광물이란 암석으로 이루는 작은 알갱이 이다.
광물과(Mineral)과 암석(Rock)
암석의 원천은 마그마이며 마그마가 식어가면서 굳어질 때의 화학 성분, 온도와 압력 및
냉각속도 등에 의해서 여러 가지 암석이 만들어진다. 이러한 현상을 마그마의 분화작용
이라 하는데, 엄밀히 말하면 암석이 생기는 것이 아니라 광물이 생기는 것이고, 이런 광
물들이 모여서 암석이 되는 것이다.
그럼 암석과 광물의 차이는 무엇일까요?
광물(Mineral)이란?
광물은 지구를 구성하는 가장 작은 단위의 물질인데, 자연적으로 만들어진 것이어야 하
며 고체이며 일정한 화학적인 조성(성분)을 유지하고 원자의 배열이 규칙적인 물질이어
야 한다. 즉, 인간이 필요에 의해서 만든 유리(glass), 온도에 따라 액체로 변하는 얼음
(ice), 여러 광물로 나눌 수 있는 화강암(granite) 등은 광물이 아니다.
천연에서 무기적 과정을 통해 생성되고, 고유한 화학적, 물리적 성질과 일정한 결정 구조
를 가진 고체물질
1) 천연 물질 이여야 한다.
-자연계에서 산출되는 천연 물질
2) 무기적 과정을 통해 생성된...
-동물이나 식물의 생태와는 무관하게 만들어지는 물질이여야한다.
ex) 산호, 호박, 진주등은 광물이 아니다.
3) 고유한 화학 성분과 물리적 성질을 가진...
-하나 또는 여러 종류의 화학 원소가 일정한 비율로 결합되어 있는
화합물이며, 동일한 광물일 경우에는 산출지와 관계없이 항상 기본적인
화학성분, 굴절율, 비중, 경도 등의 물리적 성질도 일정해야 한다.
4) 일정한 결정구조를 가진...
-이를 구성하는 원자가 규칙적인 방식으로 정렬되어 있어야한다.
결정질 : 원자들이 공간적으로 어떤 일정한 방식으로 배열되어 있는
물질의 내부 상태
ex) 다이아몬드 - 사면체, 등축정계
녹주석 (에머럴드) - 육각형, 육방정계
비정질 (준광물) : 구성 원자가 일정하게 정렬되어 있지않은 상태
ex) 흑요석, 오팔, 유리 등
5) 반드시 고체이여야 한다.
-액체나 기체는 광물이 될 수 없다.
액체 상태인 물은 광물이 아니지만, 한겨울에 얼음으로 변했다면 이는
광물이다.
암석의 분류
(1) 화성암
지하의 마그마가 땅 속 깊은 곳에서 서서히 굳어지거나 또는 지표로 솟아나온 후 굳어 져
만들어진 복합 암석이다.
화성암에서는 투어멀린, 토파즈, 자수정 등이 산출된다.
화성암은 형성된 위치에 따라 다시 심성암 과 화산암으로 분류되어진다.
* 심성암 - 마그마가 땅 속 깊은 곳에서 천천히 냉각되어 만들어지며, 마그마 내에 있는
100여 종의 원소들이 서로 결합하여 육안으로도 식별이 가능할 정도의 크
기인 광물 결정을 형성한다
* 화산암 - 고온고압 상태의 마그마가 균열된 곳을 따라 지표면으로 분출한 후 급격히
식 어져서 만들어진 암석으로서, 구성 광물의 입자가 작아서 육안으로는 식별
이 안된다.
(2) 퇴적암
암석이 지표에 노출되면 비, 바람, 눈, 빙하 작용 등에 의해 끊임없이 풍화되고 운반된 후
호수 또는 바다 밑에 쌓이게 된다. 이때 쌓여진 물질을 퇴적물이라 하며, 단단해지면 이
를 퇴적암이라 부른다.
퇴적암에서 산출되는 대표적인 보석으로는 오팔이 있다.
