맨위로가기

광물

"오늘의AI위키"는 AI 기술로 일관성 있고 체계적인 최신 지식을 제공하는 혁신 플랫폼입니다.
"오늘의AI위키"의 AI를 통해 더욱 풍부하고 폭넓은 지식 경험을 누리세요.
목차

1. 개요

광물은 자연적으로 발생하며, 자연 지질학적 과정을 통해 형성되고, 고체이며, 잘 정의된 결정 구조와 화학적 조성을 갖는 물질로 정의된다. 국제광물학회(IMA)는 이러한 조건을 만족하는 물질을 광물로 정의하며, 생명체의 활동으로 생성되는 생물광물은 광물로 인정하지 않지만, 최근 미생물과 광물 간의 생지화학적 관계 연구가 진행되고 있다. 광물은 화학적 조성에 따라 규산염 광물, 원소 광물, 황화물, 산화물 등 다양한 종류로 분류되며, 물리적 성질로는 경도, 광택, 투명도, 색깔, 조흔색, 벽개, 단구, 비중 등이 있다. 광물의 결정 구조는 7가지 결정계로 분류되며, 규산염 광물은 사면체 구조를 기본 단위로 하여 다양한 구조를 형성한다. 암석은 하나 이상의 광물 집합체이며, 광물은 산업, 문화, 수집 등 다양한 분야에서 활용되고 있으며, 최근에는 광물 분류 체계와 생물광물 연구가 활발히 진행되고 있다.

더 읽어볼만한 페이지

  • 광물 - 철광석
    철광석은 철을 함유한 광물의 총칭으로, 적철광, 자철광, 갈철광 등이 주요 광물이며, 제철 산업에 사용되고, 생성 과정과 성분에 따라 적철광, 자철광, 띠철광층 등으로 구분되며, 호주, 브라질, 중국이 주요 생산국이고, 저품위 철광석 활용 및 광미 재활용이 과제이다.
  • 광물 - 황철석
    황철석은 입방 결정계에 속하는 황화물 광물로, 화약 점화원, 황산철 제조, 다양한 산업 재료로 활용되며, 환경 노출 시 산성 광산 배수 및 콘크리트 열화를 유발하기도 한다.
  • 광물학 - 결정
    결정은 원자들이 주기적으로 배열된 고체 물질로, 단위세포의 반복적인 배열, 219가지 결정 대칭성, 7가지 결정계로 특징지어지며, 다양한 화학 결합과 이방성으로 특별한 특성을 나타내 결정학 연구의 대상이 된다.
  • 광물학 - 광석
    광석은 유용한 광물을 포함하는 암석으로, 유용한 광물을 분리하는 과정을 거쳐 맥석은 광미가 되며, 금, 은, 구리, 철 등 주요 광석 광물이 있으며, 광상으로 분류되고 채굴 과정을 거쳐 국제적으로 거래된다.
광물
지도
개요
정의지질학적 과정을 통해 형성된 결정질 화학 원소 또는 화합물
분류규산염 광물
탄산염 광물
산화 광물
황화 광물
할로겐화 광물
인산염 광물
붕산염 광물
황산염 광물
원소 광물
구성원소
화합물
결정 구조결정질
특징
형성 과정지질학적 과정 (예: 화산 활동, 퇴적 작용)
화학 조성다양한 화학 원소 및 화합물의 조합
결정 구조고유한 결정 격자 구조
물리적 성질굳기
쪼개짐
색
광택
비중
광물 종류
광물 종류 (예시)석영
장석
운모
방해석
황철석
흑연
관련 학문
관련 학문광물학
결정학
지구화학
추가 정보
광물 품종광물의 하위 분류
국제 광물학 협회 (IMA)새로운 광물 및 명명법 분류 담당

2. 정의

국제광물학회(International Mineralogical Association, IMA)는 광물을 다음과 같은 조건을 만족하는 물질로 정의한다.[10][11]


  • 자연 발생: 자연적인 지질학적 과정을 통해 형성되어야 하며, 지구 또는 다른 외계 천체에서 형성될 수 있다. 인간의 활동(인위적) 또는 생물체(생물기원) 내에서 직접적이고 배타적으로 생성된 화합물은 제외된다. 예를 들어 초경합금(tungsten carbide), 요로결석, 식물 조직 내의 수산칼슘(calcium oxalate) 결정 및 조개껍질(seashell) 등은 광물로 인정되지 않는다. 그러나 지질학적 과정이 생성에 관여한 경우(식물성 물질에서 유래한 에벤카이트(evenkite)나 박쥐구아노(bat guano)에서 유래한 타라나카이트(taranakite), 광산 폐기물에서 유래한 알퍼사이트(alpersite) 등)에는 광물로 인정될 수 있다.[11]
  • 고체: 자연 상태에서 고체여야 한다. 이 규칙의 예외는 자연 수은인데, −39 °C 이하에서만 결정화되지만 IMA에 의해 광물로 분류된다.[12] 물과 이산화탄소(carbon dioxide)는 광물에 포함물로 자주 발견되지만 광물로 간주되지 않는다. 그러나 얼음은 광물로 인정된다.[13]
  • 결정 구조: 잘 정의된 결정학적 구조 또는 질서 정연한 원자 배열을 가져야 한다.[16] 이는 결정 형태, 경도, 쪼개짐과 같은 거시적 물리적 특성에 영향을 준다.[14] 오조케라이트(ozokerite), 리모나이트(limonite), 흑요석(obsidian)과 같은 비정질(비결정질) 재료는 광물에서 제외된다.
  • 화학 조성: 상당히 잘 정의된 화학적 조성을 가져야 한다. 그러나 고정된 구조이지만 조성이 가변적인 특정 결정질 물질은 단일 광물 종으로 간주될 수 있다. 예를 들어 고용체(solid solution)인 마키노와이트(mackinawite)는 대부분의 철 원자가 니켈(nickel) 원자로 대체된 상당한 비율의 철 황화물이다.[16][15]


