백과사전 상세 본문

출처 다음백과

붕산염광물

다른 표기 언어 borate mineral , 硼酸鹽鑛物

요약 천연으로 산출되는 붕소와 산소의 화합물.

붕산염광물(borate mineral)

천연으로 산출되는 붕소와 산소의 화합물.

ⓒ Rob Lavinsky/wikipedia | CC BY-SA 3.0

대부분의 붕산염광물은 희귀하지만, 일부는 상업적으로 채광될 수 있는 큰 광상(鑛床)을 형성하기도 한다.

붕산염광물의 구조는 중심에 붕소 원자가 있고 삼각형의 정점(頂点) 또는 사면체의 꼭지점에 산소 또는 히드록시기가 위치하는 BO3 삼각형 또는 BO4 사면체로 구성된다.

한 구조 내에서 2종류의 단위가 같이 나타나기도 한다. 정점은 산소 원자를 공유하여 연장된 붕소-산소 망상구조(網狀構造)를 형성하거나 다른 금속 이온과 결합하여 히드록시기를 형성하기도 한다. 일반적으로 광물 내에서 붕소-산소 착물(錯物)의 크기는 그 광물이 생성된 온도와 압력이 증가함에 따라 감소한다. 붕산염광물의 형성에 기여하는 지질학적 환경에는 2가지가 있다.

첫째, 상업적인 가치가 높은 것으로, 화산활동에 의해 생성된 붕소를 함유하는 용액이 흘러들어오는 불투수성 분지 환경이다. 계속되는 증발작용으로 수화된 알칼리 및 알칼리토금속 붕산염광물이 침전되고, 퇴적작용이 계속되어 매몰(埋沒) 깊이가 깊어짐에 따라 온도와 압력 구배에 의해 화학조성이 층에 따라 변하는 붕산염광물층이 정출(晶出)된다. 증발작용은 붕산염광물의 침전에 필수적인 것이므로, 이러한 분지 광상은 모하비 사막의 크라머 지역과 캘리포니아의 데스밸리에서처럼 보통 사막지역에서 산출된다.

이런 지역에서는 1차적으로 표토(表土)를 제거한 후 고전적인 노천채굴법(露天採掘法)에 의해 층상의 커나이트·붕사(硼砂)·콜레마나이트·울렉사이트의 거대한 붕산염광물층을 회수한다. 다른 대규모의 증발잔류광산은 소련의 인데르보르스키 지역과 이탈리아의 투스카니에서 산출된다.

알칼리 붕산염광물의 생성 온도와 압력은 낮아서 실험실에서 그 정출 순서를 쉽게 재현시킬 수 있다. 알칼리 붕산염광물은 용액에 칼슘·마그네슘과 같은 금속 이온을 첨가시키면 다른 붕산염광물이 침전된다. 붕산염광물 중 증발잔류광상에서 흔히 발견되는 것은 붕사·콜레마나이트·인요아이트·커나이트·틴캘코나이트이다.

붕산염광물이 생성되는 2번째 지질학적 환경은 주변암이 열과 압력에 의해 변질되어 형성되는 변성기원의 탄산염이 풍부한 환경이다.

비슷한 붕산염광물이 깊이 매몰된 퇴적암의 단괴에서도 발견된다. 이런 화합물은 다소 높은 온도에서 생성되며, 대체로 마그네슘·망간·알루미늄 또는 철 같은 크기가 작은 금속 이온을 동반하는 조밀하게 쌓인 BO3 삼각형으로 구성된다. 이런 붕산염광물의 성인(成因)은 증발잔류형 붕산염광물만큼 명확하지 못하다. 일부는 변성작용 중에 관입(貫入)된 뜨거운 화강암에서 유래된 붕소를 함유한 증기와의 반응에 의해 생겼으며, 일부는 증발잔류형 붕산염광물의 재결정작용(再結晶作用)에 의해 생성된 것이다.

수많은 붕규산염(예를 들면 듀모르티어라이트와 전기석)은 이런 조건하에서 형성된 것이다. 이런 형태의 화합물은 BO3 삼각형 단위와 SiO4 사면체 단위를 모두 포함한다. 변성환경에 수반되는 붕산염광물 중에는 방붕석·루드뷔자이트·서섹사이트가 있다.

