운모(mica)

개요

운모는 2차원적인 층상구조를 갖는 층상규산염에 속하며, 암석에 흔하게 존재하는 광물이다. 운모의 영어명인 mica는 단어는 부스러기를 뜻하는 라틴어에서 유래했다. 운모는 암석 중에 흔하게 존재하는데, 가장 풍부한 운모 변종인 백운모는 화강암 같은 산성 화성암에서 흔하며, 페그마타이트 내에서는 흔히 매우 큰 책의 형태로 산출되는데, 일반적으로 운모는 판상으로 갈라지는 특성이 매우 강하며 열에 강하고, 열전도성이 높으며, 전기절연성 또한 매우 높은 광물이다. 운모는 특정 농도 이상에서 호흡기에 노출될 경우 인체에 유해할 수 있기 때문에 주의를 요한다.

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구조/화학식

운모는 칼륨과 알루미늄 외에도 마그네슘, 리튬, 망간, 철 등의 여러 금속을 상당량 포함하고 있다. 구조적으로 각 운모층은 1개의 팔면체 단위층과 2개의 사면체 단위층으로 구성되어 있다. 사면체 단위층은 규소를 포함하는 사면체들의 망상구조를 이루며, 각 사면체는 다른 사면체와 3개의 산소 원자를 공유하고 있고, 사면체층 사이에 팔면체 층이 존재한다. 각 운모층 들 사이에는 K, Na 등과 같은 양이온 들이 존재하며, 이들이 각 운모층을 반데르발스결합으로 연결한다. 따라서 운모는 판상으로 매우 얇게 가공이 가능하다.

운모의 일반적인 화학식은 다음과 같다.

X2Y4–6Z8O20(OH, F)4

여기서, X는 K, Na, Ca, Ba, Rb, Cs, Y는 Al, Mg, Fe, Mn, Cr, Ti, Li 등이며, Z는 주로 Si, Al이나 Fe3+, Ti를 포함할 수도 있다.

그림. 운모의 분자구조

산출/생산

변성이 적을 경우 백운모(illite)가 산출되며, 고변성도에서는 알칼리장석과 규선석을 형성한다. 흑운모는 마그네슘보다 철을 더 많이 함유하므로 특징적인 갈색 내지 흑색을 띤다. 흑운모는 중성 화성암에서 매우 흔하게 나타나며, 종종 상당한 양의 철을 포함하는 퇴적물이 변성되어 운모가 풍부한 흑운모편암이 형성되기도 한다.

금운모는 초염기성암에서 발견되며, 따라서 금운모는 마그네슘 함량이 높다.

19세기까지, 유럽에서 큰 결정을 가진 운모는 희귀하고 가격이 높았으나,19세기 초 아프리카와 남미에서 대규모 매장지가 발견되고 채굴되면서 가격이 급격히 떨어졌다. 영국 지질조사국은 2005년 인도 자르칸드 주의 코데르마 지구에 세계에서 가장 많은 운모 매장량을 보유하고 있다고 보고했으며, 중국은 전 세계 운모 생산량의 3분의 1을 차지한다. 미국, 한국, 캐나다도 운모 생산량이 많은 편이다.

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용도

철이 포함되지 않는 운모는 전기제품과 기기에서 절연재로 사용되는데, 운모는 열전도성과 전기절연성이 동시에 높은 광물이다. 운모는 얇게 만들기 편하고 열에 비교적 강하며, 절연체이기 때문에 진공관 등에 스페이서, 베이스 용도로 많이 사용되었다.

벽지·천장지 및 페인트의 제조에도 사용된다. 또한 충전제윤활제·흡착제 및 포장 물질로도 이용된다. 또한, 건식벽, 페인트, 필러 등 다양한 제품에 사용되며, 특히 자동차용 부품, 지붕 및 판자, 전자제품 등에 다양하게 사용된다.

금색이나 은색 등의 메탈릭 컬러나 펄 컬러의 물감은 운모를 갈아서 착색해서 만들며, 운모의 일종인 견운모는 화장품 펄 등에 사용된다.

그 외에 운모의 표면은 평평하게 가공하기 유리하기 때문에 AFM 등에서 이미징 기판으로도 사용되기도 한다. 보일러, 등불, 난로, 등유 난방기의 작은구멍에 얇은 투명 운모가 사용되었는데, 이는 높은 온도 구배에서도 운모가 유리보다 깨질 가능성이 적기 때문이다.