화학 성분 및 미량 원소 분석

(1) 에메랄드의 화학성분과 미량 원소 에메랄드는 고리형 알루미늄 실리콘산염으로, 실리콘 산소 단위는 C 축을 따라 원형으로 튜브형으로 분포되어 있다. 이러한 구조의 공관은 녹주석 격자에 참여할 수 없는 이온을 연결하는 데 매우 중요한 역할을 한다. 나트륨이나 텅스텐과 같은 일부 외래이온은 크기 때문에 격자에 참여할 수 없지만 구조공관에 존재할 수 있다. 동시에, 구조적 공관은 내부 분자에도 중요한 역할을 한다. 예를 들면 물 분자나 이산화탄소 분자이다. 녹주석 품종은 색깔별로 분류되며, 화학성분이 순수한 녹주석은 무색이다. 색상은 외부 요소로 인해 생성됩니다. 철원소는 녹주석을 파란색, 녹색, 노란색으로 만들고, 플루토늄은 녹주석을 분홍색과 빨간색으로 만들고, 크롬과 바나듐은 녹주석을 녹색으로 만듭니다. 에메랄드의 가장 중요한 발색 원소는 크롬이고, 같은 색의 다른 음영은 텅스텐에서 만들어진다. 철분이나 철염을 함유하면 에메랄드에 좋지 않은 파란색 톤이 생길 수 있다. 마그네슘이나 나트륨과 같은 기타 요소는 에메랄드에 존재할 수 있지만 색상에 영향을 주지 않습니다. 이 원소들은 에메랄드 내부의 함량이 크게 변하여 때로는 몇 가지 무게의 비율에 이를 수 있다. 높은 마그네슘의 에메랄드는 변질된 편암에서 나온다. 나트륨은 마그네슘과 함께하는 중요한 원소로 알루미늄을 대신한다. 팔면체 중 양의 2 가 마그네슘 이온이 양의 3 가 알루미늄 이온을 대체하면 광물 구조에 양이온 구멍이 생겨 나트륨, 리튬, 세슘과 같은 1 가 원자가 필요합니다. 정혈을 채워서 전하균형을 유지하는데, 보통 파이프 안의 물 분자 하나 또는 두 개를 따라 분포한다. 에메랄드의 화학성분은 광산의 지질환경을 반영하는데, 여기에는 유체의 성분 구성, 기주암의 성분, 성광 시의 온도와 압력 조건 등이 포함된다. 예를 들어, 파키스탄의 스와트 계곡과 브라질의 산테레지니아 광구의 에메랄드는 모두 철분이 풍부하고 마그네슘이 풍부한 활석 탄산염 편암에서 나온 것으로, 외래원소 함량이 가장 높다. 반면 검은 셰일에서 생산된 콜롬비아 에메랄드의 외래원소 함량은 낮다. 잠비아, 짐바브웨, 마다가스카르, 이집트, 남아프리카, 러시아, 브라질이 생산한 에메랄드는 편암형 광상에 속한다. 이는 이들 산지의 에메랄드가 흑운모-김운모, 양기석-투섬석-마그네슘 철섬석, 활석, 녹석석, 탄산염과 관련이 있음을 보여준다. 이런 형성 환경에 따라 이들 산지 에메랄드의 w(MgO) 함량은 1%~3% 사이이다. W(Al2O3) 와 w(MgO) 사이에는 음의 선형 관계가 있는데, 이는 마그네슘이 알루미늄 대신 녹주석 결정체 구조로 들어가고 마그네슘 이온이나 철이온이 알루미늄 이온을 대체하기 때문에 전하 균형을 유지하기 위해 나트륨 이온을 도입해야 하기 때문이다. 다음 화학 방정식을 참조하십시오: 세계 주요 컬러 보석 산지 연구 팔면체에서의 위치, Al3+ 는 3 가 전이 금속 이온 또는 2 가 전이 금속 이온 (예: Mg2+) 으로 대체되었습니다. 2 가 전이 금속 이온은 알칼리 금속 이온과 함께 공관에 들어가 전하 균형을 유지해야 한다. 세계 주요 컬러 보석 산지 연구 사면체 위치에서 Be2+ 는 2 가 전이 금속 이온 또는 Li+ 로 대체되었다. Li+ 는 알칼리 금속 이온과 함께 공관에 들어가 전하 균형을 유지해야 한다. 세계 주요 컬러 보석 산지 연구 하지만 에메랄드는 같은 종류의 대체 원칙에 완전히 부합하지 않습니다. 결정체 구조의 규칙 O=18 에 따라 일부 천연 녹주석은 실리콘 결함 (Si6) 을 나타냅니다. 알칼리 금속의 함량은 항상 베릴륨과 알루미늄의 결함과 관련이 있는 것은 아닙니다. 즉, 일정량의 Be2+ 가 Li1+ 로 대체되거나 일정량의 Al3+ 가 Mg2+ 및 기타 2 가 전이 금속 이온으로 대체되는 것은 아닙니다. 베릴륨, 알루미늄, 실리콘 사이에서 발생하는 동질상 대체는 다음과 같은 대체원칙을 따를 수 있다.