이러한 규칙은 논란의 여지가 있을 수 있다.[16] 예를 들어, 비정질 물질을 광물로 분류하려는 제안이 있었지만 IMA에서 받아들여지지 않았다. 또한, IMA는 나노입자 형태의 광물은 인정하지만, 최소 결정 크기를 정의하지 않았다.[10]

일부 학자들은 재료가 상온(room temperature)(25 °C)에서 안정 또는 준안정 고체여야 한다고 주장하지만,[16] IMA는 물질의 구조와 조성을 결정할 수 있을 만큼 안정적이면 광물로 인정한다. 예를 들어, 황산마그네슘(magnesium sulfate)의 수화물인 메리디아나이트(meridianiite)는 2 °C 이하에서만 형성되고 안정적이지만 광물로 인정되었다.

현재, IMA는 6,100종의 광물을 승인했다.[5] 광물 이름은 사람 이름을 따서 명명되는 경우가 가장 많고, 발견 장소, 화학적 조성, 물리적 특성 순으로 이름이 붙여진다.[91][17] 대부분의 광물 이름은 "-ite"로 끝나지만, 갈레나(galena)와 다이아몬드(diamond)처럼 광물학이 학문으로 정립되기 전에 확립된 이름은 예외이다.

뼈, 이빨, 조개껍질 등 생물체의 활동으로 만들어지는 생물광물은 IMA의 정의에는 포함되지 않지만, 최근 관련 연구가 활발하게 이루어지고 있다.

2. 1. 생물광물

생물광물은 생명체의 활동으로 만들어지는 광물이다. 국제광물학회(IMA)의 정의에는 포함되지 않지만, 최근 관련 연구가 활발하게 이루어지고 있다.

로웬슈탐(Lowenstamm, 1981)은 "생물체는 다양한 광물을 형성할 수 있으며, 그중 일부는 생물권에서 무기적으로 형성될 수 없다"라고 언급했다.[18] 스키너(Skinner, 2005)는 모든 고체를 잠재적인 광물로 보고, 생물체의 대사 활동으로 생성되는 생물광물을 광물에 포함했다. 그는 광물의 정의를 확장하여 "''생지화학적'' 과정을 통해 형성된 비정질 또는 결정질의 원소 또는 화합물"을 광물로 분류했다.[19]

최근 고해상도 유전학과 X선 흡수 분광법의 발전은 미생물과 광물 사이의 생지화학적 관계에 대한 새로운 사실들을 밝혀내고 있다.[11][19] 예를 들어, IMA가 위촉한 "환경 광물학 및 지구화학 연구 그룹"은 수권, 대기, 그리고 생물권의 광물을 다룬다. 이 그룹의 연구 범위에는 해저 아래 최소 1600미터 깊이와 성층권 70킬로미터(아마도 중간권까지)에 존재하는 광물 형성 미생물이 포함된다.[21][22][23]

생지화학적 순환은 수십억 년 동안 광물 형성에 영향을 미쳤다. 미생물은 용액에서 금속을 침전시켜 광석 매장량 형성에 기여하거나, 광물의 용해를 촉매한다.[24][25][26]

IMA 목록 이전에 60개 이상의 생물광물이 발견, 명명 및 발표되었다.[27] 이 광물들은 스키너(2005)의 정의에 따르면 광물로 간주된다.[19] 그러나 IMA의 공식 광물 목록에는 포함되지 않는다.[28] 이 생물광물 중 많은 수는 다나 분류 체계에 나열된 78개 광물 종류에 포함되어 있다.[19]

스키너(2005)는 광물이 결정질 또는 비정질일 수 있다고 하여 이 문제를 고려한다.[19] 생물광물은 일반적인 광물은 아니지만,[29] 광물의 범위를 정하는 데 도움을 준다. 니켈(Nickel, 1995)은 광물 정의의 핵심으로 결정성을 언급했다. 2011년 논문에서는 알루미늄-철-구리 합금인 이코사헤드라이트를 광물로 정의했는데, 이는 준결정이다.[30][31]

뼈, 이빨, 조개껍질 등 생물의 단단한 조직이나, 수액이 건조된 천연 고체 무기 화합물 등은 IMA 정의에서 광물로 간주되지 않는다.[154] 그러나 이빨, 뼈, 조개껍질 등 생물이 만드는 단단한 조직의 일부는 광물과 같은 물질로 이루어져 있으며,[158] 이를 "생체 광물"이라고 부른다.[157] 특히 특수한 박테리아나, 해저 열수 분출구에 서식하는 조개류 등이 만드는 광물과 같은 물질은 광물 과학 연구의 대상이 되고 있다.[158]

