광물 (Mineral)이란?

'다이아몬드'도 광물이다.

취미가 광물 수집이라고 하니까, 대개는 수석을 떠올리거나, 일반적으로 철, 구리 등 제철 제련용의 못생긴 광석 (ore)를 떠올리지만, 다이아몬드, 루비, 사파이어, 에메랄드 등 보석도 바로 광물의 한 종류다.

대부분의 보석은 세련되게 연마하거나, 다듬어서 그 아름다움을 돋보이게 하는데, 이같은 가공 이전의 있는 그대로의 돌을 원석 (gem stone)이라 한다.

보석 중의 보석이라 할 수 있는 다이아몬드도 가공 이전의 원석은  그다지 아름답지 않지만, 장인의 손길을 거쳐 광채 찬란한 가장 인기 있는 보석으로 태어나게 되는 것이다.

킴벌라이트에 내포된 다이아몬드 원석

그러나, 어떤 원석들은 있는 그대로의 모습이 훨씬 아름다운 것들도 많다.

광물 수집가들이 가장  선호하는 것이 바로 이런 원석인 데 일반 광물과 구별해서 Fine Mineral (수집용 광물)이라 하는데 그 가치는 때로는 가공된 보석의 가치를 훨씬 능가한다.

과학 시간에 배운 지식을 잠깐 되 새겨 보면 물질의 기본 단위는 원자이고 동일 원자로된 물질을 원소 (element)라 하는데 수소, 산소, 질소, 철, 구리, 납, 금 등 지구와 우주를 구성하는 있는 물리적 특성이 다른 기본 물질을 말한다.

사실 학창시절 주기율표 외운다고 고생꽤나 했는데, 그때 알려진 원소가 103가지 였으나, 지금은 118가지로 알려져 있다.

광물 (mineral)은 지질 활동 즉, 화산 활동, 마그마, 변성, 퇴적 등에 의해 자연적으로 단일 원소 원자로 결합되거나 서로 다른 원소 원자가 화학 결합하여 물리적 화학적 특성이 동일한 균질의 결정화된 고체상태의 무기물을 뜻한다. (상온에서 액체 상태인 수은 등의 예외도 있다.)

석영맥에서 성장한 자연금 (native gold)

호박이나, 진주, 산호 등은 생물의 유기물이기 때문에 광물의 범주에 넣지 않지만, 얼음이나 자연 소금 (Halite)은 광물의 한 종류이다. 단일 원소 원자로 구성된 광물을 원소 광물 (element mineral)이라 하는데, 그 예로 다이아몬드, 자연금, 자연동, 자연은 등이 있다.

그러나 대개는 다른 원소 끼리 화학적인 반응을 통해서 결합 생성되어진다. 현재 까지 약 3,700여종의 광물이 발견되었고 앞으로도 계속 새로운 광물이 발견될 것이다.

원소, 광물, 암석, 광석이란?

광물이 생성되기위한 조건은 물질의 화학 조성과 농도, 온도, 압력 등이 있다. 물질마다 고유의 융점, 결정이 시작되는 온도가 다르다. 철이나, 구리, 아연 등 필요한 금속을 얻기위해 광석을 용융해야 하는 용광로가 필요한 것 처럼 역으로 자연의 용광로인 지각 밑에서의 마그마가 모든 광물의 원천이다.

물질의 기본이 원소 (element)이고, 원소끼리 화학결합한 것이 광물 (mineral)이고, 이런 광물이 섞여 있는 것이 돌 (rock)이다. 광물이 단일 민족으로 이루어진 '순혈 사회'라면, 돌, 암석 등은 여러 민족으로 구성된 '다민족 사회'라 할 수 있겠다.

광석 (ore)은 추출하고자 하는 물질이 상업적 가치를 가질 수 있을 만큼 함유된 광물 또는 암석을 뜻한다. 상대적으로 값싼 철의 경우 함량(품위)이 높은 광석이어야 하고, 값비싼 금의 경우 함량이 아주 낮은 광석이라도 광석의 가치를 가질 수 있다.

이상으로 원소, 광물, 암석의 정의와 차이를 알아보았다. 우리가 살고 있는 지구의 지각도 이러한 원소, 광물, 암석으로 구성되어 있다. 광물학상 약속에 의해 광물은 oo석, 암석은 oo암이라 표기한다. 영문으로는 oo ite,  oo rock으로 표기하는 것이  약속이다.

산소, 규소, 알미늄, 철, 칼슘, 마그네슘, 나트륨, 칼리움을 지각 구성의 8대 원소라하고 98%이상을 차지하고 있다. 이 8대 원소가 화학적으로 서로 결합하여 광물질이되고 지각의 대부분을 차지한다. 이 중에서도 산소는 공기중에는 20%밖에 되지 않지만, 지각구성의 경우는 46.7%를 차지하고 있다. 이는 산소 단독으로는 불안정하여, 타 원소와 화학적으로 쉽게 결합하기 때문이다.

여기서 잠깐 자연의 일부인 우리의 인체를 비교해보자면, 우리 몸도 대략 60여가지 원소로 구성되어 있다. 특히 산소는 우리 몸의 52%를 차지하는데, 활성화 산소는 노화의 주범으로 되어 있어 항 산화물질에 대한 관심이 고조되고 있다. 그리고, 철, 아연, 칼슘 등 각종의 mineral을 보조영양제를 통해 우리는 일상에서 접하고 있다.

"세상에 무로 돌아가는 것은 아무것도 없다. 단지 원래의 원소 상태로 돌아갈 뿐이다."
이말은 우리의 육신을 포함, 세상 만물의 순회를 잘 표현한 말이다. 이처럼 광물은 생소한 것이 아니라 우리의 일상에서 늘 접하고 있는 것이다.

광물의 용도 3가지 관점

1. 자원으로서의 광물 - 요즘 각 나라의 자원 확보 전쟁이 매우 치열하게 전개되고 있다.
2. 선사 이전부터 인간의 사랑을 받아온 보석과 장식 용도로서의 광물
3. 미적 관점에서의 수집용 광물, 비교적 짧은 역사이고 일반 광물과 구분하여, Fine mineral이라고 한다. 앞으로 본인이 다루고자 하는 분야다.

마지막으로, Fine mineral (수집용 고급 광물)의 예로서, 몇가지 대표적인 표본을 소개하며 이번 포스팅은 마무리하고자 한다. 일반적으로 알고 있는 광물의 이미지와 달리 아름답고 특이하지 아니한가...

남동석 (azurite) - 호주

대리석에 내포된 루비원석 - 베트남

납이 함유된 광물의 한 종인 mimetite - 멕시코산