오팔(Opal)

물리·화학적 성질

화학식: SiO₂·nH₂O

결정계: 비결정질(Amorphous)

경도: 모스 경도 기준 5.5~6.5

비중: 1.98~2.25

굴절률: 1.37~1.52

 

개요

오팔(Opal)은 이산화규소와 수분(SiO₂·nH₂O)으로 이루어진 비결정질 무기광물로서, 특유의 아름다운 무지갯빛 색조를 내는 보석이다. 결정 구조를 갖지 않고 실리카가 무질서하게 쌓여 있으며, 함유된 수분 비율은 3~21% 정도로 다양하다. 오팔은 오래 전부터 아름다운 외관과 희소성으로 높은 가치를 인정받아 왔으며, 10월의 탄생석으로도 알려져 있다. 오팔은 갈철석, 사암, 유문암, 이회암, 현무암 등의 암석의 균열에서 발생할 수 있다.

오팔은 150~300 nm 크기를 가지는 실리카 구체가 쌓여있는 구조로 되어 있으며, 이와 같은 구체들은 회절현상을 일으켜 오팔이 다양한 색을 띄게하는 원인이 된다.

오팔은 흰색, 검은색, 붉은색 계열 등 다양한 색상을 띈다.

그림. 천연오팔(좌. 에티오피아산, 중. 오스트레일리아산, 우 : 화석오팔)

 

형성 과정

오팔은 지하수 속 실리카가 암석 틈새나 빈 공간 속으로 침투해 침전된 후, 시간이 지남에 따라 생성된다. 실리카 입자가 무질서하게 쌓여 구형 구조를 이루며, 이를 통해 아름다운 무지갯빛 광학 효과(Opalescence)를 나타낸다. 또한, 오팔은 규조류에 의해 형성될 수도 있다. 규조류가 죽을 때 호수 혹은 바다 바닥에 층을 형성하며 규조류의 실리카와 물이 계속 쌓이면 오팔의 색(Opalescence)을 띌 수 있다.

오팔은 고대에는 희귀하고 귀중하였으며, 유럽에서는 왕족들이 소중하게 여기는 보석이었다. 오팔은 호주의 대표 보석이기도 하다. 오팔 중 석화된 나무가 오팔을 특성을 띄는 광석에 의해 완전히 대체된 것을 화석오팔, Xylopal이라고 하는데 이것도 보석으로 사용된다.

 

합성오팔

오팔은 인공으로 제조될 수 있으며 1974년 스위스의 과학자 Pierre Gilson에 의해 제조되었다. 구형의 실리카가 규칙적으로 쌓여 있거나 실리카에 의해 형성된 공극이 규칙적으로 쌓여 있어 오팔의 색상을 띄는 화합물을 오팔이라고 부르기도 한다. 일반적으로 천연 오팔은 무늬가 불규칙적이고 자연스러운데 비해 합성오팔은 무늬가 매우 규칙적이다. 또한 천연 오팔은 자외선(UV)아래서 무반응 이거나 약한 형광이 발생하는 경우가 많으나, 합성 오팔은 자외선을 비췄을 때 강한 형광이 종종 나타난다.

 

그림. 다양한 종류의 합성오팔

주요 산출지

세계 오팔 생산의 약 95%는 호주에서 이루어지며, 쿠버 페디(Coober Pedy), 라이트닝 리지(lightning Ridge), 안다무카(Andamooka)가 대표적이다. 이 외에도 멕시코 Querétaro , 브라질, 에티오피아 Menz Gishe, Shewa, Wollo, 미국 네바다주 Virgin Valley, 아이다호 등에서도 채굴된다.

 

문화·역사

오팔은 고대 그리스어인 opallios, 혹은 라틴어인 opalus에서 기인한 것으로 여겨진다. 영어 단어 중 opaque도 오팔에서 유래한 것으로 여겨진다. 혹은 산스크리트어에서 유래했다고 하는 주장도 존재한다. 고대 로마 시대 오팔은 희망과 사랑의 보석으로 여겨졌으며 ‘보석 중의 여왕’으로 불렸다. 중세 유럽에서는 행운과 보호의 의미를 지녔고, 도둑을 위한 수호 원석으로 여겨졌다. 19세기 무렵 윌터 스콧의 가이어슈타인의 앤이라는 소설이 출간된 이후 문학과 전설 속에서 ‘불운의 돌’로 여겨지기도 하여 한동안 오팔의 판매량이 감소하기도 했다. 오팔은 10월의 탄생석으로 여겨진다.

 

경제·산업적 중요성

오팔은 높은 희소가치로 보석 산업뿐 아니라 예술품과 조각품 제작에도 활용된다. 다양한 색상이 나타나며 원산지가 한정되어 있어 원석과 연마된 형태 모두 높은 경제적 가치를 갖는다. 실험실에서 특정 조건에 의해 광학적 효과를 가지는 합성오팔을 디스플레이 및 각종 광학효과를 일으키는 데 사용하는데 연구되기도 한다.

 

오팔의 관리

오팔은 높은 수분 함량 때문에 급격한 온도 변화나 건조로 균열될 수 있다. 따라서, 직사광선, 강한 열, 히터 근처에 두는 것은 좋지 않다. 또한 모스경도가 약 5.5~6.5로 다른 보석보다 무른 편이기 때문에 강한 충격과 화학물질 접촉은 피하고, 적절한 습도 환경에서 보관하는 것이 권장된다. 세척할 때 따뜻한 물과 부드러운 천으로 닦는 것이 좋으며, 강한 세제, 화학약품, 초음파 세척기 등은 피하는 것이 좋다. 뜨거운 소금물, 염기, 메탄올 및 각종 산 등도 조심해야 한다.