3. 화학적 성질

광물의 풍부함과 다양성은 화학적 성분에 의해 직접적으로 제어되며, 이는 다시 지구의 원소 풍부도에 의존한다.[43] 지각에서 풍부한 8가지 원소는 산소, 규소, 알루미늄, 철, 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨이며, 이들이 광물 주요 구성 요소의 대부분을 차지한다. 특히 산소와 규소는 지각 무게의 각각 47%, 28%를 차지할 정도로 중요하다.[43]

형성되는 광물은 모체의 전체 화학적 조성에 의해 부과되는 한계 내에서, 형성 온도와 압력에서 가장 안정적인 광물이다.[44] 예를 들어, 화성암에서 알루미늄과 알칼리 금속(나트륨, 칼륨)은 산소, 규소, 칼슘과 결합하여 장석 광물을 형성한다. 하지만 알칼리 금속이 비정상적으로 풍부하면 리베키트(riebeckite)와 같은 나트륨이 풍부한 각섬석이 형성되고, 알루미늄 풍부도가 높으면 백운모(muscovite)와 같은 알루미늄이 풍부한 광물이 형성된다.[45] 규소가 부족하면 장석의 일부가 펠드스파토이드 광물로 대체된다.

화학적 조성은 종결원 종(種)의 고용체(solid solution) 계열 사이에서 다를 수 있다. 예를 들어, 사장석(plagioclase) 장석(feldspar)은 나트륨이 풍부한 알바이트(albite)(NaAlSi3O8)에서 칼슘이 풍부한 회장석(anorthite)(CaAl2Si2O8)까지 연속적인 계열을 이룬다.[47] 다른 예로는 마그네슘이 풍부한 포스터라이트(forsterite)와 철이 풍부한 파얄라이트(fayalite)의 감람석 계열, 그리고 망간이 풍부한 휘트너라이트(hübnerite)와 철이 풍부한 철석(ferberite)의 텅스텐철석(wolframite) 계열이 있다.

휘트너라이트(Hübnerite), 텅스텐철석(wolframite) 계열의 망간이 풍부한 종결원(end-member), 배경에는 소량의 석영


자연에서 광물은 순수한 물질이 아니며, 다른 원소들에 의해 오염되어 한 원소가 다른 원소로 치환될 수 있다.[48] 예를 들어, 지각에서 전하, 크기, 풍부도가 비슷한 Si4+는 Al3+로 치환될 수 있다. 사장석의 경우, 규소-산소 비율이 2:1인 골격 규산염에서 Si4+가 Al3+로 치환되어 [AlSi3O8]−의 기본 단위를 제공한다. 치환이 없으면 공식은 SiO2로 전하 균형을 이루어 석영을 제공한다.[49]

광물이 반응하면 생성물은 때때로 시약의 모양을 취한다. 생성된 광물은 시약의 의사형(pseudomorph)이라고 한다. 여기서는 정장석(orthoclase)의 의사형인 고령토(kaolinite)가 설명되어 있다. 여기서 의사형은 정장석에서 흔한 칼스바드 쌍정을 보존했다.


온도, 압력, 조성의 변화는 암석 샘플의 광물학을 변화시킨다. 예를 들어, 정장석(Orthoclase) 장석(KAlSi3O8)은 풍화 작용으로 고령토(kaolinite)(Al2Si2O5(OH)4)와 규산(silicic acid)을 형성한다.[52]

3. 1. 화학 조성에 따른 분류

광물은 포함된 음이온의 종류에 따라 다음과 같이 분류할 수 있다.

  • '''원소 광물''': 단독의 원소로 이루어진 광물이다. 금(자연금)(Au), 은(자연은)(Ag), 구리(자연구리)(Cu), 황(자연황)(S), 흑연, 다이아몬드(C) 등이 있다. 황동(자연황동)(CuZn)과 같이 독특한 결정 구조를 가진 합금도 포함된다.
  • '''황화 광물''': 금속 원소와 황이 결합하고 있는 광물이다. 열수 광상 등에서 자주 볼 수 있다. 황철석(FeS2), 황동석(CuFeS2), 방연석(PbS) 등이 있다.
  • '''산화 광물''': 금속 원소와 산소가 결합하고 있는 광물이다. 석영(SiO2), 적철석(Fe2O3), 자철석(Fe2+Fe3+2O4), 코런덤(Al2O3) 등이 있다.
  • '''할로겐화 광물''': 금속 원소와 할로겐 원소가 결합하고 있는 광물이다. 암염(NaCl), 형석(CaF2) 등이 있다.
  • '''탄산염 광물''': 탄산염으로 이루어진 광물이다. 방해석(CaCO3), 돌로마이트(CaMg(CO3)2) 등이 있다.
  • '''붕산염 광물''': 붕산염으로 이루어진 광물이다. 붕사(Na2B4O5(OH)4・8H2O) 등이 있다.
  • '''황산염 광물''': 황산염으로 이루어진 광물이다. 석고(CaSO4・2H2O), 천청석(SrSO4), 중정석(BaSO4) 등이 있다.
  • '''인산염 광물''': 인산염으로 이루어진 광물이다. 인회석(Ca5(PO4)3(F,Cl,OH)) 등이 있다.
  • '''텅스텐산염 광물''': 텅스텐산염으로 이루어진 광물이다. 회중석(CaWO4) 등이 있다.
  • '''규산염 광물''': 규산염으로 이루어진 광물이다. 감람석, 휘석, 각섬석, 운모, 장석, 제올라이트 등이 있으며, 규산 이온의 구조에 따라 더욱 세분화된다.
  • '''유기 광물''': 유기물로 이루어진 광물이다. 다른 광물은 무기물로 이루어져 있으므로 대를 이루며, 무기 광물과 마찬가지로 분류는 가능하지만, 40종 정도밖에 발견되지 않아 보통 "유기 광물"로 묶여 있다.