세계 주요 컬러 보석산지 연구

(2) 주요 산지 에메랄드의 화학성분과 미량 원소 분석

1. 남미

1) 콜롬비아와 브라질

외래 브라질과 콜롬비아 에메랄드의 색은 크롬과 바나듐의 함량과 관련이 있는 것으로 측정되었으며, 연한 색의 낮은 크롬과 어두운 색의 높은 크롬 에메랄드에서 크롬의 함량은 (1~7)×1-6gμ/g 사이입니다. 유일한 예외는 브라질 바이아 주 살리닌하의 에메랄드이며 크롬 함량은 (5~2)×1-6 에 불과하다. 에메랄드는 생산 환경이 다르기 때문에 플루토늄의 함량이 크게 변한다. 바나듐/크롬의 비율은 선모녹색의 원천에 유리한 설명을 제공한다. 바나듐/크롬의 비율이 높을 때 (17:6, 바나듐의 함량이 높고 크롬의 함량이 낮은 경우), 이 선모녹색은 브라질 바이아 주의 살리닌하에서 유래했다는 것을 보여준다. 브라질의 다른 산지에서는 에메랄드/크롬의 비율이 낮으며 (.1:.7, 크롬의 함량이 높고, 바나듐의 함량이 낮음), 이는 바나듐이 브라질의 에메랄드 색상에서 부차적인 역할을 한다는 것을 보여준다. 콜롬비아 에메랄드에서 바나듐/크롬의 비율은 중간 (.2~1) 으로, 두 요소가 색상 원인에서 동등한 역할을 한다는 것을 보여준다. 다른 산지의 에메랄드에 비해 콜롬비아에서 온 에메랄드는 상대적으로 순수하고 외래원소가 적어 2% 에 불과하다. 발색원소 크롬과 바나듐의 함량은 거의 같다. 크롬 함량은 (1~5)×1-6 이고, 바나듐의 함량은 (4~6)×1-6 이다. 대부분의 콜롬비아 에메랄드에는 마그네슘, 나트륨, 세슘의 함량이 낮고 철의 함량은 (2~1)×1-6 (이 수치는 비교적 낮은 것으로 간주됨) 이다. 알칼리 금속원소는 주로 나트륨과 마그네슘을 가리키며, 에메랄드에서 발견된 함량이 가장 높은 외래원소로, 보통 몇 가지 무게의 백분율이다. 브라질의 에메랄드는 알칼리 금속의 함량에 따라 이타베아 (고아스), 산테레지니아 (고아스), 살리닌하 (바이아) 에서 온 에메랄드의 두 가지 범주로 나눌 수 있다. 그 중 하나는 알칼리 금속 함량이 높고 평균 (25 ~ 4) × 또 다른 종류는 이타빌라-신엘라 (미나스길라스) 와 카나이바 소코토 (바이아) 에서 온 에메랄드로, 알칼리 금속의 함량이 평균 (15 ~ 25) × 1-6 7 × 으로 낮다 콜롬비아 에메랄드의 알칼리 금속 함량은 평균 84× 1-6 35× 1-6 으로 가장 낮다. 이타빌라-신엘라 (미나스길라스) 와 카나이바 소코토 (바이아) 의 에메랄드 원소 함량은 낮음 ~ 중간 (5~25)×1-6, 산테레지니아 (고아스) 에서 왔다. 콜롬비아 에메랄드의 갈륨 함량은 (5~5)×1-6 으로 크게 변한다. 대부분의 브라질 에메랄드 철 함량은 중등고까지 (45~15)×1-6 입니다. 몬테산토 (토칸틴스) 에서 온 에메랄드 함량은 (12~26)×1-6 으로 높다. 콜롬비아 에메랄드의 철분 함량은 (15 ~ 22) × 1-6 으로 낮다. 세슘 함량에 따라 브라질과 콜롬비아의 에메랄드는 네 가지 범주로 나눌 수 있다. 높은 세슘 함량은 카나이바 소코토 광구의 에메랄드 함량이 (5~23)×1-6 이다. 중 고세슘 함량이 높은 것은 산테레지니아 (고아스) 의 에메랄드 (5~8)×1-6; 중등저세슘 함량은 브라질의 다른 지역에서 온 에메랄드로, 함량은 (2~16)×1-6 입니다. 낮은 세슘 함량은 콜롬비아에서 온 에메랄드로, 함량은 (5~3)×1-6 이다. 철의 함량이 낮기 때문에 콜롬비아 에메랄드는 브라질의 카나이바 소코토 (바이아) 의 에메랄드와 아주 작은 지역에서만 일치한다 (그림 3-114). 이에 따라 콜롬비아 에메랄드를 다른 브라질의 에메랄드와 분명히 분리할 수 있다. 브라질의 여러 지역에서 온 에메랄드를 비교할 때, 철원소의 작용이 제한되었다. 브라질과 콜롬비아의 에메랄드 함량은 광범위하게 겹친다. 그림 3-114 브라질과 콜롬비아 에메랄드의 갈륨 원소와 철 함유량 그림 세슘 원소는 브라질의 다른 광구의 에메랄드를 감별하는 데 매우 중요한 역할을 한다. 한편으로는 세슘 원소의 함량이 콜롬비아 에메랄드와 현저히 다르다. 반면, 요소 내용의 전체 영역은 일부만 일치합니다. 전반적으로 콜롬비아의 에메랄드 함량은 낮고, 브라질의 에메랄드 함량은 다르다. 고세슘 함량의 에메랄드는 카나이바 소코토 광산 지역 (바이아 주) 에서 나온다. 중 () 고 세슘 함량이 높은 에메랄드는 산테레지니아 (고아스) 에서 나왔으며, 함량은 (25~8)×1-6; 중등세슘 함량이 낮은 에메랄드는 이타빌라-신엘라 (미나스길라스) 에서 나왔다 (그림 3-115). 그림 3-115 브라질과 콜롬비아 에메랄드의 세슘 원소와 스칸듐 함유량 그림