광물명
화학식
광택모스경도비중정벽 결정형단구 벽개굴절률결정계 공간군비고
루드뷔자이트
Mg2Fe+3BO5
암녹색-칠흑색견사광택53.6(루드) ~4.7(파이)섬유상 집합체:꽃 모양:다발 같은 집합체벽개가 관찰 되지 않음α=1.83~1.85
β=1.83~1.85
γ=1.97~2.02
사방정계Fe+2가 Mg을 치환한 파이게아이트와
고용체 계열 형성
방붕석
Mg3B7O13CI
무색 또는 백색유리광택7~71/22.9~3.0독립되고 파묻 힌, 6면체 같은 결정패각상-불평탄 단구α=1.658~1.662
β=1.662~1.667
γ=1.668~1.673
사방정계(265℃ 이상에서 등축정계) Cmm강한 압전기와 초전기
붕사
Na2B4O7·10H2O
무색-백색: 회색빛, 청색 빛, 녹색빛유리광택- 수지광택2~21/21.7짧은 주상 결정하나는 완전한, 하나는 양호한 벽개α=1.445
β=1.469
γ=1.472
단사정계
C2/c
연약함, 달콤하고 짭짤한 맛:반자성
서섹사이트
MnBO2(OH)
백색-담황색견사광택- 무염광택 토상광택3~31/22.6(스자 이)~3.3(서섹)섬유상 또는 펠트상 집합체:세맥상: 단괴상 α=1.575~1.670
β=1.646~1.728
γ=1.650~1.732
사방정계로 가정Mg이 Mn을 치환하는 스자이벨리아이트와 고용체 계열 형성: 스자이벨리아이트는 낮은 굴절률을 가짐
울렉사이트
NaCaB5O9·8H2O
무색:백색유리광택: 견사광택~새틴광택21/22.0작은 단괴상,
둥근 렌즈 같은 결정 집합체:섬유상과 포도상 피복체: 단결정은 희귀함
하나는 완전한, 하나는 양호한 벽개α=1.491~1.496
β=1.504~1.506
γ=1.519~1.520
삼사정계 
이요아이트
Ca2B6O11·13H2O
무색, 부분 탈 수된 후 백색 또는 흐려짐유리광택21.7짧은 주상 및 조립 결정
집합체:정동:피복상:입상 집합체
하나의 양호한 벽개α=1.492~1.495
β=1.501~1.510
γ=1.516~1.520
단사정계 
커나이트
Na2B4O7·4H2O
무색유리광택21/21.9매우 큰 결정: 섬유상, 쪼개지며 불규칙한 집합체2개의 완전한 벽개α=1.454
β=1.472
γ=1.488
단사정계
P2/c
 
콜레마나이트
Ca2B6O11·5H2O
무색:백색, 황색빛, 회색빛반짝이는 유리광택- 금강광택41/22.4짧은 주상
결정:괴상
하나는 완전한, 하나는 명료한 벽개α=1.586
β=1.592
γ=1.614
단사정계
P2/m
 
틴캘코나이트
Na2B4O5(OH)4·3H2O
백색(천연산):무색(인조)유리광택 1.9천연에서 세립질 분말로 발견됨:물리적 성질은 인조 위육방 결정의 것침상 단구ω=1.461
ε=1.474
육방정계
R32
 
프라이스아이트
Ca4B10O19·7H2O(?)
백색토상광택3~31/22.4부드러우며 백악질 내지 단단하고 거친 단괴토상-패각상 단구α=1.569~1.576
β=1.588~1.594
γ=1.590~1.597
삼사정계(?) 
붕산염광물

본 콘텐츠의 저작권은 저자 또는 제공처에 있으며, 이를 무단으로 이용하는 경우 저작권법에 따라 법적 책임을 질 수 있습니다.

출처

다음백과
다음백과 | cp명Daum 전체항목 도서 소개

다양한 분야의 전문 필진으로 구성. 시의성 이슈에 대한 쉽고 정확한 지식정보를 전달합니다.

TOP으로 이동
태그 더 보기
지구

지구와 같은 주제의 항목을 볼 수 있습니다.



[Daum백과] 붕산염광물다음백과, Daum
본 콘텐츠의 저작권은 저자 또는 제공처에 있으며, 이를 무단으로 이용하는 경우 저작권법에 따라 법적 책임을 질 수 있습니다.