참고로, 물을 성분으로 포함하는 광물을 '''함수 광물'''(운모, 각섬석 등)로 묶는 경우도 있으며, 탄산염 광물, 붕산염 광물, 황산염 광물, 인산염 광물, 규산염 광물을 '''산소산염 광물'''로 묶는 경우도 있다. 또한, 무기 광물과 유기 광물로 크게 나누는 경우도 있다.

4. 물리적 성질

광물은 다양한 물리적 성질을 가지며, 이러한 성질은 광물을 식별하고 분류하는 데 중요한 기준이 된다.


  • 광택: 광물 표면에서 반사되는 빛의 모습으로, 금속 광택, 아금속 광택, 비금속 광택 등으로 나뉜다. 황철석은 금속 광택을 띠는 대표적인 광물이다.[68]
  • 빛의 투과도: 빛이 광물을 통과하는 정도에 따라 불투명, 반투명, 투명으로 구분한다. 백운모(칼륨 운모)는 투명한 광물의 예시이다.[72][69]
  • 조흔색: 광물을 조흔판에 긁었을 때 나타나는 가루의 색깔이다. 적철석은 검은색, 은색, 또는 빨간색을 띌 수 있지만, 조흔색은 체리 레드[72]에서 적갈색을 띤다.[73]
  • 경도(굳기): 광물이 긁힘이나 압흔에 얼마나 잘 저항하는지를 나타내는 성질이다. 모스 경도 척도가 널리 사용되며, 다이아몬드는 가장 단단한 천연 물질로 모스 경도 10이다.[64]


모스 경도광물화학식
1활석Mg3Si4O10(OH)2
2석고CaSO4·2H2O
3방해석CaCO3
4형석CaF2
5인회석Ca5(PO4)3(OH,Cl,F)
6정장석KAlSi3O8
7석영SiO2
8토파즈Al2SiO4(OH,F)2
9강옥Al2O3
10다이아몬드C


  • 벽개: 광물이 특정 방향으로 쪼개지는 성질이다. 흑운모는 한 방향으로 완벽하게 쪼개지는 기저면 벽개를 보인다.[77][76]
  • 단구: 광물이 벽개면 이외의 방향으로 깨질 때 나타나는 불규칙한 면이다. 석영은 패각상 단구를 보인다.[79]
  • 비중: 광물의 밀도를 나타내는 값으로, 4°C의 물의 밀도에 대한 상대적인 값이다. 갈레나는 비중이 높은 광물이다.[81]
  • 기타: 자성(자철석[86]), 방사능(카르노타이트[86]), 맛(할라이트[86]), 냄새(황화물[86]), 묽은 산과의 반응(방해석[86]) 등이 있다.


5. 결정 구조

광물은 원자들이 규칙적으로 배열된 결정 구조를 가지며, 이는 광물의 물리적, 화학적 성질에 큰 영향을 미친다. 광물 입자가 너무 작거나 불규칙해 보여도, 그 기저의 결정 구조는 항상 주기적이며 X선 회절을 통해 확인할 수 있다.[16]

화학과 결정 구조는 광물을 정의하는 두 가지 중요한 요소이다. 서로 다른 화학 성분을 가진 광물이 같은 결정 구조를 가질 수도 있고(예: 할라이트, 갈레나, 과잉석), 반대로 같은 화학 성분을 가지면서 다른 결정 구조를 가질 수도 있다(다형성). 예를 들어 황철석과 비철석은 모두 황화철(FeS2)이지만, 결정 구조가 달라 서로 다른 광물로 분류된다.[56]

결정 구조와 화학 조성의 차이는 광물의 물리적 성질에 큰 영향을 준다. 예를 들어, 탄소의 동소체인 다이아몬드와 흑연은 매우 다른 특성을 보인다. 다이아몬드는 매우 단단하고 등축 결정계에 속하는 반면, 흑연은 매우 무르고 육방 결정계로 결정화된다. 이는 탄소 원자 간 결합 방식의 차이 때문이다.[59]

쌍정은 단일 광물 종의 두 개 이상의 결정이 상호 성장하는 현상이다. 쌍정의 형태는 광물의 대칭성에 의해 결정되며, 접촉 쌍정, 그물 쌍정, 관입 쌍정 등 다양한 유형이 존재한다.[60][61]

결정 습관은 결정의 전반적인 모양을 의미하며, 침상, 엽상, 주상 등 다양한 용어로 표현된다. 결정면의 질은 광물을 감정하는 데 중요한 요소 중 하나이며, 완벽한 형태를 갖는 결정을 완정, 그렇지 않은 결정을 불완정이라고 한다.[62][63]

화학 조성과 결정 구조는 광물의 종류를 결정짓는 중요한 특징이다. 화학 조성이 같더라도 결정 구조가 다르면 서로 다른 광물로 분류되며(예: 흑연, 다이아몬드), 결정 구조가 같더라도 화학 조성이 다르면 다른 광물로 분류된다(예: 방해석, 능망간석).

