전기석

3. 화학적 조성 및 종류

전기석 광물 그룹은 화학적으로 가장 복잡한 규산염 광물 그룹 중 하나이다. 동형 치환(고용체) 때문에 조성이 매우 다양하며, 일반 공식은 다음과 같이 나타낼 수 있다.^[12]

• X = Ca, Na, K, ▢ = 결손
• Y = Li, Mg, Fe²⁺, Mn²⁺, Zn, Al, Cr³⁺, V³⁺, Fe³⁺, Ti⁴⁺, ▢ = 결손
• Z = Mg, Al, Fe³⁺, Cr³⁺, V³⁺
• T = Si, Al, B
• B = B, ▢ = 결손
• V = OH, O
• W = OH, F, O

국제광물학회에 의해 2023년 현재 39종이 승인되었다.^[36] (그 외 승인되지 않은 종도 존재한다.)

• 철전기석 (schorl^영어): NaFe₃Al₆(BO₃)₃Si₆O₁₈(OH)₄. 주로 화강암이나 화강암질 페그마타이트에 산출된다.
• 감람석전기석 (dravite^영어): NaMg₃Al₆(BO₃)₃Si₆O₁₈(OH)₄. 주로 변성암 속에 산출된다.
• 리시아전기석 (elbaite^영어): Na(Li,Al)₃Al₆(BO₃)₃Si₆O₁₈(OH)₄. 페그마타이트에 산출된다.
• 플루오르-리디코아타이트 (Fluor-liddicoatite^영어): Ca(Li₂Al)Al₆(BO₃)₃Si₆O₁₈(OH)₃F.
• 올레나이트 (olenite^영어): NaAl₃Al₆(Si₆O₁₈)(BO₃)₃O₃(OH).
• 철회전기석 (feruvite^영어): CaFe₃(Al₅Mg)(BO₃)₃Si₆O₁₈(OH,F)₄.
• 회전기석 (uvite^영어): CaMg₃(Al₅Mg)(BO₃)₃Si₆O₁₈OH₄.
• 플루오르-우바이트 (Fluor-uvite^영어): CaMg₃(Al₅Mg)(BO₃)₃Si₆O₁₈F₄.
• 포이타이트 (foitite^영어): □Fe₂AlAl₆(BO₃)₃Si₆O₁₈(OH,F)₄. 조성에 빈자리가 포함되기 때문에 큰 결정을 형성하지 않는다.
• 감람석포이타이트 (magnesiofoitite^영어): □Mg₂AlAl₆(BO₃)₃Si₆O₁₈(OH,F)₄. 야마나시현에서 발견된 일본산 신광물^[37][38] 외관상으로는 포이타이트와 구별할 수 없다.
• 마루야마전기석 (maruyamaite^{영어[39][40]}): K(MgAl₂)(Al₅Mg)(BO₃)₃(Si₆O₁₈)(OH)₃O. 다이아몬드와 공존한다. 이름은 마루야마 시게노리(丸山茂徳)에서 유래하였다.^[41][42]

4. 물리적 성질

전기석은 삼방정계 결정계에 속하는 육방환 사이클로실리케이트이다. 보통 삼각형 단면을 가진 길고 가늘거나 두꺼운 주상 또는 기둥 모양의 결정으로 산출되며, 종종 굽은 줄무늬 면을 가진다. 결정 끝의 종결 형태는 때때로 비대칭적이며, 이를 반대극성이라고 한다.^[17][18] 미세 입자의 화강암인 아플라이트에서 작고 가는 주상 결정이 흔히 발견되며, 방사상 데이지 모양의 패턴을 형성하는 경우가 많다. 전기석은 삼각형 프리즘으로 구별되는데, 다른 일반적인 광물에는 세 면이 없는 것이 특징이다. 프리즘 면에는 종종 수직 줄무늬가 많아 둥근 삼각형 효과를 낸다. 완벽한 자형 전기석은 드물다. 예외적으로 서호주 인니에타라의 고품질 드라바이트 전기석이 있다.

전기석 결정은 6원환 실리카 고리가 나트륨과 같은 큰 양이온에 결합하는 단위로 구성된다. 이 고리는 아래쪽으로 금속 이온과 수산기 또는 할로겐 층에 결합하는데, 이는 구조적으로 카올리나이트 조각과 유사하다. 이것은 다시 세 개의 삼각형 붕산염 이온에 결합한다. 끝과 끝이 연결된 단위는 결정의 길이를 따라 기둥을 형성한다. 각 기둥은 단일 단위의 수직 길이의 1/3과 2/3만큼 오프셋된 다른 두 개의 기둥과 결합하여 세 개의 기둥으로 이루어진 다발을 형성한다. 다발들은 함께 쌓여 최종 결정 구조를 형성한다. 이웃 기둥이 오프셋되어 있기 때문에 기본 구조 단위는 단위세포가 아니다. 이 구조의 실제 단위 세포에는 인접 기둥에 속한 여러 단위의 일부가 포함된다.^[17][18]

