사장석 <Plagioclase>

대부분의 광물이 그렇듯 사장석의 이름 Plagioclase 도 명칭의 유래가 있다. 그리스어로 plagis는 기울어진 이라는 의미를 klao는 쪼개진 물건 이라는 뜻을 가지며 이를 합성하여 만들어진 말이다. 즉, 사장석은 그 쪼개짐의 방향이 서로 직각이 아니고 경사지게 교차하는 방향인 특성때문에 지어진 이름이다. 겉보기색은 주로 회색에서 백색이며, 조흔색은 흰색을 띈다. 유리질 광택을 지녀 자연상태에서 눈으로 볼때 석영 등과 쉽게 헷갈리기도 한다.

 

(사장석의 누대구조를 갖는 결정의 모습을 모식도화한 것. 일반적으로 바깥쪽이 Ca가 높고 안으로 갈수록 Na가 높다.)

 

사장석은 거의 대부분의 화성암에서 발견되는 광물이다. 보웬의 반응계열에서 보아도 온도가 높은 Mafic 한 환경에서 Ca가 풍부한 anorthite부터, 온도가 상대적으로 낮은 Felsic한 환경에서 Na가 풍부한 albite에 이르기까지 넓은 범위로 정출되는 모습을 볼 수 있다. 사장석은 치환고용체의 형태를 띄는데 Ca와 Na가 서로 고용체의 형태로 치환된다. 다만 Ca는 2가의 + 이온을 띄며 Na는 1가의 +이온을 띄기 때문에 단순히 Ca와 Na가 치환되는 단순치환의 형태가 아닌 이온의 수를 맞춰주기 위해 CaAl과 NaSi가 교환되는 모습을 보인다. Al과 Si는 각각 3가와 4가의 +이온을 띄어서 CaAl과 NaSi는 둘다 5가의 +이온을 가지게 되므로 치환이 가능해진다. 이렇듯 Ca와 Na가 치환되기 위하여 Al과 Si의 치환을 동반하므로 쌍쌍치환이라는 형태가 되며 이로 인해 anorthite는 CaAl2Si2O8, albite는 NaAlSi3O8의 화학식을 갖는다.

 

추가적으로 고용체는 치환고용체, 간극고용체, 결손고용체의 세가지 형태가 있다.

Na와 Ca의 비율에 따라 사장석의 이름도 달라지는데 함량에 따라 Ca가 90%이상 Na가 10%미만일 때 Ab10:An90~Ab0~An100라고 표현하며 anorthite, Ab30:An70~Ab10~An90인 경우에 bytownite, Ab50:An50~Ab30~An70 인 경우에 labradorite, Ab70:An30~Ab50~An50 인 경우 andesine Ab90:An10~Ab70~An30 인 경우 oligoclase, 마지막으로 Ab100:An0~Ab90~An10인 경우 albite라고 부른다.

 

ps. 사실 이렇게 광물 하나에 대해 글을 적을 생각은 없었는데 언제 보아도 장석은 흔한 광물이며, 특히 (Ca, Na)고용체를 이루는 사장석은 결정의 형태조차 고용체로 인한 특성을 보이는 상당히 특이한 광물이기도 한 아이러니 때문에 사장석에 대해 조금 자세히 알아보았다.(라고 하지만 끽해봐야 학부생들 배우는 수준...)

 

ps2. 대학교를 다닐 때는 폰에 돌사진밖에 없다고 스스로가 지질학과인 것에 조금은 한탄? 했는데 지금은 그 때 조금더 사진을 많이 찍어둘 껄... 하고 후회도 가끔한다. 그때 제일 많이 본 광물 중 하나가 사장석이었는데....