석영

요약 규소 (Si) 또는 이산화규소(SiO₂)로 주로 구성되며, 함유되는 극미량의 불순물에 따라 다양한 종이 존재하는 광물이다. 지각을 구성하는 주구성 광물인 규소와 산소의 결합체로 전세계에 걸쳐 넓은 지역에서 분포한다.

석영

화학성분	Si
굳기	7
비중	2.5∼2.8
색깔	무색, 백색, 회색, 황색, 갈색, 흑색, 자색, 적색, 녹색, 청색

물리적 성질

화학식은 규소와 산소의 규소 사면체인 SiO₂이며, 다른 광물들과 달리 화학적으로 매우 순수하다. Si-O 사면체가 모든 정점을 공유하여 삼차원망상구조를 이룬다. 석영의 동질이상인 크리스토발라이트 (cristobalite), 트리디마이트 (tridimite) 등도 같은 구조를 갖는 육방정계의 광물이다. 주로 육각기둥 모양의 결정을 만들고, 쪼개짐 (cleavage)은 없다. 순수한 석영의 비중은 2.65이고 굴절률은 1.54-1.55, 모스 경도는 7이다. 모스경도가 7인 이유는 석영을 기준으로 굳기를 비교했기 때문이다. 자연상에서는 함유하는 불순물의 원소에 따라 무색, 백색, 회색, 황색, 갈색, 흑색, 자색, 적색, 녹색, 청색 그 밖의 여러 가지 색조를 나타낸다. 보통은 투명하거나 반투명한데, 때때로 거의 불투명한 것도 있다. 유리상 광택이 강하며, 플루오린화수소산을 제외한 산 및 알칼리에 대해 안정한 편이다. 석영은 두 가지 형태를 갖는다. 573 ℃ 이하의 온도에서 저온형 (α) 석영(삼방정계), 573℃ 이상에서 고온형 (β) 석영(육방정계)이 존재한다. 주위의 환경, 그 중에서도 온도에 따라 화학조성과 형태는 유지되나 결정구조가 변하는 것이다. 

분포 및 활용

석영의 구성원소인 규소와 산소는 지각의 8대 구성원소 중 가장 많은 양을 차지하는 원소이기 때문에 이 두 원소의 화합체인 석영은 지각에서 가장 많이 분포하는 물질이다. 따라서 석영은 전세계에 널리 분포하여 쉽게 얻을수 있기 때문에 옛날부터 이용되어 왔다. 화강암, 석영안산암, 유문암 등의 산성암 및 편마암, 편암 등 변성암의 중요한 구성광물이며, 사암, 규암, 역암 등은 거의 모두가 석영으로 이루어져 있다. 스위스, 오스트리아, 프랑스, 미국 미시간주(州) 등에서 아름다운 수정이 산출된다.

석영은 열 가공을 통해 유리의 제조, 페로규소의 제조에 사용된다. 특히 규사는 석영 알갱이로 된 모래를 말하는데, 주로 하얀 백사장은 규사가 많이 분포하여 석영유리, 보통의 유리, 물유리 등의 제조 외에, 주물용 모래, 연마재 등의 원재료가 된다. 오늘날에는 렌즈나 유리제조용 원료나 시계와 같은 정밀기기의 부품으로 많이 사용되고 있으나, 산업용으로 사용되는 수정은 1950년대 이후 전체 성질이 일정한 합성광물로 대치되었다.

가장 풍부한 광물인 석영 중에서 보석용으로 사용할 수 있는 석영의 양은 많지 않은데, 주로 페그마타이트와 열수변질작용의 생성물로 산출되는 석영들이 맑고 투명한 보석용 질을 갖게된다. 불순물의 함유 여부와 양, 결정구조 내 결손구조에 의해 여러 가지 색을 띄게 된다. 석영 중 불순물의 함량이 적어 물처럼 깨끗한 것은 크리스털 또는 수정(水晶)이라 불린다. 색에 따라 자수정 (Amethyst), 황수정(Citrine), 장미석영(Rose quartz) 등 수많은 다른 이름으로 불리기도 한다. 하지만 이들 결정구조내 규소사면체가 배열되는 방식은 모두 동일하다. 장미석영의 적색은 티탄에 의해 만들어지는데, 자연계에서 투명한 장미석영의 산출은 매우 드물고 거의 대부분이 불투명한 상태로 산출된다. 레몬색의 황수정은 결정 내 철분에 의해 만들어지며, 흔히 황옥과 혼동되기 쉬운 색을 갖고 있다.