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일반명(Common Name) : 망간 방해석과 황철석(Manganese Calcite and Pyrite)

화학식(Formula) : CaCO₃+FeS₂ / Iron Sulfide

결정계(Crystal System): 등축정계(Isometric System)

분류(Class): 황화물(Sulfides)

아분류(Sub Class):

그룹(Group): 황철석(Pyrite)

사용처(Uses): 황산을 만들기 위한 황의 광석으로 드물게 쓰이고 보통 백철석(Marcasite)이나 광물 표본으로써 거래되는 보석으로 사용이 된다.

색(Color): 금빛 노란색

비중(Gravity): 5.1+(금속 광물 평균보다 무거운 편이다)

모스 경도계 경도(Mohs scale hardness): 6 ~ 6.5

조흔색(Streak Color): 흑녹색(Greenish Black)

같이 발견되는 광물(Associated Minerals): 석영(Quartz), 방해석(Calcite), 금(Gold), 섬아연석(Sphalerite), 방연석(Galena), 형석(Fluorite). 황철석은 너무 흔해서 연관성이 없는 광물을 찾는 것이 더 빠를 것이다.

산 지(Location) : 중국,후베이성(Fengjiashan Mine in Daye Co., Huangshi Pref., Hubei Province, China)

무 게(Weight) : g

크기(Size) : 100mm * 83mm * 34mm

결정 크기(Crystal Size) : 1~7mm

내 용(Content) : 이 표본은 중국 천저우(Chenzhou) 후난(Hunan)성에서 발견된 방해석에 황철석이 붙은 광물이다. 표본에서 흰색 결정이 방해석(Calcite, CaCO₃)이고 여기저기 붙은 금빛이 나는 작은 결정들이 황철석(Pyrite, FeS₂)이다. 이와 같은 광물을 “공존하는 광물”이라는 표현을 사용한다.

이러한 표현은 이미 알고 있듯 두 광물의 생성시기가 다른 원인이 있다. 당연한 말이지만 황철석이 나중에 만들어졌다. 어떻게 접착제도 없이 돌에 철이 붙었을까. 그것은 압력이라는 인자를 가진 인큐베이팅 환경이다. 황을 조건만 맞으면 누구와도 결합하는 지조 없는 사람과 같다. 높은 지열에 의해서 공기 중에 포함된 황은 철을 유혹해서 방해석에 정착하여 살고 있는 모습이 지금 이 표본의 상황설명이다. 이렇듯 압력의 양면은 모든 물질의 생성비밀이다. 진공과 고압 모두 다양한고 이질적인 원소들을 결합시키는 본드역할을 하고 있는 것이다. 나뭇잎에 금으로 도금할 수 있는 것도 진공을 이용한 접착이다. 교육용으로 아주 훌륭한 표본이다.

[참고]

등축정계의 결정계를 가지는 대표적인 광물 중 하나인 황철석(Pyrite / FeS2)으로 금빛 노란색을 띄며 접하기 쉬우면서 결정 모양이 아름다워 인기가 많은 광물이다. 특히나 이 표본은 황철석의 결정이 잘 보존되어 있는 드문 케이스로 황철석의 결정모양을 제대로 관찰할 수 있게 해줄 것이다. 황철석은 육면체, 팔면체, 오각십이면체 및 그 밖의 여러 가지 불투명한 결정을 가지며 조흔색은 흑녹색, 모스경도는 6 ~ 6.5, 비중은 5.1이다.

황철석은 금빛의 노란색을 띄기 때문에 금과 헷갈리기 쉬워서 “Fool’s Gold / 바보금”이라고 언급되기도 한다. 금처럼 보이든 안보이든 상관없이 미네랄 수집가들 사이에서는 황철석은 인기 있는 광물이다. 황철석은 아름다운 광택과 재미있는 결정을 가지고 있으며 지각에서 아주 흔해서 가능한 모든 환경에서 찾을 수 있으므로 재미있는 광물이 아닐 수 없다.

황철석은 위에서도 언급했다시피 지각에서 흔히 볼 수 있고 화학식에서 볼 수 있듯이 철을 많이 포함하고 있는데 철 원석으로 쓰이진 않는다. 적철석(Hematite)과 자철석(Magnetite)같은 주요 철 원석용 광물들이 존재하기 때문이다. 그러나 적철석과 자철석과 같은 광석들이 부족해진다면 황철석을 중요한 철 원석으로 쓰게 될 수도 있을 것이다.

