남동석
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1. 개요
남동석은 단사정계에서 결정화되는 구리의 이차 광물로, 짙은 푸른색을 띠며 탄산염의 특성으로 염산에 발포하는 특징을 보인다. 구리 광상 산화대에서 공작석과 함께 산출되며, 고대부터 안료, 보석, 장식용으로 사용되었다. 남동석은 공작석에 비해 안정성이 낮아 풍화에 약하며, 구리 광상 탐사의 지표 광물로 활용된다.
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| 남동석 | |
|---|---|
| 위치 정보 | |
| 일반 정보 | |
 | |
| 분류 | 탄산염 광물 |
| 화학식 | Cu3(CO3)2(OH)2 |
| 분자량 | 344.67 g/mol |
| 화학 기호 | Azu |
| 스트룬츠 분류 | 5.BA.05 |
| 결정계 | 단사정계 |
| 공간군 | P21/c |
| 격자 상수 | a = 5.01 Å, b = 5.85 Å, c = 10.35 Å; β = 92.43°; Z = 2 |
| 색상 | 아줄-청색, 짙은 청색에서 옅은 청색; 투과광에서 옅은 청색 |
| 결정형 | 괴상, 기둥 모양, 종유석 모양, 판 모양 |
| 쪼개짐 | 에서 완전, 에서 양호, 에서 불량 |
| 파단면 | 조개껍데기 모양 |
| 굳기 | 3.5 ~ 4 |
| 쌍정 | 드묾, 쌍정면 , 또는 |
| 광택 | 유리 광택 |
| 광학적 성질 | 2축성 (+) |
| 굴절률 | nα = 1.730, nβ = 1.758, nγ = 1.838 |
| 복굴절 | δ = 0.108 |
| 분산 | 비교적 약함 |
| 다색성 | 보이는 청색 음영 |
| 2V | 측정: 68°, 계산: 64° |
| 조흔색 | 옅은 청색 |
| 비중 | 3.773 (측정), 3.78 (계산) |
| 투명도 | 투명 ~ 반투명 |
| 기타 정보 | |
| 관련 광물 | 공작석 |
2. 광물학
남동석은 단사정계에서 결정화되는 광물이다.[10] 짙은 파란색을 띠며, 종종 각주 모양의 큰 결정이나 덩어리, 결절 형태로 나타나기도 하고, 드루즈 결정으로 나타나기도 한다.[3][4][8][11]
모스 굳기는 3.5~4, 비중은 3.7~3.9이다. 탄산염 광물의 특징으로, 짙은 파란색을 띠고 염산에 닿으면 거품이 발생하여 쉽게 식별할 수 있다.[8][11]
2. 1. 색상
남동석과 공작석 같은 광물의 광학적 특성(색, 강도)은 구리(II)의 특징이며, 구리(II)의 많은 배위 착물은 비슷한 색상을 나타낸다. 결정장 이론에 따르면, 이러한 색상은 d9 금속 중심과 관련된 저에너지 d-d 전이의 결과이다.[12] 남동석의 짙은 파란색과 염산에 반응하여 거품이 생기는 특징은 이 광물을 식별하는 데 도움이 된다.[8][11]
2. 2. 풍화
남동석은 공기 중에 노출되면 공작석으로 변하는 성질이 있다. 이러한 풍화 과정은 이산화 탄소(CO2)가 물(H2O)로 치환되면서 일어나며, 남동석의 탄산염:수산화물 비율이 1:1에서 공작석의 1:2 비율로 변화한다.[8]: 2 Cu3(CO3)2(OH)2 + H2O → 3 Cu2(CO3)(OH)2 + CO2
위 식에서 볼 수 있듯이, 남동석이 공작석으로 변환되는 것은 공기 중 이산화 탄소의 낮은 분압 때문이다.