(3) 변성암
화성암과 퇴적암이 지하에서 높은 온도를 가지는 마그마와 만나거나 높은 압력을 받게
되면 원래 암석의 화학 성분, 구조, 조직 등에 변화가 일어나 새로운 형태의 암석이 만들
어 지는데, 이것을 변성암이라고 한다
보석과 산지
보 보 석 명 산 지 다 이 옵 사 이 드 미얀마, 남아프리카 공화국,인도(스타석), 러시아 데 만 토 이 드 러시아 라 피 스 라 줄 리 아프가니스탄, 러시아, 칠레 래브라도라이트 펠드스파 캐나다, 마다가스카르, 핀란드, 미국, 호주, 멕시코 로 도 나 이 트 호주, 미국, 러시아, 스웨덴, 일본, 멕시코 로 도 크 로 사 이 트 아르헨티나, 미국, 일본, 멕시코 말 라 카 이 트 러시아, 미국, 자이레 문 스 톤 스리랑카, 린도, 미얀마, 마다가스카르, 탄자니아 제 이 다 이 트 미얀마, 미국, 자이레 코 럴 이태리, 일본, 호주 선 스 톤 노르웨이, 미국, 인도 소 달 라 이 트 캐나다, 브라질, 나미비아 수 정 브라질, 마다가스카르, 스위스, 러시아, 한국 스페사르타이트 가닛 스리랑카, 미얀마, 브라질, 마다가스카르 스 포 듀 민 브라질, 미국, 마다가스카르 스 피 넬 미얀마, 스리랑카, 브라질, 호주, 태국 아 마 조 나 이 트 캐나다, 인도, 미국, 브라질 아 이 도 크 레 이 즈 이태리, 캐나다, 스위스, 미국 아 이 올 라 이 트 미얀마, 인도, 마다가스카르, 스리랑카 안 달 루 사 이 트 브라질, 스리랑카, 스페인, 프랑스 알 만 다 이 트 가닛 인도, 스리랑카, 마다가스카르, 탄자니아, 잠비아 오 팔 호주(화이트, 블랙오팔), 멕시코(파이어 오팔), 브라질 옵 시 디 언 멕시코, 미국, 일본, 아이슬란드 조 이 사 이 트 탄자니아(탄자나이트) 지 르 콘 스리랑카, 캄보디아, 미얀마 진 주 일본, 남태평양, 중국, 호주 차 보 라 이 트 케냐, 탄자니아, 파키스탄 칼 사 이 트 멕시코, 미국, 아이슬란드 칼 세 도 니 브라질, 인도, 마다가스카르, 우루과이 크 리 소 베 릴 스리랑카, 러시아, 브라질, 잠비아 터 쿼 이 즈 이란, 미국, 이집트 토 파 즈 브라질, 미얀마, 스리랑카, 미국, 멕시코 투 어 멀 린 브라질, 마다가스카르, 미국, 아프리카 툴 라 이 트 노르웨이, 짐바브웨, 미국, 호주, 일본 파 이 로 프 가닛 남아프리카 공화국, 스리랑카, 미국, 러시아 페 리 도 트 이집트, 미얀마, 노르웨이 플 로 라 이 트 미국, 영국, 이태리, 캐나다, 독일 헤 마 타 이 트 이태리, 브라질, 멕시코 헤 소 나 이 트 스리랑카, 브라질, 캐나다 앰 버 발트해 연안, 시칠리아 섬, 루마니아, 미얀마
보석의 산지
루비, 사파이어는 미얀마, 스리랑카, 태국, 호주 등지에서 많이 생산되고 있으며 그중에
서도 미얀마 몽슈 지역과 모곡 지역은 세계적인 루비 산지로 유명하다.
태국은 오랜 전통을 지닌 루비의 산지이다. 그러나 태국산 루비는 색이 어둡고 브라운색
에 가깝다. 이러한 태국 루비 컬러의 특징을 ‘샴’ 컬러라고 하는데 미국에서는 이 컬러를
버마 루비 컬러와 마찬가지로 선호하기도 한다.
스리랑카 사파이어는 세일론 사파이어라고 하여 가장 좋은 색의 사파이어를 지칭하는
단어로 사용된다. 사실 사파이어는 예전에는 인도의 캐시미어 지방에서 생산되는 것을
최고로 여겼으나 지금은 거의 고갈되어 생산량이 아주 적다.
에메랄드는 콜롬비아에서 생산되는 것을 최고 품질로 간주하며 이 외에도 브라질, 인도,
남아프리카 등지에서 생산된다.
좋은 품질의 알렉산드라이트와 데만토이드는 러시아에서 산출되며, 최대의 아콰마린
산출지는 브라질이다.
한국에서는 자수정, 진주, 네프라이트가 주로 생산된다.
보석의 생성과정
빛나는 아름다움과 희귀함으로 인간의 마음을 사로잡는 보석들은 과연 어떻게 하여 암석
속에서 생성되는 것일까?
그 탄생의 의문으로, 신비로움을 더하는 보석의 생성과정을 살펴보자.
광물과 암석은 본래 뜨거운 마그마가 식어서 굳어진 것이거나 또는 지각의 균열로 인해
지상으로 솟아올라 복잡한 분화과정을 거쳐 형성된다. 즉 특별한 성분이 농축되고, 수분
이 많아진 고온·고압의 열수액이라는 일종의 수용액 속에서 특이한 광물이 이루어지는
것이다.
바로 이러한 과정을 통해서 금속 광물과 기타 광물의 광상이 생겨나는데 이런 현상이 일
어나는 동안에 한쪽에서는 자연의 미묘한 차이로 인해 아름다운 보석으로 탄생할 결정이
생겨나는 것이라 추측되고 있다.
물론 보석의 종류에 따라 생성과정도 각기 다르다.
