광물의 깨짐과 쪼개짐

<흑운모>

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광물의 특성중 깨짐과 쪼개짐이라는 것이 있습니다. 이는 광물에 외력을 가했을 때 산산조각나는지 혹은 특정한 모양으로 박살나는지를 가지고 구분하는 기준입니다.

 

예를들어 흑운모는 종이처럼 찢어지는가 하면, 암염은 네모나게 쪼개집니다. 이에 반해 석영이나 감람석은 특정한 모양 없이 박살납니다.

 

• 깨짐(fracture)이라는 것은 외력을 가하면 광물이 박살나버려 잘린면이 평탄하지 않은 것을,
• 쪼개짐(cleavage)이라는 것은 광물이 특정 모양으로 박살나면서 평탄한 면이 있는 것을 의미.

  1. 깨짐(fracture)

외력을 가했을 때 불규칙적으로 박살나면서 평탄한 면이 없는 경우인데, 대표적으로 석영이나 감람석, 처트, 흑요석 같은 아이들이 여기에 해당합니다. 이런 아이들은 주로 원자의 결합구조에 유달리 약한 곳이 없는 아이들 입니다. 감람석을 얘를들면, 감람석은 규산염 사면체의 광물인데 독립사면체라는 구조를 가지고 있습니다. 독립사면체는 규산염 사면체의 산소가 다른 규산염 사면체와 산소를 공유하고 있는 형태로 결합하고 있지 않고, 다른 양이온과 이온결합을 하고 있습니다. 보통 규산염 사면체에서 산소간 공유결합은 결합력이 강하고, 이온결합을 하고 있는 곳은 결합력이 약한데 감람석은 사방의 산소가 죄다 이온결합을 하고 있어 죄다 결합력이 약하다고 생각하면 쉽습니다. 그래서 깨짐이 나타나는 것입니다.

  반대로 석영의 경우 사방의 산소가 모두 공유결합을 하고 있습니다. 그러다 보니 특별히 결합이 약한곳이 없고, 마찬가지로 그래서 깨짐이 나타납니다.

위의 그림을 보면 알 수 있듯, 감람석과 석영 모두 박살난 단면이 평평하지 않고 울퉁불퉁한걸 알 수 있습니다.

 

  2. 쪼개짐(Cleavage)

  쪼개짐은 깨짐과 달리 편평한 면이 있습다. 편평한 면이 1개면 한 방향 쪼개짐, 2개면 2방향 쪼개짐, 3개면 3방향 쪼개짐... 이런식으로 분류하는데요, 사실 학생들을 가장 많이 괴롭히는 것 중 하나가 이 광물의 쪼개짐 입니다. 맹목적으로 달달달 외워야 하고, 문제 자체는 쉽게 나오는데 안외우면 바로 틀려버려서 굉장히 짜증 나...... 아무튼 그렇습니다.ㅠㅠ

<광물 쪼개짐의 유형과 종류>

광물이 종류에 따라 쪼개짐의 방향이 결정되는것도 원자의 결합력차이 때문인데, 몇가지만 얘를 들어 보겠습니다.

1) 운모류 광물의 한 방향 쪼개짐

흑운모는 위 그림처럼 한방향 쪼개짐이 잘 나타나는 광물입니다. 한방향인 이유는 간단합니다. 위에 왼쪽 그림을 보면 초록색이 규산염 사면체이고, 빨간색은 규산염 사면체 사이에 있는 양이온으로 생각하면 됩니다. 흑운모는 규산염 사면체가 판상으로, 다시말해 수평방향으로는 모두 산소와 공유결합하고 있는데 연직 방향으로만 공유결합하고 있지 않습니다. 그러다보니 수평방향으로는 결합이 강하고 연직방향으로만 결합이 약하게 되고, 판상으로 얇게 쪼개지게 됩니다.

 

2) 휘석과 각섬석

휘석과 각섬석은 둘다 두방향의 쪼개짐인데, 쪼개짐 각도가 조금 다릅니다. 일단 두 광물 모두 규산염 광물인데, 휘석은 단쇄상 구조(단사슬 구조, single chain structure)이고 각섬석은 복쇄상 구조(복사슬 구조, double chain structure)입니다. 휘석이 단쇄상이고, 각섬석이 복쇄상이어서 쪼개졌을 때 평탄한 면이 이루는 각도가 달라지는데, 아래 그림을 보면 쉽게 이해가 될 겁니다. 

휘석은 단쇄상 구조이기 때문에 위의 그림과 같은 벽돌이 차곡차곡 쌓이면 결합력이 약한 곳 기준으로 쪼개졌을 때 이루는 각이 90도가 나옵니다. 하지만 각섬석은 복쇄상 구조이죠? 휘석과 같은 체인 2개가 단단하게 결합되어 있어 가로 길이가 조금 더 길다 생각하면 된다. 당연히 쪼개질 때 각도가 더 커지게 됩니다.

 

광물을 분류하는 기준 중 모스 굳기계도 있습니다. 이에 대한 포스팅을 썼으니 아래 글을 참고하시면 될 것 같네요.ㅎㅎ

 

파이썬을 이용하여 광물의 절대 굳기 그래프 그리기