◇ 다이아몬드의 유래

다이아몬드의 어원은 그리스어로 "정복할 수 없다"라는 뜻으로

고대 그리스 시대 때부터 이미 다이아몬드의 특성을 인지.

하지만, 다이아몬드를 처음 사용한 것은 인도이다. 7~8세기 전부터 인도에서는 보석으로 다이아몬드를 사용했고,

다이아몬드가 보석으로 최고의 자리를 차지하게 된 계기는 1700년경에 이탈리아 베니스의 페루치(V.Peruzzi)에 의해

브릴리언트(Brilliant)컷이 개발 되면서 부터이다.

하지만, 생산량이 매우 부족하여 극소수의 왕족이나 귀족만 사용하였고, 그 후로 대중화되기 시작한 것은

1886년 남아프리카에서 대규모 광산이 발견되고, 체굴 방법의 발전이 이루어지면서 부터이다.

◆ 다이아몬드의 특성

다이아몬드의 화학 성분은 흑연과 같은 탄소로 구성되어 있는 단원소 결정체.

다이아몬드의 화학 성분은 흑연과 같은 탄소로 구성되어 있는 단원소 결정체이며,

그 결정은 등축정계로서 그 형태는 보통 8면체이나 12면체, 46면체 등으로도 산출된다.

8면체의 절반이 180회전한 것과 같은 모양의 매클이라 불리는 쌍정이 존재하기도 한다.

지구상에 존재하는 물질중에 가장 높은 10도의 경도를 가지며

팔면체 결정면에 수직인 방향으로 경도가 가장 높게 나타난다.

비중은 3.52이며 굴절률은 2.417이다.

자외선하에서 대부분 청색의 형광을 내지만, 불순물의 종류에 따라 황색,녹색,주황색 등의 형광도 발한다.



공기중에서 약 섭씨 800도 이상에서 열에 의해 탄화되어 흑연과 같은 결정 구조를 갖는다.

일반적으로 다이아몬드는 부도체이나 붕소를 불순물로 내포하고 있는 다이아몬드의 경우

정공의 형성으로 인해 전기가 통하는 반도체의 특징을 갖게 된다.




불순문을 내포하지 않은 순수한 다이아몬드의 컬러는 투명하다.

그러나, 다이아몬드의 컬러는 내포하는 불순물의 종류와 형태에 의해 결정되며 매우 다양한 컬러를 갖는다.

질소의 결합 형태에 따라 Yellow,Green,Orange,Brown등의 

컬러를 나타내며 특히, 붕소는 Blue 또는 Gray 컬러를 나타내는 대표적인 불순물이다. 

질소와 붕소뿐만 아니라 공공(VACANCY)에 의해 Green과 Blue 컬러가 나타나기도 하며,

흑연화된 다이아몬드 결정이나 흑색의 금속 내포물에 의해 Black 컬러를 갖는다.

이와 같은 다이아몬드 컬러들은 지구 내부에서 천연적인 조건하에서 생성되기도 하지만,

현재는 인위적인 처리를 통해 만들어 지기도 한다.

◇ 다이아몬드의 탄생

지구 내부의 광물은 대부분 마그마가 식으면서 정출이라 불리는 과정을 통해 생성된다.

다이아몬드도 마그마가 식으면서 탄소가 결정화되고, 오랜 시간을 지나면서 성장하게 된다. 

일반적으로 상부 맨틀에서 생성되는 규산염 용융체인 마그마는

다이아몬드가 생성되기 위해서 반드시 필요한 요소중에 하나이다.



마그마 내 존재하는 탄소의 기원에 따라 다이아몬드 형성 암석의 종류가 달라지는데,

상부 맨틀에서 만들어진 마그마는 유기물이 존재하지 않기 때문에

이산화소와 같은 무기 탄소를 기원으로 하는 다이아몬드 결정을 형성하게 된다.



이렇게 초기 지구에서 형성되었을 것으로 여겨지는 무기 탄소를 포함하는 마그마가

식어서 형성된 암석을 '페이도타이트' 라고 한다.

이와 달리 해양판이 대륙판 밑으로 파고 들면서 유기물을 하부 맨틀까지 이동시킴으로서 마그마가 형성되는데

이는 유기탄소를 포함하고 있으며 '에클로자이트' 라는 암석을 형성한다.