2. 아시아

1) 아프가니스탄 아프가니스탄 판제힐 밸리의 에메랄드 외래원소 함량은 중간 (약 3%) 이고, 발색원소 크롬의 함량은 (약 3%) 입니다. (

2) 파키스탄 파키스탄의 스와트 밸리 에메랄드의 외래원소 함량은 약 3.5%, 발색원소 크롬의 함량은 (8~25)×1-6, 바나듐의 함량은 (3 ~ 1) 이다 (

3) 중국 중국 에메랄드의 발색원소 함량은 크게 바뀌었고, 윈난 마율파에서 온 에메랄드의 크롬 함량은 (3~1)×1-6; 바나듐의 함량은 (4~8)×1-6 으로 높다. 철의 함량은 (5~7)×1-6 이다. 세슘의 함량은 대부분 2×1-6 이다. 신강에서 온 에메랄드 크롬 함량은 (1~3)×1-6 으로, 일부는 (8~9)×1-6 까지 높다. 바나듐의 함량은 (4~11)×1-6 으로 크게 변한다. 세슘 함량은 (3~5)×1-6 으로 낮다.

4) 러시아 우랄 산맥 우랄 지역의 러시아 에메랄드 중 리튬의 함량은 (32~1)×1-6; 나트륨 함량은 (61~15)×1-6 으로 높다. 마그네슘 함량은 (48~16)×1-6 으로 높다. 칼륨 함량은 (9~1)×1-6 입니다. 칼슘의 함량은 크게 변하고, 낮음-중-고 범위는 모두 (6~66)×1-6 입니다. 스칸듐 함량은 (1~14)×1-6 으로 낮았다. 티타늄 함량은 (5~15)×1-6 으로 높다. 바나듐의 함량은 (8~43)×1-6 으로 낮았다. 크롬의 함량은 (58~66)×1-6 으로 높다. 망간의 함량은 (1~5)×1-6 이다. 철의 함량은 (19~47)×1-6 으로 낮다. 코발트의 함량은 (1~3)×1-6 이다. 니켈과 아연의 함량은 낮거나 중간이며 니켈은 (5~5)×1-6, 아연은 (5~25)×1-6; 갈륨 함량은 (5~2)×1-6 이다. 루비듐 함량은 (1~6)×1-6 으로 낮다. 세슘 함량은 (33~15)×1-6 으로 높다. 그림 3-116 아프가니스탄, 파키스탄, 러시아, 중국의 에메랄드 갈륨 원소와 철원소 함량도 그림 3-117 을 통해 스와트 계곡 (파키스탄), 판제힐 (아프가니스탄) 의 에메랄드를 뚜렷하게 구분할 수 있다. 신강과 판제힐의 에메랄드 곡선은 기본적으로 완전히 겹친다 그림 3-117 아시아 에메랄드 원소와 플루토늄 함유량도 에메랄드의 화학 지문 식별은 화학성분과 기주암의 특성을 반영한다. 예를 들어, 파키스탄 스와트 계곡에서 온 에메랄드는 철분이 풍부한 마그네슘이 함유된 탈크 탄산염 편암에서 생산되기 때문에 에메랄드의 철 마그네슘 나트륨 함량이 높다. 또 다른 예로, 아프가니스탄 판제힐과 콜롬비아 코딜러라 산맥의 에메랄드는 검은 셰일에서 나왔기 때문에 철 마그네슘 나트륨 함량이 낮다.

