경석고

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1. 개요
2. 산출
3. 명칭 역사
4. 기타 용도
5. 지반 문제
참조

1. 개요

경석고는 증발암 퇴적층에서 석고와 함께 발견되는 무수 황산칼슘 광물이다. 수용액에서 나트륨 또는 염화칼륨이 과량으로 존재하고 온도가 40°C를 초과하면 침전되며, 소금 분지에서 흔히 볼 수 있다. 경석고는 페르시아만 사브카의 조간대 환경, 소금 돔의 캡록 형성, 화성암 등 다양한 환경에서 생성된다. 1804년 아브라함 고트로브 베르너에 의해 명명되었으며, 과거에는 무리아사이트, 카르스테나이트 등으로 불리기도 했다. 경석고는 조각품 제작 및 지반 문제와 관련하여 사용되기도 한다.

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경석고
일반 정보
멕시코 치와와산 경석고
화학식	CaSO₄
분류	황산염 광물
IMA 기호	Anh
결정학적 정보
결정계	사방정계
공간군	Amma
단위 세포	a = 6.245(1) Å, b = 6.995(2) Å, c = 6.993(2) Å; Z = 4
물리적 성질
색상	투명한 경우 무색에서 옅은 파란색 또는 보라색, 불순물로 인해 흰색, 연보라색, 장미색, 옅은 갈색 또는 회색
결정형	드문 판상 및 기둥 모양 결정. 일반적으로 섬유질, 평행한 맥상으로 나타나고, 이는 쪼개짐 조각으로 부서짐. 또한 알갱이 모양, 덩어리 모양 또는 결절 모양 덩어리로 나타남.
쌍정	{011}에서 단순하거나 반복적으로 나타남, {120}에서 접촉 쌍정은 드묾
쪼개짐	[010] 완전, [100] 완전, [001] 좋음 (유사 입방체 조각 생성)
파괴	조개껍질 모양
굳기 정도 (모스 척도)	3.5
광택	{010}에서 진주 광택, {001}에서 유리질 ~ 기름 광택, {100}에서 유리질
굴절률	nα = 1.567–1.574, nβ = 1.574–1.579, nγ = 1.609–1.618
광학적 성질	축성(+)
복굴절	δ = 0.042–0.044
다색성	보라색 종류의 경우 X = 무색에서 옅은 노란색 또는 장미색, Y = 옅은 보라색 또는 장미색, Z = 보라색.
2V	56–84°
조흔색	흰색
비중	2.97
용융점	200 °C
투명도	투명 ~ 반투명
기타 특징	일부 표본은 형광을 띠며, 가열 후에는 더 많은 표본이 형광을 띔

2. 산출

무수석고는 증발암 퇴적층에서 석고와 함께 발견되거나, 소금 분지에서 흔히 발견된다. 또한, 소금 돔이 캡록(덮개암)을 형성할 때 다량의 무수석고가 생성되기도 한다.

2. 1. 퇴적 환경

무수석고는 증발암 퇴적층에서 석고와 함께 가장 흔하게 발견된다. 예를 들어, 1794년 티롤 할 근처의 소금 광산에서 처음 발견되었다. 이러한 경우, 지표면에 가까울수록 지하수의 흡수에 의해 무수석고가 석고로 변질되었기 때문에 깊이가 중요하다.^[7]

수용액에서 황산칼슘은 석고의 결정으로 침전되지만, 용액에 나트륨 또는 염화칼륨이 과량으로 존재하는 경우, 온도가 40°C를 초과하면 무수석고가 침전된다. 이것은 광물이 인공적으로 생성된 한 가지 방법이며, 자연에서의 생성 방식과 동일하다. 이 광물은 소금 분지에서 흔히 볼 수 있다.^[7]

무수석고는 페르시아 만 사브카(sabkha)의 조간대 환경에서 대규모 교결 작용에 의한 치환 결핵으로 산출된다. 이러한 결핵상 덩어리의 단면은 그물 모양을 하고 있으며, “치킨와이어 무수석고(chicken-wire anhydrite)”라고 불린다. 결핵상 무수석고는 다양한 퇴적 환경에서 석고의 치환으로 생성된다.^[7]

2. 2. 화성암

무수석고는 일부 화성암에서 발견되었는데, 예를 들어 칠레 엘 테니엔테의 관입성 섬록암 플루톤과 멕시코 엘 치촌 화산에서 분출된 트라키안데사이트 부석에서 발견되었다.^[10]