일반적인 보관 조건에서 남동석은 매우 안정적이며, 표본은 오랫동안 짙은 푸른색을 유지한다.[13] 남동석과 공작석(말라카이트, Cu2(CO3)(OH)2)은 화학 조성이 매우 유사하고, 구리 광상의 지표면 근처에서 생성된다는 공통점이 있다. 그러나 남동석은 공작석보다 훨씬 적게 산출된다. 남동석은 다소 산성이고 탄산 가스가 충분한 환경에서 생성되는 반면, 천연에서 탄산 가스가 풍부한 환경은 대개 산성도가 낮아 공작석이 생성되기 쉽다. 따라서 남동석의 산출량이 적다.[24] 공작석이 안정성이 더 뛰어나기 때문에, 남동석을 습한 공기 중에 오래 두면 수분을 흡수하여 녹색으로 변색되는 등 공작석으로 변하는 경우는 비교적 흔하지만, 공작석이 남동석으로 변하는 경우는 보고된 바 없다.[25]
2. 3. 산출
남동석은 주로 구리 광상이 산화되는 과정에서 생성되며, 공작석과 함께 발견되는 경우가 많다. 이 둘은 화학 조성이 매우 유사하며, 구리 광상 지표면 근처에서 생성된다는 공통점이 있다. 그러나 남동석은 공작석에 비해 산출량이 훨씬 적은데, 이는 남동석이 생성되기 위해서는 다소 산성이면서 탄산 가스가 충분한 환경이 필요하기 때문이다. 천연에서 탄산 가스가 풍부한 환경은 대개 산성도가 낮아 공작석이 생성되기 쉽다. 남동석과 공작석이 혼합된 것은 아즈로말라카이트라고 불린다.[24]주요 산지는 다음과 같다.
| 국가 | 주요 산지 |
|---|---|
| 미국 | 애리조나 주 비스비 및 인근 지역 |
| 나미비아 | 츠메브 |
| 프랑스 | 론 주 체시 |
| 모로코 | |
| 중국 | |
| 러시아 | 우랄 산맥, 알타이 산맥 |
| 오스트레일리아 | 사우스오스트레일리아 주 왈라루, 브로큰힐 |
| 멕시코 | |
| 기타 | 유타 주, 사르데냐, 그리스 라우리온, 브라질, 슬로바키아 등 |
남동석은 고전 이전 시대부터 알려진 광물이다. 고대 이집트에서는 시나이 반도 광산에서 채취한 남동석을 안료로 사용했다. 고대 메소포타미아에서는 남동석을 갈기 위한 절구와 주걱 사용이 기록되었고, 고대 그리스 아크로폴리스에서도 사용되었다. 고대 로마에서는 벽화에 사용되지 않았지만, 안료로 사용되었다는 기록이 있다.[22] 고대 메소포타미아에서는 유리와 남동석을 용융하는 기술이 개발되었다.[23]
3. 용도
3. 1. 안료
남동석은 고대 이집트 시대부터 청색 안료로 사용되어 왔으며, '산청(mountain blue)', '아르메니아 석(Armenian stone)' 등으로 불렸다.[14][15][16] 분쇄 정도와 탄산구리 함량에 따라 다양한 푸른색을 띠며, 기름이나 달걀 노른자와 섞어 사용하기도 했다.[16] 15세기에서 17세기 중반까지 유럽 회화에서는 울트라마린보다 더 많이 사용되었다.[24]
일본에서는 남동석으로 만든 이와에구를 '이와군청(岩群靑)' 또는 줄여서 '군청(群靑)'이라고 부르며, 둔황 벽화를 비롯한 동아시아 회화에 널리 사용되었다.[26] 공작석과 섞여 채취되는 경우가 많아 정제가 어려웠고, 공작석에서 얻는 녹청의 10배 가격으로 거래되었다.
