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일반명(Common Name): 흑운모 편암 속의 석류석과 십자석(Garnet and staurolite in the biotite schists)-160816-4

화학식(Formula): Fe²⁺₂Al₉Si₄O₂₃(OH)₂

결정계(Crystal System): 단사정계(Monoclinic)

분류(Class): 규산염광물(Silicates)

아분류(Sub Class): 네소규산염광물(Nesosilicates)

그룹(Group):

벽개(Cleavage): 잘 나타나진 않지만 한 방향으로 나온다.

결정상(Crystal Habit): 전형적인 결정은 주상 또는 판상이다. 몇몇 결정들은 가짜 육방정계 결정 단면을 가질 수 있지만 대부분은 다이아몬드 모양의 단면에 4군대의 꼭지점 중 2곳이 잘린 모양으로 납작해진다. 쌍결정이 자연상에서는 약 35% 정도가 만들어지는 편이다. 쌍결정은 X자 모양으로 교차되어 만들어지며 동시에 만들어진다.

쪼개짐(Fracture): 울퉁불퉁하게 패각상으로 쪼개진다.

사용처(Uses): 광물 표본

색(Color): 적갈색, 갈색, 검은색

비중(Gravity): 3.7 ~ 3.8

모스 경도계 경도(Mohs scale hardness): 7 ~ 7.5

조흔색(Streak Color): 흰색

같이 발견되는 광물(Associated Minerals): 귀석류석(Almandine), 운모(Micas), 남정석(Kyanite), 다른 변성 광물들

산 지(Location): 브라질(Paramirim, Bahia, Brazil)

광 산(Mine): Serra da Mangabeira Mine

무 게(Weight): 9,300g

크기(Size): 300 x 220 x 70mm(좌대높이제외)

결정 크기(Crystal Size): 십자석 20~40mm, 석류석 5~20mm

내용(Content): 이 표본은 브라질에서 발견된 십자석(Staurolite)으로 모암인 흑운모 편암을 기반으로 형성되었으며 중간 중간에 빨간색의 석류석(Garnet)이 같이 형성된 광물 형태이다. 여기서 중요한 것은 아무래도 외관상 뚜렷하게 보이는 육각기둥과 비슷한 형태의 십자석 결정이다.

십자석(Staurolite)은 표본에서 볼 수 있듯이 특이한 주상 결정을 보여주는데 사실 십자석은 지질학자들이 변성의 정도를 확인하는데 사용했던 지표 광물 중 하나이다. 지표 광물은 암석이 겪었던 변성의 정도를 결정하고자 지질학에서 사용되는 개념이다. 모암이 되는 암석이 압력과 온도가 변함에 따라 변성을 겪으면 암석 내의 고체 상태의 광물들이 화학반응을 일으켜서 새로운 광물을 만들어내게 되는데 특정 온도와 압력 조건에서 형성되는 광물들을 지표광물이라고 부르게 된다. 즉 지표광물이 발견이 되면 이 지표광물이 포함된 암석이 어떤 변성을 겪었는지 최소한의 압력과 온도를 알려주는 지시자 역할을 하게 된다. 십자석이 포함된 지역에서 알루미늄(Al)이 풍부한 광물을 포함하는 고운 알갱이 퇴적암인 이암(Mudrock)은 변성된 정도에 따라 다른 광물을 만들어내게 되며 이를 스토롤라이트존(Staurolite Zone)이라고 한다.

Staurolite Zone

석영(Quartz) > 백운모(Muscovite) > 흑운모(Biotite) > 석류석(Garnet) > 십자석(Staurolite) > 사장석(Plagioclase )

Metamorphic Zone 

십자석이 발견되는 지역에서 변성이 될 때 높은 온도와 압력에 의한 변성일수록 화살표의 오른쪽에 있는 사장석(Plagioclase)쪽의 광물이 발견되게 되며 낮은 온도와 압력에 의한 변성이면 화살표 왼쪽의 석영(Quartz)쪽 광물이 발견되게 된다. 즉 석영, 백운모, 흑운모, 석류석, 십자석은 같이 발견될 확률이 높은 것이다. 십자석과 석류석, 운모는 비슷한 온도와 압력 하의 변성에서 같이 발견되는 경우가 많으며 이 표본만 하더라도 흑운모와 석류석, 십자석이 같이 발견된 것을 확인할 수 있다.

십자석은 위에서 언급되었듯 지질학적 지시자로 사용되기도 하지만 사실 쌍결정을 형성하는 것으로 유명한 변성 광물이다. 화학식은 Fe²⁺₂Al₉Si₄O₂₃(OH)₂인데 쉽게 생각해 알루미늄(Al)이 포함된 규산염 광물이라고 생각하면 된다. 색은 보통 갈색, 검정색을 가지며 유리광택을 보여주고 투명 ~ 불투명까지의 투명도를 가진다.

십자석이라는 이름은 그리스어인 스타우로스‘Stauros’에서 왔는데 십자가를 의미하며 이름대로 십자가를 형성하는 광물 결정 형태를 가지는데 십자가가 교차하는 각도가 60도와 90도 2가지 형태가 있다. 흔히 발견되는 건 60도이지만 90도의 십자석도 최근에 종종 발견이 되고 있다. 십자석은 과거에는 연마재로 사용되어 왔지만 후에 더 좋은 연마재가 개발되면서 이제는 지질학적 지시자나 광물 표본, 기념품, 장식품, 보석 정도의 용도로 사용되고 있다.

본래 십자모양 자체가 종교적인 믿음을 불러일으키고 신앙심을 가지기 좋은데 십자의 요정이라고 불릴 정도로 십자석의 결정이 이런 용도로 활용되기 좋다. 이를 악용해서 가짜 십자석을 만드는 경우까지 있을 정도이다. 이 표본을 통해 변성 광물에 대해 좀 더 다가갈 수 있을 것이다.

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