사장석

3. 구성

사장석은 칼슘을 함유한 회장석(Anorthite)과 나트륨을 함유한 조장석(albite)의 고용체이다. 주로 규산염으로 된 석질 운석인 콘드라이트 등은 휘석이나 감람석, 사장석으로 구성되어 있으며, 고온(약 1500℃)에서 녹아 맨틀 외곽을 구성한다. 사장석은 나트륨과 칼슘의 함량에 따라 풍화 강도가 달라지는데, 칼슘이 많을수록 풍화에 약하고, 나트륨이 많을수록 강하다.^[8][9]

사장석의 조성은 로 쓸 수 있으며, 여기서 ''x''는 순수한 조장석의 경우 0에서 순수한 회장석의 경우 1까지이다. 사장석의 특정 시료 조성은 일반적으로 시료 내 회장석의 몰%로 표현된다. 예를 들어, 40 mol% 회장석인 사장석은 An40 사장석으로 설명된다.^[10]

조장석과 회장석의 비율에 따라 다음과 같이 분류된다.

사장석 광물과 조성^[8][9]

이름	% CaAl2Si2O8 (회장석)	% NaAlSi3O8 (조장석)	이미지
회장석	90–100	10–0
아회장석	70–90	30–10
래브라도라이트	50–70	50–30
중성장석	30–50	70–50
회조장석	10–30	90–70
조장석	0–10	100–90

4. 산출

사장석은 캐낼 때 불규칙한 모양으로 산출되는 것이 일반적이다. 이탈리아 서부 알프스, 미국 버지니아에서 산출된다. 또한 미국 캘리포니아의 편암 암맥에서도 결정이 작고 뚜렷한 사장석이 산출된다. 브라질에서는 페그마타이트에서 매우 큰 사장석 결정이 산출된다. 그 외에 스위스, 오스트리아, 이탈리아 엘바섬 등 여러 곳에서 사장석 결정이 산출된다.^[27]

5. 생성

사장석은 저철분암에서 저압에서 형성되는 주요 알루미늄 함유 광물이다.^[19] 원시 마그마에서 가장 먼저, 그리고 가장 풍부하게 결정화되는 장석이다. 회장석(Anorthite)은 조장석(albite)보다 융점이 높아 칼슘이 풍부한 사장석이 먼저 결정화된다. 온도가 떨어짐에 따라 나트륨이 더 풍부한 사장석이 결정화되어 보웬의 반응 계열(Bowen's reaction series)을 형성한다.

5. 1. 변성암에서의 생성

5. 2. 퇴적암에서의 생성

6. 이용 및 기타

사장석은 도자기, 종이 가공, 렌즈의 원료로 사용되며, 연마했을 때 아름다운 면을 가진 조회장석은 건축 자재나 보석으로 이용된다. 달의 대륙에도 사장석이 존재한다고 추정된다. 달의 바다보다 밝은 부분은 사장석과 유사한 성분으로 구성되어 상대적으로 밝게 보인다는 근거가 제시된다.^[6][7]

나트륨이 풍부한 사장석은 유리 및 세라믹 제조에 사용된다. 섬장암은 알루미늄의 원료로 사용될 가능성이 있다. 사장석은 화성암 분류에 중요한 역할을 하며, 지질학자들은 화성암 분류에 사장석을 활용한다.

7. 사장석 계열 구성원

사장석의 조성은 일반적으로 애너타이트(%An) 또는 앨바이트(%Ab)의 전체 비율로 표시된다. 앨바이트와 애너타이트 사이에는 다음과 같은 사장석 종류가 있다.^[8][9][10]

회장석과 앨바이트 사이의 중간 조성 광물은 현장 조사에서 구별하기 쉽지 않다. 비중으로 대략적인 조성을 추정할 수 있지만, 정확한 측정을 위해서는 화학적 또는 광학적 검사가 필요하다.^[8]

7. 1. 종단 성분

• 회장석(Anorthite)은 1823년 구스타프 로제에 의해 그리스어 ἀν-|an-^grc ('아니다') + ὀρθός|orthós^grc ('똑바른')에서 유래되었으며, 문자 그대로 '비스듬한'이라는 뜻으로, 삼사정계 결정 구조를 가리킨다.^[12] 회장석은 비교적 희귀한 광물이지만, 일부 조산대의 염기성 심성암에서 발견된다.^[13]
• 조장석(Albite)은 라틴어 albus|albus^la에서 유래되었으며, 이는 조장석의 유난히 순수한 흰색을 가리킨다. 이 이름은 1815년 요한 고틀리프 간과 옌스 야코브 베르셀리우스에 의해 처음 사용되었다.^[14] 조장석은 비교적 흔하고 중요한 암석 형성 광물로, 수열 변성 작용맥에서, 녹색편암상 변성암과 함께, 더 많은 규산질 암석 유형과 관련되어 있으며, 종종 ''클리블랜드석''으로 불리는 변종으로 페그마타이트 암맥에서 발견되며, 전기석과 녹주석과 같은 희귀한 광물과 연관되어 있다.