결정 구조는 너무 작아 직접 관찰하기 어렵기 때문에 X선 회절이나 기타 물리적 성질을 통해 간접적으로 추정한다. 화학 조성과 결정계를 통해 대략적인 추정이 가능한 경우도 있지만, 같은 결정 구조라고 해서 반드시 같은 결정계에 속하는 것은 아니다. 예를 들어 장석 그룹에 속하는 광물은 단사정계, 사방정계, 삼사정계에 걸쳐 분포한다.

같은 결정 구조를 갖는 광물들을 묶어 그룹으로 분류하기도 하는데, 이는 특히 규산염 광물처럼 화학 조성과 결정계만으로 특징을 파악하기 어려운 경우에 유용하다.

광물 그룹의 예:

5. 1. 결정계에 따른 분류

결정 구조는 광물 내부 원자들이 규칙적으로 배열된 형태를 말한다. 이러한 결정 구조는 대칭성에 따라 7가지 결정계로 분류된다.[55]

결정계길이각도예시
등축a = b = cα = β = γ = 90°석류석, 할라이트, 황철석
정방a = b ≠ cα = β = γ = 90°루틸, 지르콘, 남정석
사방a ≠ b ≠ cα = β = γ = 90°감람석, 아라고나이트, 사방휘석류
육방a = b ≠ cα = β = 90°, γ = 120°석영, 방해석, 전기석
단사a ≠ b ≠ cα = γ = 90°, β ≠ 90°사방휘석류, 정장석, 석고
삼사a ≠ b ≠ cα ≠ β ≠ γ ≠ 90°회장석, 조장석, 규선석



여기서 a, b, c는 결정학적 축의 길이를, α, β, γ는 각 축 사이의 각도를 나타낸다. 예를 들어 α는 a축과 마주보는 각, 즉 b축과 c축 사이의 각도를 의미한다.[55]

육방정계는 다시 3회 대칭축을 갖는 삼방정계와 6회 대칭축을 갖는 육방정계로 나뉜다.

토파즈는 사방정계의 길쭉한 결정을 갖는 대표적인 예이다.


화학 성분과 결정 구조가 같더라도 배열이 다르면 다른 광물이 된다. 예를 들어 황철석과 비철석은 모두 FeS2라는 동일한 화학식을 갖지만, 황철석은 등축정계이고 비철석은 사방정계이다.[56]

결정 구조와 화학 성분의 차이는 광물의 물리적 성질에 큰 영향을 미친다. 예를 들어, 다이아몬드와 흑연은 탄소로만 이루어져 있지만, 다이아몬드는 등축정계로 매우 단단하고, 흑연은 육방정계로 매우 무르다.[59]

5. 2. 규산염 광물의 구조

규산염 광물은 규소-산소 사면체([SiO4]4−)를 기본 단위로 하며, 이 사면체가 다양한 방식으로 연결되어 복잡한 구조를 이룬다. 대부분의 경우 규소는 산소와 사면체 배위를 이루지만, 매우 높은 압력에서는 스티쇼바이트처럼 팔면체 배위를 이루기도 한다. 이때는 더 이상 규산염 구조가 아닌 루틸과 같은 단순 산화물의 구조를 갖는다.

규산 사면체는 중합되어 1차원 사슬, 2차원 시트, 3차원 골격 등 다양한 구조를 형성한다. 사면체의 중합이 없는 기본적인 규산염 광물은 다른 원소를 필요로 하며, 다른 규산염 구조에서는 생성된 음전하를 균형 맞추기 위해 다른 원소 조합이 필요하다. Si4+는 이온 반지름과 전하의 유사성 때문에 Al3+로 치환될 수 있다.

중합도는 형성된 구조와 사면체 모서리가 공유되는 개수로 설명할 수 있다.[99][100]

  • 섬규산염 (네소규산염): 사면체가 연결되지 않고 독립적으로 존재한다. 예시: 감람석, 석류석
  • 이규산염 (소로규산염): 두 개의 사면체가 하나의 산소 원자를 공유한다. 예시: 에피도트
  • 사슬규산염 (이노규산염): 사면체가 사슬 형태로 연결된다. 단일 사슬(두 개의 모서리 공유)과 이중 사슬(두 개 또는 세 개의 모서리 공유)이 있다. 예시: 단일 사슬 - 휘석, 이중 사슬 - 각섬석
  • 판상규산염 (필로규산염): 사면체가 2차원 평면 형태로 연결되어 층을 이룬다. 예시: 운모, 녹니석
  • 골격규산염 (테크토규산염): 모든 사면체가 3차원적으로 연결되어 그물 구조를 이룬다. 예시: 석영, 장석
  • 환상규산염 (사이클로규산염): 사면체가 고리 형태로 연결된다. 예시: 전기석, 베릴


규산염 아강은 위와 같이 중합 정도가 감소하는 순서대로 나열된다.

6. 광물과 암석

암석은 하나 이상의 광물[32] 또는 준광물의 집합체이다. 석회암이나 규암과 같은 일부 암석은 주로 하나의 광물로 구성된다. 석회암의 경우 방해석 또는 아라고나이트, 규암의 경우 석영이다.[33][34] 다른 암석은 주요(필수) 광물의 상대적 풍부도로 정의할 수 있는데, 화강암은 석영, 알칼리 장석, 사장석의 비율로 정의된다.[35]

암석에서 일부 광물 종과 그룹은 다른 광물보다 훨씬 풍부하며, 이러한 광물을 조암 광물이라고 한다. 주요 조암 광물로는 석영, 장석, 운모, 각섬석, 휘석, 감람석, 방해석이 있으며, 방해석을 제외하고 모두 규산염 광물이다.[37]

7. 광물과 산업

광물은 인류 문명 발전에 필수적인 자원이다. 광물은 건축, 전자, 화학, 의학 등 다양한 산업 분야에서 활용된다.

