 남아프리카는 오늘날까지 세계에서 가장 중요한 금강석 산지의 하나로 남아있다. 남아프리카가 발견되기 전까지 금강석은 매우 드물고 가치 있는 것이었다.
합성물의 모두가 금강석 그릿으로 산업용 목적에 사용되었지만, 합성 금강석은 적어도 1954년 이전에 만들어졌다. 보석으로 사용될 수 있는 합성 금강석이 만들어졌지만 채광하는 것보다 만드는데 여전히 더 비싸다.
다른 보석들과 마찬가지로 금강석의 색을 인공적으로 만들거나 수정할 수 있다. 어떤 팬시 컬러 금강석은 방사능 처리를 하고 열처리를 하여 만들기 때문에 천연산 팬시 컬러 금강석처럼 보이는 모조품들이 있다. 이는 천연산 혹은 합성의 백색 사파이어, 유리, 무색의 석영(수정), 천연 혹은 합성 루틸(금홍석), 이트리움-알루미늄 석류석(YAG), 스트론튬티탄석, 큐빅지르코니아, 모자나이트(moissanite) 등이다.
우리나라에서 발견된 금강석은 서울대학교 교수를 역임했던 박동길 박사가 1935년 두만강 부근에서 우연히 채집한 것이 유일하다. 금강석이 나오기 위해서는 앞서 말한 매우 높은 압력과 온도가 필요한데 그런 상태에서 만들어진 암석이 우리나라의 지질에서는 거의 나타나지 않기 때문에 금강석을 발견하는 일은 매우 어려운 일이다.