'에클로자이트'는 '페이도타이트'보다 훨씬 나중에 생성된 젊은 암석이다.

다이아몬드를 형성하기 위해서는 암석뿐만 아니라 온도와 압력 조건도 이에 부합되어야 한다.

'페리도타이트'나 '에클로자이트'가 다이아몬드를 포함하기 위해서는

900~1300도의 고온과 40~65kbar의 높은 압력을 필요로 한다.



이 조건을 갖는 깊이는 약 150~200km 이내의 상부 맨틀이다. 

반면, 너무 낮은 온도에서는 마그마가 식으면서 형성하는 '페리도타이트'나 '에클로자이트'와 같은 암석내에

다이아몬드 결정이 생성되기 위한 시간이 부족해진다. 



다이아몬드가 생성되기에 가장 적당한 상부 맨틀의 150~200km 영역을 '크레이톤' 이라 한다.

이 영역에는 '페리도타이트'가 존재하며, 

'크레이톤' 가장자리에는 '에클로자이트'가 존재하게 된다.

마그마는 '페리도타이트'와 '에클로자이트'내에 형성된 다이아몬드를 지각 가까이까지 이동시키게 된다.

마그마의 온도가 낮아지면서 생성되는 수증기와 이산화탄소는

팽창하게 되고 지각의 압력을 떨어뜨리게 되면서 마그마가 지각을 뜷고 지표까지 도달하게 된다.

① 마그마의 상승 - 상부 맨틀이나 하부 맨틀에서 생성된 마그마는 밀도가 비슷한 위치까지 상승하게 된다. 


② 다이아몬드 정출 - 온도와 압력 조건이 일치하는 깊이까지 상승한 마그마는 다이아몬드 결정이 형성되고 성장하게 된다.


③ 다이아몬드 암석 형성 - 다이아몬드를 내포한 '페리도타이트'와 '에클로자이트'가 생성되게 된다.


④ 광상 형성 - '페리도타이트'와 '에클로자이트'가 포함된 마그마는 지각까지 상승하게 되고 수증기와
                               
                               이산화탄소의 팽창으로 압력이 낮아진 지각을 뚫고 지표로 분출해 파이프 형태의 광상을 형성한다. 

◆ 다이아몬드 광상 (PIPE)

 킴벌라이트                              램프로아이트                       니미브 데저트 해안(충적광상)

⊙ 1차 광상


1차 광상에는 '킴벌라이트'와 '램프로아이트' 광상이 존재한다.

크레이톤 중시부를 관통한 마그마에 의해 형성된 킴벌라이트 광상과

크레이톤 주변을 관통한 마그마에 의해 형성된 광상을 램프로아이트라고 한다.

킴벌라이트의 주성분은 페리도타이트이며 대표적인 다이아몬드 광산으로는

남아프리카 킴벌리. 프리미어 등의 광산이 있다.

반면에 에클로자이트를 주성분으로 하는 램프로아이트 광상을 가지는 대표적인 광산으로는 아가일 광산이 있다.

킴벌라이트 광상을 '블루 그라운드'라고도 하며 원래 유리 광택이 나는 초록색의 감람석으로 구성되어 있으며

 이것에 소량의 석류석,브론즈색의 운모, 흑색의 철광석을 함유하고 있다.

오랜 세월 지표에 노출되어 풍화되면 암록청색의 사문암이 되어 블루그라운드가 된다.



⊙ 2차 광상


일명 '충적광상'이라고 한다.

킴벌라이트나 램프로아이트와 같은 1차 광상에서 분리된 다이아몬드가

유수에 의해 운반되어 하천 바닥이나 해변의 자갈 또는 모래속에 묻혀 형성된 광상을 말한다.

다이아몬드는 대개 2~20m지하의 사력층에 부존하므로

준설선이나 기타 채굴장비를 이용한다.

채굴한 자갈더미는 물로 세척하거나 또는 비중 분리법을 이용하여

일단 다이아몬드를 함유하고 있는 농집물을 조성하여 거기에서 다이아몬드를 수작업으로 수집하거나

기름을 바른 벨토 장치를 이용하여 선별한다.

현재 하상 충적층에서 다이아몬드를 생산하고 있는 국가로는

브라질, 호주,인도, 러시아등이 있으며 아프리카의 나미비아에서는

니미브 데저트 해안을 따라 발달한 해변 충적광상에서 채굴하고 있다.