상업적으로 가치 있는 광물과 암석을 산업 광물이라고 한다.[39] 예를 들어, 흰 운모인 백운모는 창문(때로는 어창이라고 함)에 사용되거나 충전재 또는 절연체로 사용될 수 있다.

광석은 특정 원소(일반적으로 금속)의 농도가 높은 광물이다. 예를 들면 주사(HgS, 수은 광석), 섬아연석(ZnS, 아연 광석), 카시테라이트(SnO2, 주석 광석), 콜레마나이트(붕 광석) 등이 있다.

보석은 장식적인 가치가 있는 광물이며, 아름다움, 내구성, 그리고 일반적으로 희귀성으로 인해 비보석과 구별된다. 보석 광물로 분류되는 광물은 약 20종이며, 가장 흔한 보석 중 약 35종을 구성한다. 보석 광물은 종종 여러 변종으로 존재하므로 하나의 광물이 여러 가지 다른 보석을 설명할 수 있다. 예를 들어, 루비와 사파이어는 모두 강옥(Al2O3)이다.[40]

광물을 산출 상태나 용도에 따라 분류하기도 한다.

종류설명예시
조암광물암석을 구성하는 광물석영, 장석, 운모, 각섬석, 휘석, 감람석 등
페그마타이트 광물페그마타이트를 구성하는 광물석영, 장석, 운모 외에 전기석, 녹주석, 형석 등
접촉 광물화성암(마그마)의 열에 의해 생성된 광물
스카른 광물탄산염암과 화성암의 접촉부에 생성되는 광물석류석, 휘석, 베수비아나이트, 규회석 등
광석광물광석으로 채굴되는 유용한 광물. 광상 내에서 불필요한 것은 맥석광물이라고 한다.황동석, 갈연석, 섬아연석 등
로석광물로석 광상에 산출되는 로(ロウ)가 있는 광물엽로석, 다이아스포어, 견운모, 코란덤, 카올리나이트 등
점토광물암석이 분해되어 생성된 점토를 구성하는 광물몬모릴로나이트, 녹니석, 카올리나이트 등



마그마나 열수에서 처음 생성된 광물을 '''일차광물'''(초생광물, primary mineral영어), 기존의 광물이 물이나 공기와 반응하여 다른 종류로 변한 것을 '''이차광물'''(secondary mineral영어)이라고 하기도 한다. 다만, 그 경계는 모호하다.

7. 1. 광업

광물성 지하자원을 유용하게 활용하기 위한 모든 경제 활동을 넓은 의미의 광업이라고 한다.[161]

고대 그리스에서는 지하 광물은 토지 소유권의 대상이 아니었고 국가의 직접적인 소유물로 간주되었으며, 채굴을 위해서는 지표 토지 소유자의 허가가 필요했다.[161] 고대 이집트에서도 광물 채굴권은 개인 소유가 아니라 국왕이 장악했다.[161]

광업법상 광물에 대한 모든 권리를 토지 소유자로부터 분리하여 특별한 권리(광업권 등)가 없으면 채굴할 수 없다고 하는 광업권주의를 채택하는 국가와, 광물도 토지 소유권의 구성 요소로서 토지 소유자 또는 토지 소유자로부터 허락을 받은 제3자에게 허가하는 토지 소유자주의가 있다.[161]

8. 광물과 문화

광물은 고대부터 옥 제품이나 청동기 등의 원료로 이용되어 왔으며, 아름다운 광물은 보석으로 가공되기도 한다.[157] 또한 광물은 수집의 대상이 되기도 한다.[154]

8. 1. 광물의 이용

광물은 고대부터 옥 제품이나 청동기 등의 원료로 이용되어 왔다.[157] 아름다운 광물은 인공적으로 모양을 다듬어 보석으로 이용하기도 한다.[158]

광물은 수집 취미의 대상이 되기도 한다.[154] 일본에서는 2001년 7월부터 2005년 10월까지 격주간으로 광물 원석을 첨부하는 컬렉션 잡지가 발매된 적이 있다.[163]

8. 2. 광물 수집

광물은 아름다운 형태와 색깔, 희귀성 등으로 인해 수집 대상이 되기도 한다.[154] 일본에서는 2001년 7월부터 2005년 10월까지 격주간으로 광물 원석을 첨부하는 컬렉션 잡지가 발매된 적이 있다.[163]

9. 최근 연구 동향

국제광물학회(IMA)는 생물 기원의 결정질 물질을 광물에서 제외하기로 결정했지만, 일부 학자들은 생물체의 대사 활동으로 생성되는 생물광물을 광물에 포함해야 한다고 주장한다.[19] 최근 유전학과 X선 흡수 분광법의 발전으로 미생물과 광물 간의 생지화학적 관계에 대한 새로운 사실들이 밝혀지고 있다.[11][19]

슈트룬츠 분류는 유기 광물을 포함하며, 이는 유기 탄소를 포함하지만 지질학적 과정으로 형성된 희귀한 화합물이다. 예를 들어, 휠웰라이트(whewellite)는 열수 광맥에 침전될 수 있는 옥살산염이다.