투르말린은 다양한 색상을 가진다. 철이 풍부한 투르말린은 보통 검은색에서 푸른빛이 도는 검은색, 진한 갈색을 띠는 반면, 마그네슘이 풍부한 투르말린은 갈색에서 노란색을 띠며, 리튬이 풍부한 투르말린은 파란색, 녹색, 빨간색, 노란색, 분홍색 등 거의 모든 색상을 띤다. 드물게 무색인 경우도 있다. 결정화 과정에서 유체 화학의 변화를 반영하여 이색성과 다색성 결정이 흔하다. 결정은 한쪽 끝이 녹색이고 다른 쪽 끝이 분홍색이거나, 바깥쪽은 녹색이고 안쪽은 분홍색일 수 있다. 이러한 유형은 수박 투르말린이라고 하며 보석으로서 높이 평가된다.^[19] 어떤 종류의 투르말린은 이색성을 나타낸다. 즉, 다른 방향에서 볼 때 색이 변한다.^[20]

5. 산출지

전기석은 화강암과 화강암 페그마타이트, 그리고 편암과 대리암과 같은 변성암에서 발견된다. 흑전기석과 리튬이 풍부한 전기석은 일반적으로 화강암과 화강암 페그마타이트에서 발견된다. 마그네슘이 풍부한 전기석인 드라바이트는 일반적으로 편암과 대리암에 국한된다. 전기석은 내구성이 강한 광물이며, 사암과 역암에서 미량의 입자로 발견될 수 있고, 고도로 풍화된 퇴적물의 ZTR 지수의 일부이다.^[24]

보석 및 표본용 투르말린은 주로 브라질과 탄자니아, 나이지리아, 케냐, 마다가스카르, 모잠비크, 말라위, 나미비아를 포함한 아프리카의 여러 지역에서 채굴된다. 또한 파키스탄, 아프가니스탄, 인도네시아뿐만 아니라 스리랑카와 인도(일부는 보석으로 사용하기에 적합한 사광상 물질이 발견됨)^[25] 등 아시아에서도 채굴된다.

6. 용도

전기석은 세계적으로 풍부한 광물이지만, 구리를 함유하는 일부는 보석으로, 특히 "파라이바 토르말린"은 희귀하게 여겨진다.^[43] 파라이바 토르말린은 브라질산과 아프리카산이 있으며, 브라질산은 색이 진하고 아프리카산은 옅은 색을 띤다.

무색, 보라색, 청색, 녹색, 황색, 갈색, 적색, 분홍색, 흑색 등 다양한 색상을 띠며, 과거에는 색깔에 따라 다른 돌로 여겨져 각기 다른 이름이 붙었다.

• 아쿠아이트(무색)
• 루벨라이트(적색, 분홍색)
• 시벨라이트(적자색)
• 인디고라이트(청색)
• 드라바이트(갈색 또는 황색)
• 쇼ール(블랙 투르말린, 흑색)
• 파라이바(네온 블루, 네온 그린)
• 바이컬러(두 가지 색이 혼재)
• 파티컬러(세 가지 이상의 색이 혼재)
• 워터멜론(적색 또는 분홍색 + 녹색, 바이컬러의 일종)

7. 전기석과 관련된 논란

일부 업체들은 전기석이 음이온을 방출하여 혈액 순환 개선, 통증 완화, 피로 해소 등 다양한 건강 효과가 있다고 광고한다. 그러나 이러한 주장은 과학적으로 충분히 검증되지 않았으며, 허위 과장 광고일 가능성이 있다.^{[43][44][45][49]}

1990년대 후반부터 2000년대 초반까지 전기석을 활용한 제품이 주목받으면서 관련 연구도 진행되었다. 전기석을 넣은 천과 그렇지 않은 천을 비교했을 때, 원적외선 효과와 부교감신경 우위에 따른 이완 효과가 있는 것으로 나타났다.^[43] 누에 먹이에 전기석을 사용하면 전기석이 함유된 실크가 만들어진다.^[44] 전기석 목걸이와 전기석을 넣은 시트는 일반 침구보다 부교감신경 우위가 확인되었다.^[45] 전기석과 제올라이트를 혼합한 목걸이와 시트에서 나오는 적외선은 밀도가 높을수록 많이 발생하며, 사용하면서 타르 같은 덩어리가 생겨 감소하는 것으로 알려졌다.^[46] 전기석 분말은 커피의 산미를 특징으로 하는 클로로겐산 증가를 막아 커피를 오랫동안 맛있게 보관할 수 있게 해준다고 여겨졌다.^[47]

그러나 공학자 안이 이타루(安井至)는 2003년에 전기석이 과열이나 응력에 의해 전압을 발생시키지만, 정지 상태이거나 분말 형태일 때는 지속적으로 발생하지 않으며, 오히려 방사능이 발생할 수 있으므로, 전력이 발생하는(마이너스 이온) 제품은 속임수라고 주장했다.^[48] 한편, 전기석을 분말화하여 합성수지로 압력을 가해 고정한 섬유가 반영구적으로 마이너스 이온을 방출한다고 알려져 있지만, 혈액 검사 결과 혈액 특징에 영향을 미치지는 않는 것으로 나타났다.^[49]

참조

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