첸니노 첸니니는 가열을 통해 남동석과 정제된 천연 울트라마린을 구별할 수 있다고 설명했는데, 울트라마린은 열에 강하지만 남동석은 검은 산화 구리로 변한다.[17] 그러나 남동석을 약하게 가열하면 일본 회화 기법에 사용되는 짙은 청색 안료를 얻을 수 있다.[18]
3. 2. 보석 및 장식
남동석은 가끔 구슬과 장신구로 사용되며 장식용 돌로도 사용된다.[20] 하지만 남동석은 부드러운 특성과 풍화되면서 짙은 파란색을 잃는 경향 때문에 사용 범위가 좁다.[21] 가열하면 남동석이 쉽게 파괴되므로, 남동석 표본을 장착할 때는 실온에서 해야 한다.
3. 3. 광상 탐사
남동석은 풍화된 황동광 광석의 존재 여부를 알려주는 좋은 지표이다. 남동석은 화학적으로 유사한 공작석과 함께 발견되는 경우가 많은데, 이 경우 짙은 청색과 밝은 녹색의 인상적인 색상 조합을 통해 구리 광맥이 있음을 짐작할 수 있다.[8]
4. 역사
남동석은 공기 중에서는 불안정하지만, 고대에는 청색 안료로 사용되었다.[14] 남동석은 시나이 반도와 이집트 동부 사막에서 자연적으로 발견되었다. F. C. J. 스퍼렐은 메이둠에서 이집트 제4왕조(기원전 2613~2494년) 시대에 사용된 팔레트 역할을 한 조개, 메이둠의 이집트 제5왕조(기원전 2494~2345년) 미라의 얼굴을 덮은 천, 그리고 다수의 이집트 제18왕조(기원전 1543~1292년) 벽화에서 남동석이 사용된 사례를 보고했다.[15]
남동석은 분쇄 정도와 탄산구리 함량에 따라 다양한 청색을 띠었으며, '산청(mountain blue)', '아르메니아 석(Armenian stone)', '아주로 델라 마냐(azurro della Magna, 이탈리아어로 ''독일에서 온 푸른색''이라는 뜻)' 등으로 알려졌다. 기름과 섞으면 약간 녹색으로, 달걀 노른자와 섞으면 녹색-회색으로 변한다. 중세 시대에는 라피스 라줄리로 잘못 알려지기도 했지만, 화학 분석 결과 남동석이 중세 화가들이 사용한 청색의 주요 공급원이었음이 밝혀졌다. 프랑스 리옹 근처와 작센의 은광에서 많은 양이 채굴되었다.[16]
첸니노 첸니니는 남동석과 정제된 천연 울트라마린 블루를 구별하는 방법으로 가열을 제시했다. 울트라마린은 열에 강하지만, 남동석은 검은 산화 구리로 변한다.[17] 약하게 가열하면 일본 회화 기법에 사용되는 짙은 청색 안료가 생성된다.[18]
남동석 안료는 염화 구리(II) 용액에서 수산화 구리(II)를 석회(수산화 칼슘)로 침전시키고, 침전물을 탄산 칼륨 및 석회의 농축 용액으로 처리하여 합성할 수 있다.[19]
고대 이집트에서는 남동석이 안료로 사용되었으며, 시나이 반도의 광산에서 채굴되었다. 고대 메소포타미아에서는 남동석을 갈기 위한 절구와 주걱이 사용되었고, 고대 그리스의 아크로폴리스에서도 발견되었다.[22] 남동석으로 만든 이와에구는 예로부터 동서양에서 청색을 나타내는 안료로 사용되었다. 일본에서는 광산이 많아 널리 사용되었지만, 공작석과 섞여 채취되는 경우가 많아 정제가 어려웠고, 녹청의 10배 가격으로 거래되었다. 둔황의 벽화와 일본의 청색 안료에는 예로부터 남동석이 사용되었으며, 고대 이집트에서도 사용되었다. 15세기부터 17세기 중반까지 유럽 회화에서는 울트라마린보다 더 많이 사용되었다.[24]
5. 갤러리
참조
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[2]
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[6]
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