| 사문석의 성질 | ||||||
| 화학식 | Mg3Si2O5(OH)4 | |||||
| 결정계 | 사방정계(Orthorhombic) | |||||
| 굳기 | 2.5-4 | |||||
| 비중 | 2.5-2.65 | |||||
| 벽개 | 1방향, c 축에 수직 | |||||
| 규산염구조 | 판상(phyllosilicates) | |||||
| 결정형 | 판상, 비늘(scaly), 괴상(massive) 등 | |||||
| 조흔색 | 녹색이 감도는 흰색 | |||||
| 주요 색상 | 연두색,노란색, 검은색[1] 등 | |||||
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1. 특성 및 분류
사문석은 물을 함유하고 마그네슘이 풍부한 판상 광물의 대표적인 예 중 하나이다. 풍부한 마그네슘과 물이 필요하며 알루미늄이 필요하지 않다는 특징 때문에, 주로 초 고철질 내지는 고철질 암석의 수화 변질 산물의 결과로 만들어진다. 즉, 맨틀 암석이나 현무암 등이 열수 등에 의해 변질될 때 사문석이 자라난다.판상 광물이면서 물을 함유한 만큼 밀도가 낮은 것이 특징이며, 겹겹이 쌓여 있는 규산염층 사이에 수산화기가 들어간다.
특이하게도, 사문석의 '판'에 해당하는 층은 정사면체 자리(SiO4 사면체가 구성하는 층)와 팔면체 양이온 자리의 길이가 서로 잘 맞아떨어지지 않는다. 이것이 서로 주기적으로 위상이 뒤집어져 상쇄하면 문제되지 않지만, 종류에 따라 이것이 상쇄되지 않고 그 길이 차이가 점점 심화되기도 한다. 길이 차이가 상쇄되지 않는 종류가 크리소틸(chrysotile)이다. 이렇게 길이가 안맞게 되면 판은 위 아래의 길이차이 때문에 구부러져야하며, 결국 판상임에도 불구하고 "원통" 모양으로 변하고 만다. 이렇게 되면 속이 빈 규산염 원기둥이 되는데, 이 원기둥의 높이는 한도끝도 없이 성장하는 것이 가능하다. 결과적으로 원통형으로 성장하는 사문석은 속이 빈 섬유 모양으로 자라난다. 그래서 크리소틸은 대표적인 섬유상 광물, 즉 석면이 된다.
다만 대부분의 사문석은 삼사정계의 리자다이트(lizardite), 혹은 단사정계의 안티고라이트(antigorite) 형태로 발견되며, 이것이 잘 자란 경우 탁한 연녹색에서 짙푸른 녹색의 결정을 이룬다. 결정 모양이 무척 특이한데, 같은 판상 광물이지만 운모 같은 광물과는 판이한 생김새를 갖는다. 단단한 섬유다발과 유사한 형태를 띠는데 제법 미끌거리는 것이 과연 뱀 피부와 비슷하다.
2. 지질학적 특징
사문석은 활석 등과 함께 맨틀 암석의 수화 변질 산물의 대표적인 광물이다. 비록 광물 자체는 녹색을 띠지만, 변질 산물의 암석에서 특히 검은색으로 발견된다. 이 때문에 사문암은 거의 전부가 사문석으로 돼있지만 녹색보다는 새카만 색깔인 경우가 많다.섭입대에서 섭입하는 판이 끌고 들어가는 물이 상부의 맨틀을 변질시키면서 사문석을 다량으로 만들어낸다. 또한 해양 지각에 널리 분포하는 현무암과 반려암 등에 포함된 감람석과 휘석이 물에 의해 변질되면서 사문석으로 변하는 경우를 많이 발견할 수 있다. 결과적으로 섭입대가 맨틀로 끌고 들어가는 물의 저장소 역할을 수행한다.
특히 섭입대에서 다량으로 물이 방출되면서 최상부 맨틀이 다량의 사문석으로 가득차게 되는데, 이 때 이곳의 밀도가 낮아지고, 물이 풍부해 상층부로 타고 올라간다. 이 때 균열을 따라 사문석과 물이 뒤섞인 것이 지표까지 올라와 분출하게 된다. 사문석은 이미 그 고압과 흐름에 의해 고운 가루가 되어 있어 분출되는 것은 사문석 진흙 덩어리이다. 이 진흙 화산은 마리아나 해구에서 특히 잘 발달되어 있다.
3. 용도
- 공예품 원료(장식석재, 보석)
- 비료원료(분쇄후)
- 제철소에서 불순물 제거용
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벌레 및 뱀 기피용(미신)
앞서 설명했듯이, 사문석 중 일부는 석면으로 자라난다. 이 때문에 사문석 광상은 물론, 초고철질, 고철질 암석이나 광물에서 석면이 발견될 수 있다. 예컨대, 달천동의 폐광에서는 토양에서 석면이 검출되었다.
[1]
입자가 작은 경우, 암석 관찰시 검은 부분이 사문석인 경우가 많다.