마카사이트

광물 마카사이트(Marcasite)는 사방정계 결정 구조를 가진 황화 철(FeS2)이다. 한국어로는 백철광, 백철석으로 번역된다. 이는 입방정계 결정 구조를 가진 황화 철인 황철석과는 물리적으로나 결정학적으로 다르다. 두 구조 모두 황 원자들 사이에 짧은 결합 거리를 가지는 이황화물 S22− 이온을 포함한다. 이 구조들은 Fe2+ 양이온 주위에 이러한 다이음이온이 배열되는 방식에서 차이가 있다. 마카사이트는 황철석보다 가볍고 더 취성이 있다. 마카사이트 표본은 불안정한 결정 구조로 인해 종종 부서지고 깨진다.

새로운 표면에서는 옅은 노란색에서 거의 흰색이며 밝은 금속성 광택을 띤다. 노출되면 황갈색 또는 갈색으로 변색되고 검은 조흔색을 낸다. 칼로 긁을 수 없는 취성 물질이다. 얇고 평평한 판상 결정이 군집을 이루면 "수탉 볏"이라고 불린다.

중세 후기와 근세 초기에는 "마카사이트"라는 단어가 황철석과 마카사이트 광물을 포함하여 모든 황화 철을 일반적으로 의미했다. 마카사이트를 사방정계 황화 철로 특정하는 좁고 현대적인 과학적 정의는 1845년부터 시작되었다. 황철석이 보석으로 사용되는 장신구는 마카사이트 장신구라고 불리는데, 이 용어는 과학적 정의보다 먼저 있었으며 단어의 원래 의미를 사용한다. 과학적 의미의 마카사이트는 취성 때문에 보석으로 사용되지 않는다.

 산출 
섬네일|left|독일, 메클렌부르크포어포메른주, 퀼룽스보른 근처 가파른 해안에서 발견된 괴상 마카사이트 집합체 (약 9 × 7 × 5.5 cm)
마카사이트는 1차 광물 또는 2차 광물로 형성될 수 있다. 일반적으로 저온, 고도로 산성 조건에서 형성된다. 셰일, 석회암 및 저품위 석탄과 같은 퇴적암뿐만 아니라 저온 열수 광맥에서도 발생한다. 일반적으로 연관된 광물로는 황철석, 자철광, 방연석, 섬아연석, 형석, 백운암, 방해석 등이 있다.

1차 광물로서 마카사이트는 다양한 퇴적암에서 단괴, 콘크리션, 결정을 형성한다. 예를 들어, 영국 해협 양쪽에 있는 잉글랜드 켄트주 도버와 프랑스 파드칼레주 캡 블랑-네즈의 백악층에서 날카로운 개별 결정과 결정 군집, 단괴(여기에 표시된 것과 유사한)로 형성된다. 마카사이트는 또한 복합 황화물 광상에서도 발견된다. 스페인 칸타브리아의 레오신 광산에서는 수탉 볏 모양으로 그룹을 이룬 결정으로 나타난다.
2차 광물로서, 자철광 또는 황동석과 같은 1차 광물의 화학적 변성으로 형성된다.

 퇴적성 마카사이트와 낮은 pH 
실험실 실험에서 마카사이트는 pH가 약 5 미만일 때 황철석보다 우선적으로 형성된다. 제1원리 계산에 따르면 이는 낮은 pH에서 황철석이 마카사이트보다 더 높은 표면 에너지(따라서 열역학적으로 덜 안정적)를 갖기 때문이라고 한다.

마카사이트가 낮은 pH와 관련되어 있기 때문에, 지질 기록의 퇴적암에서 마카사이트가 발견된다는 것은 해당 암석의 형성 및 초기 속성작용 동안 매우 산성 조건이 존재했음을 의미한다. 그러나 현대 해양 아래의 퇴적 공극수는 일반적으로 용해된 탄산염 종에 의해 중성 또는 약알칼리성 pH로 완충된다. 이는 과거에 퇴적 공극수가 마카사이트 형성을 촉진할 만큼 충분히 산성화된 이유에 대한 의문을 제기한다.

초기 속성작용 마카사이트의 형성에 대한 몇 가지 이론이 제안되었다. 여기에는 상부 수층에서 침투하는 분자 산소에 의한 1차 황철석의 부분적 산화 및 발효와 메탄 생성에 의한 빠른 무산소 유기물 분해 및 유기산 생성이 포함된다.

 변종 및 혼합물 
블루아이트 (S.H.Emmons): 온타리오주 서드베리 지구 데니슨 드루리 타운십에서 발견된 마카사이트의 니켈 변종.

론키다이트 (아우구스트 브라이트하우프트): 독일 작센주 에르츠산맥 그로스쉬르마 프라이베르그의 쿠어프린츠 프리드리히 아우구스트 에르브스톨른 광산(쿠어프린츠 광산)에서 발견된 마카사이트의 비소 변종; 이상 화학식 Fe(S, As)2.

이 변종의 동의어:
 카우심키스 (kausimkies),
 키로사이트 (kyrosite),
 론찬다이트 (lonchandite),
 메탈론키다이트 (Sandberger), 하우자흐 (바덴) 근처 베른하르트 광산에서 기술됨.

스페르키세: {101}에서 쌍정 창 머리 결정을 가진 마카사이트를 지칭한다. 스페르키세는 독일어 Speerkies(Speer는 창을, Kies는 자갈 또는 돌을 의미)에서 유래했다. 이 쌍정은 백악질 기원의 마카사이트, 특히 캡 블랑-네즈에서 매우 흔하다.

 붕괴 
마카사이트는 높은 습도 조건에서 황철석보다 더 쉽게 반응한다. 이 붕괴의 산물은 황산 철(II)과 황산이다. 수화된 황산 철은 광물 멜란테라이트, FeSO4·7H2O로 구성된 흰색 분말을 형성한다.

광물 컬렉션에서 마카사이트의 이러한 붕괴는 "황철석 붕괴"로 알려져 있다. 표본이 황철석 붕괴를 겪을 때, 마카사이트는 공기 중의 수분 및 산소와 반응하여 황이 산화되고 물과 결합하여 다른 황화물 광물 및 광물 라벨을 공격하는 황산을 생성한다. 낮은 습도(60% 미만) 보관 조건은 반응을 방지하거나 늦춘다.

 각주 

 외부 링크 


분류:황화 광물
분류:연금술 물질
분류:사방정계 광물
분류:이황화물