2. 3. 열화학적 황산염 환원

엄청난 양의 무수석고는 소금 돔이 캡록(덮개암)을 형성할 때 생성된다. 무수석고는 소금 돔 광물의 1~3%를 차지하며, 일반적으로 할라이트가 간극수에 의해 제거될 때 소금 상단에 덮개(캡)로 남는다. 전형적인 캡록은 소금층 위에 무수석고층, 그 위에 석고 패치, 그리고 그 위에 방해석 층이 쌓인 형태이다.^[8] 석유층에서 고온의 탄화수소와 무수석고의 상호작용은 황산염(SO|4|2–^영어)을 황화수소(H₂S)로 환원시키고 동시에 방해석을 침전시킨다.^[9] 이 과정을 열화학적 황산염 환원(TSR)이라고 한다.

3. 명칭 역사

안하이드라이트라는 이름은 결정수가 없다는 점에서 석고와 대조적으로 1804년 아브라함 고트로브 베르너가 명명했다. 이 광물의 일부 구식 이름으로는 무리아사이트와 카르스테나이트가 있는데, 전자는 더 이전의 이름으로, 이 물질이 염화물이라는 인식하에 붙여진 것이다.^[11] 뒤틀린 덩어리 모양으로 산출되는 특이한 변종은 트라이프스톤으로 알려져 있으며, 베르가모 근처 코스타 볼피노의 롬바르디에서 산출되는 인편상 입상 변종은 불피나이트로 알려져 있는데, 후자는 장식용으로 절단 및 연마된다.^[11]

페루산 반투명 연청회색 변종은 ''안젤라이트''라는 상품명으로 거래된다.^[11]

4. 기타 용도

영국 위드니스에 있는 촉매 과학 발견 센터(Catalyst Science Discovery Centre)에는 유나이티드 황산 공사(United Sulphuric Acid Corporation)를 위해 무수석고 조각으로 만든 무수석고 가마의 부조가 있다.

오펠리아 고든 벨(Ophelia Gordon Bell)이 만든 석고로 만든 무수석고 가마의 부조

독일 슈타우펜 임 브라이스가우(Staufen im Breisgau)시의 광범위한 구조적 피해는 2007년 지열 시추 프로젝트로 인해 지하수가 도시 아래의 무수석고층으로 유입되어 무수석고가 석고로 변하면서 불균일한 지반 팽창이 발생했기 때문이다.

5. 지반 문제

영국 위드니스(Widnes)에 있는 촉매 과학 발견 센터(Catalyst Science Discovery Centre)에는 유나이티드 황산 공사(United Sulphuric Acid Corporation)를 위해 무수석고 조각으로 만든 무수석고 가마의 부조가 있다.

2007년 독일 슈타우펜 임 브라이스가우(Staufen im Breisgau)시에서 발생한 광범위한 구조적 피해는 지열 시추 프로젝트로 인해 지하수가 도시 아래의 무수석고층으로 유입되어 무수석고가 석고로 변하면서 불균일한 지반 팽창이 발생했기 때문이다.

참조

_[1] 논문 IMA–CNMNC approved mineral symbols 2021
_[2] 서적 Manual of Mineralogy https://archive.org/[...] John Wiley and Sons 1985
_[3] 웹사이트 Anhydrite http://webmineral.co[...]
_[4] 웹사이트 Anhydrite http://www.mindat.or[...]
_[5] 웹사이트 Anhydrite http://rruff.geo.ari[...]
_[6] 서적 An Introduction to the Rock=Forming Minerals Pearson Education 1992
_[7] 서적 Encyclopedia of Sediments & Sedimentary Rocks Springer 2003
_[8] 논문 Origin of Gulf Coast salt-dome cap rock December 1976
_[9] 논문 Origin of 'exotic' minerals in Mississippi salt dome cap rocks: results of reaction-path modeling September 1996
_[10] 논문 Primary igneous anhydrite: Progress since its recognition in the 1982 El Chichón trachyandesite
_[11] 웹사이트 Angeleite http://www.mindat.or[...]
_[12] 서적 Manual of Mineralogy https://archive.org/[...] John Wiley and Sons 1985
_[13] 웹인용 Anhydrite http://webmineral.co[...]
_[14] 웹인용 Anhydrite http://www.mindat.or[...]
_[15] 웹인용 Anhydrite http://rruff.geo.ari[...]

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