7. 2. 중간 구성원

• 아회장석(Bytownite): 캐나다 온타리오주 오타와의 옛 이름인 바이트나이트(Bytownite)에서 이름이 유래되었으며, 더 염기성 암석에서 가끔 발견되는 희귀 광물이다.^[3]

• 래브라도라이트(Labradorite): 래브라도 지역의 이름을 따서 명명되었으며, 가브로나 현무암과 같은 염기성 암석의 특징적인 장석이다. 결정 층상 구조 내에서 빛의 굴절로 인해 무지개빛 색상(래브라도레센스)을 나타내는 경우가 많다.^[3] 핀란드에서 발견되는 스펙트롤라이트는 래브라도라이트의 일종이다.

• 중성장석(Andesine): 안산암(Andesite)과 같은 암석의 특징적인 광물이다.^[3]

• 회조장석(Oligoclase): 화강암과 몬조나이트에서 흔하게 발견된다. 회조장석이라는 이름은 그리스어 ὀλίγος|olígos^grc(작은, 약간)와 κλάσις|klásis^grc(파절)에서 유래되었는데, 이는 벽개 각도가 90°와 크게 다르다는 사실을 나타낸다. 1826년 브라이트하우프트가 처음 사용하였다.^[3] 선스톤은 주로 회조장석에 적철광 조각이 포함된 것이다.

사장석의 광물 조성
% An = % CaAl₂Si₂O₈
% Ab = % NaAlSi₃O₈

이름	% An	% Ab	이미지
회장석	90–100	10–0	--
아회장석	70–90	30–10	--
래브라도라이트	50–70	50–30
중성장석	30–50	70–50	--
회조장석	10–30	90–70
조장석	0–10	100–90

8. 모호로비치치 불연속면

모호로비치치 불연속면은 지각과 상부 맨틀 사이의 경계를 정의하며, 암석에서 장석이 사라지는 깊이로 여겨진다.^[2] 사장석은 지각에서 가장 중요한 알루미늄 함유 광물인 반면, 상부 맨틀의 높은 압력에서 분해되며 알루미늄은 단사휘석에 ''체르마크 분자'' (CaAl2SiO6|CaAl2SiO6^la) 또는 경옥 (NaAlSi2O6|NaAlSi2O6^la) 형태로 통합되는 경향이 있다. 압력이 더 높아지면 알루미늄은 석류석에 통합된다.^[19]

9. 공석 작용

아주 높은 온도에서는 사장석이 칼륨 장석과 고용체를 형성하지만, 냉각 시에는 매우 불안정해진다. 사장석은 칼륨 장석으로부터 분리되는데, 이를 '''공석 작용'''이라고 한다. 그 결과물인 암석은 칼륨 장석 내에 사장석의 미세한 줄무늬(''라멜라'')가 존재하며, 이를 퍼사이트라고 한다.^[9]

조장석과 알바이트 사이의 고용체는 더 낮은 온도까지 안정적으로 유지되지만, 결국 암석이 주변 표면 온도에 가까워지면서 불안정해진다. 그 결과 발생하는 공석 작용은 매우 미세한 라멜라 및 기타 상호 성장체를 형성하며, 일반적으로 정교한 수단을 통해서만 감지된다.^[8] 그러나 안데신에서 래브라도라이트 조성 범위에서의 공석 작용은 때때로 가시광선의 파장과 비슷한 두께의 라멜라를 생성한다. 이는 회절 격자처럼 작용하여 래브라도라이트가 '''유색 효과'''라고 알려진 아름다운 색상 변화를 나타낸다.^[10]

참조

_[1] 논문 IMA–CNMNC approved mineral symbols 2021
_[2] 서적 Manual of Mineralogy Wiley 1980
_[3] 웹사이트 Plagioclase Mineral Data http://webmineral.co[...]
_[4] 웹사이트 Plagioclase 2024-02-13
_[5] 논문 Distribution and variation of plagioclase compositions on Mars
_[6] 서적 Introduction to mineralogy Oxford University Press 2000
_[7] 서적 Manual of mineralogy : (after James D. Dana) Wiley 1993
_[8] 서적 A dictionary of geology and earth sciences Oxford University Press 2013
_[9] 서적 Glossary of geology. American Geological Institute 1997
_[10] 서적 Mineralogy for amateurs. Van Nostrand 1964
_[11] 웹사이트 Minerals Colored by Metal Ions http://minerals.gps.[...] 2023-03-01
_[12] 문서 anorthite
_[13] 서적 An Introduction to the Rock Forming Minerals Longman
_[14] 문서 albite
_[15] 문서 bytownite
_[16] 서적 Gems Butterworth-Heinemann 2006
_[17] 서적 Gemstones of the World Sterling 2007
_[18] 문서 oligoclase
_[19] 서적 Igneous Petrology Freeman, Cooper, and Company 1984
_[20] 논문 The IUGS systematics of igneous rocks
_[21] 논문 Rock Classification Scheme – Vol 1 – Igneous http://nora.nerc.ac.[...] 1999
_[22] 서적 Principles of igneous and metamorphic petrology Cambridge University Press 2009
_[23] 서적 Principles of sedimentology and stratigraphy Pearson Prentice Hall 2006
_[24] 서적 Sedimentology and sedimentary basins : from turbulence to tectonics Wiley-Blackwell 2011
_[25] 서적 Manual of Mineralogy Wiley 1980
_[26] 웹사이트 두산백과 - 사장석 https://terms.naver.[...]
_[27] 웹인용 대교학습백과 - 사장석 http://dlegongbuwara[...] 2017-04-16