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보석자갈(Tumbled Stone)

지금 보석으로 활용되고 있는 돌들은 넓은 의미에서 보면 바닷가에서 흔히 줍는 자갈과 같은 돌일 뿐이다. 이렇게 말을 시작하는 이유는 사람들에게 아름답고 가치 있다고 여겨지는 돌들이 보석으로 활용될 뿐 다른 돌들과 그 본질은 같다는 것을 말하기 위해서이다. 현재 우리가 종로에서 쉽게 볼 수 있는 보석들은 표면도 부드럽고 모양도 예쁜 것들이 많은데 이 돌들이 처음부터 이런 모습을 하고 있는 것은 아니다. 자연상태에서 발견되는 돌들은 상당히 거칠기 때문에 이 돌들을 가공하는 과정이 반드시 필요한데 돌들을 부드럽고 예쁘게 가공하는 과정은 생각처럼 간단하지 않다. 보석자갈(외국에선 덤블스톤 / Tumbled stone으로 잘 알려져 있다)의 가치에 대해 제대로 알기 위해서는 먼저 자연에서 발견되는 돌들 중 어떤 돌을 가공하는지, 어떻게 가공하는지, 다른 제약은 없는지 등에 대해 알아둘 필요가 있다.

보석자갈은 자연에서 발견되는 광물로부터 시작이 된다. 광물의 종류는 천차만별이지만 마노(Agate)나 공작석(Malachite)처럼 특이하면서 예쁜 무늬를 가지는 광물이 보석으로 가공될 첫 번째 대상이 된다. 다음으로는 그 광물이 얼마나 단단한지, 즉 경도가 중요하다. 경도가 너무 낮으면 보석으로 가공한 후에도 변질이 될 가능성이 있어서 좋지 않고 그렇다고 경도가 너무 높으면 가공하는데 어려움을 겪게 된다. 한 예로 방해석(Calcite)은 경도가 3으로 낮은 편이어서 간단한 세공 과정으로도 둥그렇게 가공이 가능하다. 형석(Fluorite)과 흑요석(Obsidian)의 경도는 4, 5.5로 좀 단단한 편이어서 세공에 4 ~ 5일 정도 걸리게 된다. 하지만 이런 광물들도 낮은 경도를 가지는 편이라 세공에 시간이 적게 걸리는 편이다. 먼지가 보통 규산염으로 구성되어 있는데 이 규산염 광물이 모스 경도가 7정도 되기 때문에 경도가 7보다 낮으면 먼지를 닦아냈을 때 광택이 잘 나지 않는다. 그래서 대부분의 사람들은 벽옥(Jasper), 마노(Agate), 규화목(Petrified wood)처럼 모스 경도가 7정도 되는 단단한 광물을 가공하고 싶어하는데 짧게는 1달, 길게는 2달까지도 걸리는 것이 보통이다. 외국에서는 가공된 전기석을 가지고 직접 악세서리를 만드는 경우가 많은데 위의 사진은 그에 해당한다. 

이 표본은 검은 토르말린이라고 불리는 철전기석이다. 비록 토르말린의 다른 형태들이 검은색일지라도 철전기석은 독점적인 검은색이며 다른 전기석 같지 않고 불투명하거나 반투명하지 않다. 전기석은 토르말린(Tourmaline)이라는 이름으로도 유명한데 하나의 광물 이름이 아니라 연관성이 있는 몇몇 다른 광물들을 포함하는 토르말린이라는 그룹(Tourmaline)의 이름이다. 전기석 그룹은 일반적으로 AX₃Y₆(BO₃)₃Si₆O₁₈(O,OH,F)₄의 화학식을 가진다. A는 칼슘(Ca)이나 나트륨(Na)이 될 수 있다. X는 알루미늄(Al), 철(Fe), 리튬(Li), 마그네슘(Mg)이 될 수 있다. Y는 보통 알루미늄(Al)이지만 크롬(Cr)이나 철(Fe)이 될 수도 있다. 몇몇 칼륨(K)은 A 위치에 갈 수 있으며 망간(Mn)은 X위치, 몇몇 바나듐(V)은 Y위치에서 발견될 수 있다. 철전기석(Schorl)은 NaFe₃(Al,Fe)₆Si₆O₁₈(BO₃)₃(OH)₄의 화학식을 가지며 보통 철전기석을 보석자갈로 가공하는 경우가 많은 편이다.

전기석은 독특한 성질들이 가지는데 첫째로는 압전기, 즉 결정이 압력을 받을 때 결정의 양쪽 끝에서 양전하와 음전하가 형성이 되거나 전압을 가할 경우 모양이 변하는 성질을 의미한다. 그런데 온도가 오르면 압력도 오르기 때문에 전기석을 뜨거운 재에 가져가면 전기석이 압력이 오르면서 전기를 띠어 재가 전기석에 달라붙게 되는 현상이 일어나기도 한다. 이렇게 압력이 변하면 전기가 생기기 때문에 이러한 특징을 이용해 압력센서를 필두로 난방, 히터, 전극, 압력장치, 측심기 등 여러 곳에서 활용한다.

둘째로 전기석은 한 결정 내에서 다른 결정 축 방향에서 볼 경우 다른 색이 나타나는 다색성을 가진다. 이는 전기석 결정 절단면을 보면 알 수 있는데 가운데를 중심으로 무지개 띠를 보는 것처럼 색이 점차 변하는 것을 볼 수 있다. 이 표본은 검은색을 띠기 때문에 이러한 색의 변화를 확인하기 힘들다. 이렇게 다채로운 색을 가지기 때문에 과거 기술력이 없던 시절 가짜 보석을 만드는데 많이 쓰이기도 했던 전기석이다. 전기석 결정을 수직축으로 자른 판은 이상광선만 통과시키는데 이런 판 2개를 서로 교차시키면 빛이 완전히 차단된다. 그래서 한 쌍의 전기석 판을 이용해 전기석 집게라고 하는 간단한 편광기를 만들 수 있다. 또한 이러한 성질은 결정의 옅은 색을 강화하거나 강한 색의 결정을 약하게 하길 원하는 보석 커팅 작업자들에게 유용하게 사용될 수 있기도 하다.

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