위에 사용처(Uses)에서도 언급했듯이 보석으로 쓰이는 황철석이 있는데 백철석(Marcasite)이 바로 그렇다. 황철석보다 희기 때문에 백철석이라고 부르는데 조흔색이 회흑색이고 경도가 6 ~ 6.5이고 비중이 4.6 ~ 4.9로 황철석과 비슷한 특징을 가지지만 구조가 불안정하여 쉽게 분해되며 황산철이 생겨 주위의 것을 부식시킬 수 있으며 부식(산화)시킬 때 생기는 열로 목재를 태울 수도 있어서 보관에 주의가 필요하다.

백철석은 황철석과 같은 FeS2의 화학식을 가지지만 구조가 다르고 다른 결정모양을 가지기 때문에 황철석의 동질이상으로 불린다. 화석이 발견될 때 대부분의 황철석은 백철석으로 발견이 된다. 우리나라 강원도 태백에는 식물화석이 많이 발견되는데 거기서 발견되는 황철석이 대부분 백철석이다. 백철석은 녹지 않고 산에 반응하지 않아 정제하기가 쉬운데 이를 이용해 태백에서는 백철석을 깍아서 거북이를 만드는 등 특산품을 만들기도 한다. 황철석은 아주 명확한 구분점이 부족할 경우 백철석과 구분하기 매우 어렵다.

황철석은 2차대전동안 화학 전술로써 쓰였고 이 때문에 북아메리카 원주민들은 황 광산을 전부 다 캐버렸다. Tennessee의 Ducktown 근처의 황 퇴적물(자황철석(Pyrrhotite)과 황철니켈석(pentlandite)같은 다른 황화물)은 상업적으로 이용 가능한 황 퇴적물을 포함하고 있다. 황은 황산을 생산하고 산업적인 목적으로 중요한 화학물질을 생산하는데 쓰인다.

방해석(Calcite)은 육방정계 결정을 가지며 탄산염 광물로 그 형태가 아주 다양한데 CaCO₃의 가장 안정적인 동질이상이다. 다른 동질이상으로는 아라고나이트(Aragonite)와 배터라이트(Vaterite)가 있는데 아라고나이트는 470℃에서 방해석으로 바뀌며 배터라이트는 안정적이지 않다. 보통 무색 또는 흰색 반투명의 형태이며 불순물이 첨가되면 다른 색을 띄기도 한다. 모스 경도는 3, 조흔색은 흰색, 비중은 2.71이며 묽은 염산과 접촉하면 거품이 일어나며 이산화탄소(CO₂)를 낸다.

방해석은 지구상에서 가장 흔한 광물이며 이것은 지각의 무게대비 4%를 차지하는 정도로 많다는 것이다. 또한 다양한 환경에서 만들어지는 방해석은 3대 암석을 만들어내고 있으며, 석회암은 시멘트를 공급해주고 열을 받으면 대리석으로 우리주변을 장식해준다.  종류는 300여개의 기본형이 있으며 이는 축의 변화와 부정형 그리고 능형이라는 변수를 합치면 수천 가지의 형과 색을 만들어내므로 수집가들이 아주 좋아하는 광물이다.

이 표본을 보면 흰색 방해석에 황철석이 여기저기 달라붙어 있는데 방해석 결정이 생긴 후에 황철석이 그 위에 달라 붙은 것이다. 그리고 황철석이 보이는 방향 반대방향으로 보면 황철석이 달라붙어있지 않다. 즉 방향성을 가지고 황동석이 붙어 있는데 이는 한 방향으로 아주 뜨거운 열기가 통과했고 그 열기 안에 포함되어 있던 황, 철이 방해석에 달라붙으면서 황철석을 만든 것이다. 즉 결정을 만들 때 마그마 열기가 큰 역할을 했고 고온의 열기 속의 물질이 방해석을 거치면서 이런 표본이 만들어지게 된 것이다.

이러한 광물들은 2차로 생성된 광물로 방해석이 만들어질 때와 전혀 다른 환경이 발생하여 이러한 2차 생성물을 만들어낼 수가 있다. 황철석이 만들어 졌던 환경은 뜨거운 열기가 있었기 때문에 아마도 화산활동이 많았던 곳이었을 것이다.