그러나 대체로, 일반적인 광상이 생겨나는 과정은 비슷한데 우리 주변예서 흔히 볼 수 있
는 하나의 광석이 지하에서 형성되는 과정을 대략 설정해서 하나의 보석 이 탄생되는 과
정을 살펴보자.
우선 지하에 녹아있던 마그마가 화산 활동으로 지표 가까이로 솟아올라 급격히 온도가
내려 가 굳어졌다고 가정하자.
이런 경우에 그 속에서 여러가지 광물결정이 생기게 되고, 또 성장할 만한 틈이 없으므로
마그마는 그대로 고체가 되어버린다.
그렇게 만들어진 고체는 유리질이 되므로 천연유리의 암석이 생긴다. 이 암석은 대부분
철분이 많아 까만색을 띄게 되는데 그것이 바로 흑요석이라는 광물이 되는 것이다.
화산이 많은 일본에서는 흑요석이 매우 많이 산출된다. 특히 나가노현의 흑요석의 십승
석은 유명하다.
그러나 이와달리 만약 마그마가 매우 천천히 솟아올라 오랜 세월에 걸쳐 식게되면 우선
자철광 등 결정이 되기 쉬운 광물이, 녹아있는 마그마 속에서 분리되고 그것이 한곳에 모
여 철의 광상을 만든다.
그런데 철광석이 반드시 보석과 관계가 없는 것만은 아니어서 해마다 이트 같은 것은 산
화철로 이루어진 검은 보석의 하나로서 잘 알려져 있기도 하다.
한편 마그마로부터 무거운 광물이 먼저 분리됨에 따라 마그마 속의 수분이 늘어나면 유
동성도 좋아지고 압력도 높아져 열수액의 상태가 된다.
열수액은 온도와 압력이 높으므로 여러 물질이 녹아내릴 수 있다.
그런 열수액이 바위의 균열 속으로 들어가서, 점점 온도가 내려가게 되면 그 속에서 여러
가지 결정을 이루어 된다.
이렇게 생성되는 것이 수정, 장석, 운모. 전기석, 석류석, 녹주석, 토파즈, 휘석, 각섬
석 등이고, 이런 것들의 규모가 커진 것을 페그마타이트라고 한다.
이 페그마타이트에서도 여러가지 보석이 채집되고 있는데 자수정, 토르말린, 가네트,
아쿠아마린, 토파즈 등이 여기서 나오는 보석들이다.
그리고 마그마가 수성암(퇴적암)과 접촉했을 때에, 그 경계면을 따라서 여러가지 광물이
생기는 경우가 있다.
특히 석회암과 화강암의 접촉부분 등에서 그런 현상이 보이는데 지질학 용어로는 그렇게
특별한 광물이 모여 있는 장소를 접촉광상이라고 부른다.
동광산(銅讓山), 연광산(銘鑛山) 등에는 접촉광상이 많은데 이런 장소에서도 보석이 될만
한 광물이 다수 생성된다.
스리랑카의 라트나푸라에서 산출되는 여러 보석들도 석회암과 화강암의 접촉으로 생겨
난 광물이 침식작용에 의해서 자갈과 함께 강바닥에 퇴적된 것으로 추측되고 있다.
루비, 사파이어, 토르말린, 토파즈, 가네트, 지르콘, 캐츠아이, 알렉산드라이트, 문
스톤 등 헤아릴 수 없을 만큼 여러종류의 보석이 여기에 해당한다.
그러나 석회암과 화강암이 접촉했다고 해서 반드시 이와 같은 보석이 생긴다고는 할 수
없다. 각각의 모암 성분과 온도·압력·접촉시간 등 복합적인 요인이 어우러져야만 보석이
탄생하기 때문이다.
또 기성광상(氣狹鑛章)이라고 하여, 높은 온도의 중기형태로 각종 광물성분이 지하로부
터 상승해서 틈이 큰 암석사이로 들어가, 그곳에 결정체를 만드는 경우가 있다. 그 모태
가 되는 암석으로는 결정 편암류와 퇴적암 등이 있다.
콜롬비아의 에메랄드는 흑색 항암(貢崙)의 균열로부터 생긴 암석 속에서 산출되지만,
브라질과 아프리카의 에메랄드는 편암 속에서 산출된다고 추측된다.
지하의 깊은 곳에서 높은 압력하에 결정이 만들어지는 보석으로는 다이아몬드가 있
는데, 다이아몬드는 수만 기압에서 섭씨 3천도가 넘는 열을 가하면 탄소가 결정을 이루
어 생기는 것이다.
이처럼 높은 압력을 받아서 형성되는 보석으로는 비취도 해당된다.
한편 보석 중에는 높은 온도의 마그마와는 관계없이 물에 녹는 규산(이산화규소)이 침
전되어 생기는 것도 있다.
오팔, 마노, 옥등이 그러한 작용에 의해 생긴다.