광물 분류 체계는 광물 과학의 발전에 따라 변화하고 있으며, 유기물질 클래스가 추가되기도 했다.[144][145] 2009년 국제광물학회는 광물 그룹 및 이름 명명과 분류를 위한 계층적 체계를 채택했다.[147][146]

생물광물(Biomineralization)은 외계 생명체의 중요한 지표가 될 수 있으며, 화성 생명체 탐색에 중요한 역할을 할 수 있다는 주장이 제기되었다.[148] 2014년 1월, NASA는 화성 탐사 로버 큐리오시티와 오퍼튜니티가 고대 생명체의 증거와 생명체 서식 가능성이 있었을 환경을 탐색할 것이라고 보고했다.[149][150][151][152]

참조

[1] 서적 Minerals https://books.google[...] Rosen Publishing Group
[2] 서적 Minerals: Their Constitution and Origin https://books.google[...] Cambridge University Press
[3] 웹사이트 Rocks & Minerals https://www.gemrock.[...] Creetown Gem Rock Museum 2019-07-18
[4] 서적 Optical mineralogy https://books.google[...] McGraw-Hill
[5] 웹사이트 IMA List of Minerals https://cnmnc.units.[...] International Mineralogical Association Commission on New Minerals, Nomenclature and Classification 2024-11-27
[6] 웹사이트 Definition of mineral variety https://www.mindat.o[...] mindat.org 2018-03-01
[7] 서적 Manual of mineralogy: (after James D. Dana) Wiley
[8] 웹사이트 Mineral – Silicates https://www.britanni[...] 2021-04-20
[9] 서적 The Ultimate Family Visual Dictionary DK Pub.
[10] 간행물 The IMA Commission on New Minerals and Mineral Names: procedures and guidelines on mineral nomenclature
[11] 저널 The definition of a mineral https://pubs.geoscie[...] 2018-04-04
[12] 웹사이트 Mercury https://www.mindat.o[...] Mindat.org 2018-04-03
[13] 웹사이트 Ice https://www.mindat.o[...] Mindat.org 2018-04-03
[14] harvnb
[15] 웹사이트 Mackinawite https://www.mindat.o[...] Mindat.org 2018-04-03
[16] 서적 Mineralogy and Optical Mineralogy Mineralogical Society of America
[17] harvnb
[18] 저널 Minerals formed by organisms
[19] 저널 Biominerals
[20] 웹사이트 Working Group on Environmental Mineralogy and Geochemistry https://www.ima-mine[...] International Mineralogical Association 2018-04-04
[21] 서적 Origins and Evolution of Life: An Astrobiological Perspective Cambridge University Press
[22] 저널 Extending the Sub-Sea-Floor Biosphere https://archimer.ifr[...] 2019-02-01
[23] 저널 Microorganisms in the atmosphere over Antarctica
[24] 저널 Geomicrobiology: How Molecular-Scale Interactions Underpin Biogeochemical Systems
[25] 저널 Microbial geoengineers
[26] 저널 Bacterial biomineralization: new insights from Myxococcus-induced mineral precipitation
[27] 저널 Biomineralization. Cell Biology and Mineral Deposition. by Kenneth Simkiss; Karl M. Wilbur On Biomineralization. by Heinz A. Lowenstam; Stephen Weiner
[28] 웹사이트 Official IMA list of mineral names (updated from March 2009 list) http://pubsites.uws.[...]
[29] 서적 Earth Materials Wiley-Blackwell
[30] 저널 Icosahedrite, Al63Cu24Fe13, the first natural quasicrystal
[31] 웹사이트 Approved as new mineral http://pubsites.uws.[...] Commission on New Minerals and Mineral Names
[32] harvnb
[33] harvnb
[34] harvnb
[35] harvnb
[36] 논문
[37] 논문
[38] 논문
[39] 서적 Glossary of geology. American Geological Institute 1997
[40] 논문
[41] 웹사이트 mineral https://www.merriam-[...] 2020-08-28
[42] 웹사이트 Online Etymology Dictionary https://www.etymonli[...] 2018-03-28
[43] 논문
[44] 서적 Mineralogy for amateurs. Van Nostrand 1964
[45] 서적 Petrology: igneous, sedimentary, and metamorphic. W.H. Freeman 1996
[46] 서적 Principles of igneous and metamorphic petrology Cambridge University Press 2009
[47] 논문
[48] 논문
[49] 논문
[50] 논문
[51] 논문
[52] 논문
[53] 논문
[54] 논문
[55] 논문
[56] 논문
[57] 논문
[58] 논문
[59] 논문
[60] 논문
[61] 논문
[62] 논문
[63] 논문
[64] 논문
[65] 웹사이트 Kyanite https://www.mindat.o[...] Mindat.org 2018-04-03
[66] 웹사이트 Hardness: Vickers, Rockwell, Brinell, Mohs, Shore and Knoop - Matmatch https://matmatch.com[...] 2021-10-04
