광물의 밀도와 비중, 광물의 특성, 결합종류, 결정축, 6정계, 광물의 광학성, 광축에 관하여

9) 밀도와 비중

- 광물의 다른 물리적 특성으로서 얼마만큼 무겁게 느껴지는지를 나타내기 위하여 밀도라는 용어를 사용한다. 단위는 g/㎤로 표시한다. 하지만 밀도는 정확하게 측정하기는 어렵기 때문에 밀도 대신에 비중이라는 용어를 사용한다. 비중(specific gravity)은 어떤 물질의 무게와 같은 부피의 순수한 물의 무게와의 비율로 나타낸다. 비중은 두 무게의 비이므로 단위는 없고 순수한 물의 밀도가 1g/㎤이므로 어떤 광물의 비중은 밀도와 수치가 일치한다.

10) 광물의 특성과 결합종류

- 광물의 특성은 구성 원자들이 어떠한 결합을 하고 있느냐에 주로 영향을 받는다. 단단함과 경도는 광물을 이루는 결정구조에서 결합에 의해서 결정된다. 이온 및 공유결합은 매우 강하므로, 이 결합을 이룬 광물들은 단단하지만 깨지기도 쉽다. 이와 반대로 금속 및 판데르바알스 결합은 훨씬 약하므로, 이러한 결합을 이루는 광물들은 부드럽고 쉽게 변형될 수 있다.

표. 결합종류에 따른 광물의 특성

결합종류	광물	결합력	경도	전기전도도	물과 약한 산에서의 용해도
이온결합	방해석	강함	중간 내지 높음	매우 낮음	높음
	소금
공유결합	다이아몬드	매우 강함	높음	매우 낮음	매우 낮음
	섬아연석
이온 및 공유 혼합결합	감람석	매우 강함	중간 내지 높음	매우 낮음	낮음
	백운모
금속결합	금	중간	낮음	높음	매우 낮음
	동
판데르바알스 결합	흑연	매우 약함	매우 낮음	낮음	낮음
	황

11) 결정축과 6정계

결정 안에 3개 또는 4개의 축을 적당히 가상하면 다양한 결정형들을 6개군 즉 정계로 나눌수가 있다. 이렇게 결정안에 가상한 축을 결정축이라 한다.

전후, 좌우, 상하로 향한 축을 각각 a, b, c 축이라하고 b축과 c축, a축과 c축, 및 a과 b축 사이의 각을 각각 α, β, γ라하면 여섯정계의 축의 특징은 다음과 같다.

단, 육방정계에는 a1, a2 a3의 3개의 길이가 같은 수평축과 이들의 교점을 직교하는 c축을 생각한다.

등축정계 a=b=c , α=β=γ= 90o

정방정계 a=b≠c , α=β=γ= 90o

사방정계 a≠b≠c , α=β=γ= 90o

단사정계 a≠b≠c , α=γ=90o, β≠90o

삼사정계 a≠b≠c , α≠90o β≠90o γ≠90o

육방정계 a1=a2=a3 , 수평축은 120o로 교차함

12) 광물의 광학성

광물내부를 연구하는데 파장이 잛은 X선을 사용한다. 이는 결정을 만드는 원자들이 대단히 좁은 공간격자를 만들기 때문이다. 결정을 분말로 만들어 X선을 쬐이면 결정내부 구조를 알수가 있고 광물에 따라 내부구조를 달리하므로 광물감정도 할 수가 있다

비결정질과 등축정계에 속하는 광물 속을 통과하는 광선의 속도는 그 진행방향에 관계없이 일정하다. 이런 광물을 등방성(isotropic) 광물이라한다. 그러나 등축정계를 제외한 다른정계에 속하는 결정은 통과하는 광선에 복굴절(double refraction)을 일으키며 파동의 방향이 서로 직교하는 두 종류의 편광(ploarized ray)으로 갈라진다. 이 때에 작게 굴절하는것을 상광선(ordinary ray), 크게 굴절하는 것을 이상광선(extraordinary ray)이라고 한다. 이와같이 복굴절을 일으키는 광물을 이방성(anisotropic)광물이라 한다.

광물종류에 따라 편광성이 다르므로 광물이나 암석의 편광성을 검사할수 있는 편광현미경을 사용하면 광물의 감정이 가능하여 암석을 쉽게 연구할 수가 있다.

13) 광축

등축정계를 제외한 모든 결정을 여러방향으로 절단하여 편광현미경으로 검사하면 모두 복굴절을 일으킨다는 것을 알수가 있다. 그러나 특정한 방향에 직각인 결정의 박편은 복굴절을 일으키지 않는다. 이와같이 복굴절을 일키지 않는 방향을 광축이라고 부른다. 그런데 사방, 단사, 삼사의 정계의 속하는 결정에는 복굴절을 일으키지 않는 방향 즉 광축이 두 개가 있다. 광축이 하나인 결정을 일축성 결정, 둘인것을 이축성 결정이라고 한다.

이축성 결정에서 광축 사이의 각도는 광물에 따라 다르다. 그러므로 먼저 광축이 하나인지 또는 둘인지를 검사하고 후자의 경우에는 광축사이의 각도를 측정하여 광물의 종류를 결정하는 데 참고로 한다.

 

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