3. 아프리카 다음은 마다가스카르, 모잠비크 (리고니아), 나이지리아 (프라토), 탄자니아 (만알라), 잠비아 (엔도라, 소루웨지), 짐바브웨 (

1) 짐바브웨 짐바브웨 에메랄드의 리튬 함량은 (11~66)×1-6; 나트륨 함량이 높고 (88~18)×1-6 입니다. 마그네슘 함량은 (72~17)×1-6 으로 높다. 칼륨 함량은 (8~37)×1-6 으로 낮았다. 칼슘 함량은 (7~23)×1-6 입니다. 스칸듐 함량은 (5~15)×1-6 으로 낮았다. 아프리카 에메랄드 티타늄의 함량은 대부분 중간으로 (1~1)×1-6 입니다. 크롬 함량은 (94~72)×1-6 으로 높다. 아프리카 에메랄드에 함유된 플루토늄의 함량은 크롬보다 약간 낮으며, 대부분의 아프리카 에메랄드의 함량은 낮음에서 중간까지, < 1×1-6 ~ 1×1-6; 망간 함량은 (5~11)×1-6 으로 크게 바뀌었다. 철 함량은 (38~63)×1-6 으로 낮았다. 코발트 함량은 (1~3)×1-6 이다. 아프리카 에메랄드의 니켈 함량은 낮음 ~ 중간, (2.5~2)×1-6 입니다. 아연 함량은 (5~8)×1-6 으로 낮았다. 아프리카 에메랄드의 갈륨 함량은 모두 5×1-6 미만이며 짐바브웨의 에메랄드 함량은 각각 (5~3)×1-6 으로 크게 변한다. 루비듐 함량은 (1~32)×1-6 으로 크게 바뀌었다. 세슘 함량은 (23~97)×1-6 입니다.

2) 잠비아 잠비아 에메랄드의 리튬 함량은 (7~11)×1-6 으로 낮다. 나트륨 함량은 (8~19)×1-6 으로 높다. 마그네슘 함량은 (48~17)×1-6 으로 높다. 칼륨 함량은 (13~84)×1-6 으로 높다. 칼슘 함량은 (75~44)×1-6 입니다. 은도라 에메랄드의 플루토늄 함량은 (5~28)×1-6, 소루베지 에메랄드의 스칸듐 함량은 (5~72)×1-6 으로 크게 변한다. 아프리카 에메랄드 티타늄의 함량은 대부분 중간으로 (1~1)×1-6 입니다. 크롬 함량은 (8~94)×1-6 으로 높다. 아프리카 에메랄드에서 바나듐의 함량은 크롬 함량보다 약간 낮으며, 대부분의 아프리카 에메랄드의 바나듐 함량은 낮음에서 중간으로 &l 입니다.