Garnet
광물의 일종. 보석으로서의 석류석은 가넷 항목을 참고.
변성암의 일종인 편암(schist)에 자형으로 자라난 석류석[1] 결정
| 석류석의 성질 | ||||||
| 화학식 | X3Y2(SiO4)3[2] | |||||
| 결정계 | 등축정계(isometric) | |||||
| 굳기 | 6.5-7 | |||||
| 비중 | 3.1-4.2 | |||||
| 벽개 | 없음[3] | |||||
| 규산염 구조 | 독립사면체(Orthosilicates) | |||||
| 결정형 | 정십이면체(dodecahedral), 편형반면상(trapezohedral) 등 | |||||
| 주요 색상 | 적색[4], 갈색, 녹색, 분홍색 등[5] | |||||
1 결정 구조 및 분류
▲ 석류석의 결정구조. 봐도 모르겠지만 일단 넘어가자.
일단 새빨간 부분이 규산염사면체(silicate tetrahedral) 자리. 화학식에서 (SiO4)에 해당한다. 그리고 회색 부분이 팔면체 자리인데, 여기에 들어가는 건 3가 양이온이다. 대부분의 석류석은 여기에 Al이 들어가게 된다. 마지막으로 녹색 자리는 2가 양이온이 들어가는 자리이다. 석류석은 이 자리에 Fe, Mg, Mn, Ca 4가지 이온 종류가 들어가게 된다. 이에 따라 다음과 같은 단종들이 알려져 있다.
- 귀석류석(Almandine) Fe3Al2(SiO4)3
- 홍석류석 (Pyrope) Mg3Al2(SiO4)3
- 망간석류석(Spessartine) Mn3Al2(SiO4)3
- 회반석류석(Grossular) Ca3Al2(SiO4)3
- 회철석류석(Andradite) Ca3Fe2(SiO4)3 [6]
- 우바로바이트(Uvarovite) Ca2Cr3(SiO4)3
이 단종들에 Si가 부족하고 수화상태로 있는 수화회반석류석(Hydrogrossular) Ca3Al2(SiO4)3-x(OH)4x 이 덧붙여진다. 또한 광물의 색깔에 따라 더 세부적인 이름들이 있지만 학술적으로는 잘 사용되지 않는 이름들이다. 더 많은 이름은 보석학에서 다루며 가넷 항목을 참고. 참고로 칼슘이 들어가 있는 종류를 묶어서 우그란다이트라고 부르기도 하는데, 별게 아니고 각 단어들의 앞철자를 가지고와서 나열한 것이다.[7] 같은 방식으로 귀석류석, 홍석류석, 망간석류석을 묶어서 파이랄스파이트라고도 한다.[8]
보통은 단종으로 나오지는 않고, 금속이온들이 어느정도 섞여있는 채로 나타나게 된다. 어느 한쪽 이온이 우세하면 해당 단어를 쓰면 된다.
석류석이 아주 잘 자라면 {112}방향의[9] 작고 긴 면이 발달하는데 그 모습이 무척 독특하고 아름답다.
2 지질학적 배경
석류석은 알루미늄과 금속양이온을 포함하는 단단한 무수광물의 대표격이다. 석류석은 굉장히 단단한 광물이라서 어지간해서는 타형으로 나오지 않고 자신의 본모습을 유지하게 된다. 심지어 강력한 응력이 걸려있는 고압변성암에서도 제 모습을 똑바로 갖춘 채 자라난다. 주변 광물이 뒤틀리면 뒤틀렸지 석류석 자체는 알갱이 모양으로 잘 나타나게 된다. 물론 나중에 재흡수, 변질 등을 거치게 되면 타형이 되긴 하지만.. 위 사진에서도 볼 수 있듯이, 암석이 쭉쭉 늘어난 편암에 혼자 새빨갛고 동그란 결정을 크게 만들어내는 것을 볼 수 있다.
석류석은 상부 및 중부 맨틀에서 주요한 광물 중 하나로서, 보통 감람석 다음으로 함량이 높다. 실제로 깊은 곳에서 온 맨틀암을 보면 아름다운 녹색 암석 속에 화려하고 붉은 석류석 알갱이가 큼직하게 박혀있는 것을 볼 수 있다. 이런 맨틀 암석에 나타나는 석류석은 보통 홍석류석으로, 맨틀 자체에 Mg이 풍부하기 때문이다. 귀석류석은 편암이나 편마암 같은 알루미늄이 비교적 풍부한 변성암에서 흔히 볼 수 있다. 한국에서 장식석으로 많이 사용하는 편마암에도 자세히 보면 석류석을 관찰할 수 있다.[10]
맨틀암을 제외한 화성암에서 일반적으로는 관찰하기 어렵지만, 망간석류석 혹은 철이 많은 망간석류석[11] 결정이 규장질 화성암에서 발견될 때도 있다. 또한 스카른과 같이 탄산염암이 관계된 변성암체에서는 회반석류석이나 회철석류석이 발견될 수 있다.
박편 상에서 관찰할 때는, 이 광물이 대체로 제 모습대로 자라는데다가, 높은 양각(high relief) 때문에 구분이 꽤 쉽다. 양각이 무척 높아서 혼자 툭 튀어나와 보일 때가 많다. 더군다나 결정적으로 이 광물은 등축정계이기 때문에 교차니콜 상태(XPL)에서 새카맣게 보이므로 더욱 구별이 쉽다. 아주 다양한 암상에서 감초처럼 등장하기 때문에 중요한 광물로 인식되어 있으며 특히 변성암석학에서 중요한 위치를 차지한다. 알루미늄과 고철질 물질을 사용하기 때문에 보통은 흑운모, 녹니석 등의 광물을 소모해서 새롭게 성장하는 대표적인 반상변정(pophyroblast) 광물이다. 보통 암석이 강한 힘을 받으면 광물이 늘어나거나 부분적으로 녹는 일이 발생하는데, 이 석류석은 어지간한 힘으로는 늘어나지를 않는다.[12] 그래서 주변의 연약한 광물들이 더 강하게 늘어나게 되는데, 이 때 모양새가 독특하다.
3 보석으로서의 가치
보석하면 떠오르는 대표적인 광물 중 하나이다. 다양한 성분의 광물이 저마다의 이점 때문에 보석으로 사용되고 있다. 이에 대한 사항은 가넷 참고.- ↑ 특히 이 경우는 귀석류석(almandine)
- ↑ 각 X,Y에 들어가는 양이온은 본문 참고
- ↑ 깨지는 성질만 있다. 열개가 있다는 보고야 있지만 그마저도 매우 발달하기 힘들다.
- ↑ 진한 레드와인 색깔이다. 특히 귀석류석(almandine), 홍석류석(pyrope)이 이런 색을 갖는다.
- ↑ 사실 색이 매우 다양하다.
- ↑ 여기 들어가는 Fe 이온은 당연히 Fe(III) 이온이다.
- ↑ Uvarovite+Grossular+Andradite+ ite(광물, 암석에 붙이는 접미사) = Ugrandite.
- ↑ Pyrope+Almandine+Spessartine+(a)ite=Pyralspite
- ↑ 결정학적인 표현이다.
- ↑ 물론 많은 경우는 너무 작아서 눈으로는 안보일 수도 있다.
- ↑ 망간석류석-귀석류석 고용체 관계
- ↑ 정말 화려하게 늘어나있을 때도 있는데, 이는 결정 자체가 첨예하게 자라지 않았을 때이다.