광물의 정의

지각을 구성하는 기본 물질 (지각 > 암석 > 광물 > 원소)

자연적으로 만들어진 고체의 무기물이나 화합물이면서

1. 일정한 화학 조성 2. 규칙적인 원자 배열 3. 대부분 무기과정에 의해 형성된 무기물
2. 균질한 결정질 고체 5. 자연에서 산출

되는 것

• 예외적으로 오팔, 수은, 얼음은 광물 (각각 비정질 / 액체 / 액체)

조암광물

암석의 95% 이상을 구성하는 20여 종의 광물

• $\mathrm{O,Si,Al,Fe,Ca,Na,K,Mg}$

규산염 광물

$\mathrm{{SiO_4}^{4-}}$ 규산염 사면체가 기본 구조

• 비규산염 광물 : 지각을 이루는 광물 중 규산염 광물을 제외한 모든 광물

물리적 성질

• 색 : 고유의 화학조성과 결정 구조 → 서로 다른 파장의 빛을 선택적 흡수/반사해 나타남

  • 자색 : 순수한 광물 고유의 색

  • 타색 : 불순물이 섞여 나타나는 색

    ex) 석영 (불순물 X): 투명, 자수정(Fe): 보라색, 연수정(Ti): 갈?색

  • 규산염과 결합하는 양이온의 종류에 따라 무색광물과 유색광물로 구분

    • 무색광물: Na, K 풍부 / 유색광물: Fe, Mg 풍부
• 조흔색 : 광물 가루의 색
  • 조흔판에 긁어서 확인, 광물의 색과 다를 수도 있음.
• 굳기(경도) : 광물의 단단한 정도
  • 활석 < 석고 < 방해석 < 형석 < 인회석 < 정장석 (< 조흔판) < 석영 < 황옥 < 강옥 < 금강석
• 광택 : 광물 표면에서 반사되는 빛에 대한 느낌
  • 금속 광색 : 금속 단면 특유의 광택 (금, 은, 황철석, 적철석, 자철석)
  • 비금속 광택 : 유리 광택(석영, 방해석), 진주 광택(백운모), 견사 광택(석고)
• 쪼개짐 : 결합력이 약한 면을 따라 일정한 방향으로 갈라지는 성질
  • 원자나 이온들의 결합 구조에 따른 결합력의 차이
    • 규산염 광물 : 공유결합(산소-산소)과 이온결합(산소-양이온)
  • 1방향 : 흑운모, 백운모 / 2방향 : 휘석, 각섬석 / 3방향 : 방해석
• 깨짐 : 일정한 방향성 없이 광물이 불규칙하게 깨지는 성질
  • 모든 방향으로 결합 강도가 비슷한 경우
  • 석영, 흑요석, 감람석

화학적 성질

• 동질이상 : 화학성분이 같으나 결정구조가 달라서 성질이 다른 광물
  • 광물에 작용하는 열과 압력에 따라서 변성될 수 있음
  • $\mathrm{C}$ : 다이아몬드, 흑연
  • $\mathrm{CaCO_3}$ : 방해석, 아라고나이트
  • $\mathrm{Al_2SiO_5}$ : 남정석, 홍주석, 규선석

• 유질동상 : 서로 비슷한 화학조성을 갖고 결정구조가 동일한 광물
  • 광물을 구성하는 양이온($\mathrm{Ca, Fe, Mg}$ 등)과 음이온의 상대적 크기가 비슷한 경우 생성
  • 방해석($\mathrm{CaCO_3}$), 능철석($\mathrm{FeCO_3}$), 마그네사이트($\mathrm{MgCO_3}$)
  • 방연석($\mathrm{PbS}$), 암염($\mathrm{NaCl}$)
• 고용체 : 결정 구조는 동일하지만 화학 조성이 일정한 범위에서 연속적으로 변하는 광물
  • 내부구조가 균일한 고체 상태의 혼합물로 이온의 크기가 비슷할 때 치환 가능

• 문제

광학적 특성

• 등방체 : 단색광이 매질에 입사되는 방향과 관계없이 동일한 속도로 매질을 통과하는 광물
  • 유리, 기체, 액체, 석류석, 흑요석, 다이아몬드, 암염, 형석
• 이방체 : 단색광이 매질에 입사되는 방향에 따라 진행속도가 달라지는 광물

  • 복굴절 : 빛이 광물을 통과할 때 진동 방향이 서로 수직인 두 광선으로 분리되어 굴절되는 현상 상광선 : 스넬의 법칙을 따라 굴절된 빛, 이상광선 : 스넬의 법칙을 따르지 않으며 굴절된 빛

    

편광현미경

• 개방 니콜 : 상부 편광판을 빼고 하부 편광판으로만 관찰하는 상태
• 직교 니콜 : 상부 편광판을 끼운 상태 (박편이 없으면 빛 통과 X)

개방 니콜

• 다색성 : 빛이 입사하는 방향에 따라 선택 흡수돼 광물의 색과 밝기가 미세하게 변하는 현상
  • 이방체 광물에서만 관찰됨, 색 변화가 화려하진 않음
• 쪼개짐 : 결정 내부에서의 크랙 형태로 판단

직교 니콜

• 소광 : 간섭된 빛이 상부 편광판을 통과하지 못해 특정 광물이 검게 보이는 현상

  • 재물대를 한 번 회전하는 동안 정상광선의 편광 2회, 이상광선의 편광 2회 → 총 4회의 소광
  • 등방체의 경우 재물대를 회전해도 상부 편광판을 통과하는 빛이 없음 → 항상 소광 (완전 소광)

• 간섭색 : 재물대를 회전할 때 이방체에서 상광선과 이상광선의 간섭에 의해 나타나는 화려한 색

  

• 쌍정 : 동일한 2개 이상의 광물이 함께 성장해 특정한 결정면에 대해 대칭적으로 결합한 결정

  • 장석 계열(사장석, 정장석)에서 흔히 관찰됨
  • 결정이 성장할 때 상전이나 역학적 응력을 받아 결정구조 내의 결정축 방향이 나란하게 성장

  

• 누대구조 : 광물이 성장할 때 화학조성이 연속적으로 변화함에 따라 나무의 나이테처럼 관찰되는 구조

  • 주로 고용체에서 나타남

  

• 조암광물의 광학적 성질 (암기 X)

  

• 질문