[67] 웹사이트 Hardness http://www.calce.umd[...] 2007-07-07
[68] 논문
[69] 논문
[70] 논문
[71] 논문
[72] 논문
[73] 논문
[74] 논문
[75] 논문
[76] 논문
[77] 논문
[78] 논문
[79] 논문
[80] 논문
[81] 논문
[82] 웹사이트 Hematite https://www.mindat.o[...] Mindat.org 2018-04-03
[83] 웹사이트 Galena https://www.mindat.o[...] Mindat.org 2018-04-03
[84] 웹사이트 Kamacite http://webmineral.co[...] Webmineral.com 2018-04-03
[85] 웹사이트 Gold https://www.mindat.o[...] Mindat.org 2018-04-03
[86] 논문
[87] 웹사이트 Mineral Identification Key: Radioactivity, Magnetism, Acid Reactions http://www.minsocam.[...] Mineralogical Society of America 2012-08-15
[88] 학술지 Symmetry-based electricity in minerals and rocks: A summary of extant data, with examples of centrosymmetric minerals that exhibit pyro- and piezoelectricity
[89] 백과사전 Mineral classification: History Springer 1983
[90] 서적 The Magic of Minerals Springer 1986
[91] 논문
[92] 논문
[93] 논문
[94] 논문
[95] 논문
[96] 논문
[97] 논문
[98] 논문
[99] 논문
[100] 논문
[101] 논문
[102] 논문
[103] 논문
[104] 논문
[105] 논문
[106] 논문
[107] 논문
[108] 논문
[109] 논문
[110] 논문
[111] 웹사이트 09.D Inosilicates http://webmineral.co[...] Webmineral.com 2012-08-20
[112] 논문
[113] 논문
[114] 논문
[115] 논문
[116] 논문
[117] 논문
[118] 논문
[119] 논문
[120] 논문
[121] 논문
[122] 논문
[123] 논문
[124] 논문
[125] 논문
[126] 논문
[127] 논문
[128] 논문
[129] 논문
[130] 논문
[131] 논문
[132] 논문
[133] 논문
[134] 논문
[135] 논문
[136] 논문
[137] 논문
[138] 논문
[139] 논문
[140] 논문
[141] 논문
[142] 논문
[143] 논문
[144] 웹사이트 Dana Classification 8th edition – Organic Compounds http://www.mindat.or[...] 2018-04-03
[145] 웹사이트 Nickel-Strunz Classification – silicates (Germanates) 10th edition https://www.mindat.o[...] 2018-04-03
[146] 웹사이트 IMA divisions https://web.archive.[...] 2011-10-20
[147] 논문 The standardisation of mineral group hierarchies: application to recent nomenclature proposals 2009
[148] 서적 The Astrobiology Field Laboratory http://mepag.jpl.nas[...] Mars Exploration Program Analysis Group (MEPAG) – NASA 2006-09-26
[149] 논문 Introduction to Special Issue – Habitability, Taphonomy, and the Search for Organic Carbon on Mars 2014-01-24
[150] 논문 Exploring Martian Habitability 2014-01-24
[151] 웹사이트 Special Collection – Curiosity – Exploring Martian Habitability http://www.sciencema[...] 2014-01-24
[152] 논문 A Habitable Fluvio-Lacustrine Environment at Yellowknife Bay, Gale Crater, Mars 2014-01-24
[153] 웹사이트 特別展「地球の結晶 北川隆司鉱物コレクション」展示解説 石をさす言葉あれこれ「岩石」「鉱物」「宝石」「鉱石」 https://www.tsm.toya[...] 富山市科学博物館 2024-05-22
[154] 논문 鉱物と化学 https://doi.org/10.2[...]
[155] 논문 日本の工業原料としての非金属鉱物 (1) https://doi.org/10.5[...] 公益社団法人東京地学協会 1983
[156] 논문 地球化学探査について 金属鉱床探査における指示元素としての水銀 (1) https://doi.org/10.2[...] 日本鉱業会（現一般社団法人資源・素材学会）
[157] 웹사이트 企画展ミネラルズ https://museum.bunmo[...] 徳島県立博物館 2024-05-22
[158] 웹사이트 鉱物 地球と宇宙の宝物 https://www.mext.go.[...] 文部科学省 2024-05-22
[159] 논문 Solid solutions in mineral nomenclature http://www.mineralog[...]
[160] 간행물 THE IMA COMMISSION ON NEW MINERALS AND MINERAL NAMES: PROCEDURES AND GUIDELINES ON MINERAL NOMENCLATURE, 1998 http://pubsites.uws.[...]
[161] 논문 鉱業規制-萌芽とその発展- https://kokushikan.r[...] 国士舘大学政経学会 1985-12
[162] 법률 鉱業法 https://laws.e-gov.g[...]
[163] 잡지 隔週刊トレジャー・ストーン http://202.69.231.19[...] DeAGOSTINI


본 사이트는 AI가 위키백과와 뉴스 기사,정부 간행물,학술 논문등을 바탕으로 정보를 가공하여 제공하는 백과사전형 서비스입니다.
모든 문서는 AI에 의해 자동 생성되며, CC BY-SA 4.0 라이선스에 따라 이용할 수 있습니다.
하지만, 위키백과나 뉴스 기사 자체에 오류, 부정확한 정보, 또는 가짜 뉴스가 포함될 수 있으며, AI는 이러한 내용을 완벽하게 걸러내지 못할 수 있습니다.
따라서 제공되는 정보에 일부 오류나 편향이 있을 수 있으므로, 중요한 정보는 반드시 다른 출처를 통해 교차 검증하시기 바랍니다.

문의하기 : help@durumis.com