마카사이트(Marcasite)는 화학식 FeS₂를 가지는 황화 철(iron sulfide) 광물이다. 한국어로는 백철광(白鐵鑛) 또는 백철석(白鐵石)으로 번역된다. 사방정계(orthorhombic) 결정 구조를 가지며, 동일한 화학식을 가지나 입방정계(cubic) 구조인 황철석(pyrite)과는 물리적·결정학적으로 구별되는 동질이상(polymorph) 관계에 있다.
물리적·화학적 특성
마카사이트는 신선한 표면에서 옅은 청동색에서 거의 흰색에 가까운 금속성 광택을 띠지만, 공기 중에 노출되면 황갈색 또는 갈색으로 변색된다. 조흔색은 짙은 회색에서 검은색이며, 모스 굳기는 6~6.5, 비중은 약 4.88이다. 황철석보다 가볍고 취성이 강하여 잘 부서진다. 결정은 일반적으로 판상(板狀)이며, {101} 면에서 쌍정(쌍결합)을 이루어 '수탉 볏' 모양(cockscomb) 또는 창 머리 모양(spearhead)의 집합체를 형성하는 것이 특징적이다.
생성 환경
마카사이트는 일반적으로 저온, 고도로 산성인 조건(pH 약 5 미만)에서 형성된다. 1차 광물로는 셰일, 석회암, 저품위 석탄 등의 퇴적암과 저온 열수 광맥에서 산출된다. 2차 광물로는 자철광이나 황동석과 같은 1차 광물의 화학적 변성으로 형성되기도 한다. 주요 수반 광물로는 황철석, 자철광, 방연석, 섬아연석, 형석, 방해석, 백운석 등이 있다.
산지
독일(메클렌부르크포어포메른주), 영국(켄트주 도버의 백악층), 프랑스(파드칼레주 캡 블랑-네즈), 스페인(칸타브리아주 레오신 광산), 체코, 미국(일리노이, 미주리), 러시아 등지에서 발견된다.
변종
- 블루아이트(Blowite): 니켈을 함유한 변종으로, 캐나다 온타리오주 서드베리 지역에서 발견된다.
- 론키다이트(Lonchidite): 비소를 함유한 변종으로, 독일 작센주에서 발견된다. 이상화학식은 Fe(S, As)₂이다.
- 스페르키세(Speerkies): {101}면에서 쌍정을 이룬 창 머리 모양의 결정을 지칭하는 용어로, 독일어 Speer(창)와 Kies(자갈)에서 유래했다.
붕괴(황철석 붕괴)
마카사이트는 높은 습도 조건에서 황철석보다 더 쉽게 반응하여 분해된다. 이 과정에서 황산 철(II)과 황산이 생성되며, 수화된 황산 철은 멜란테라이트(melanterite, FeSO₄·7H₂O)라는 흰색 분말을 형성한다. 이를 '황철석 붕괴(pyrite decay)' 또는 '마카사이트 질환'이라고 하며, 습도 60% 미만의 보관 조건에서 반응을 방지하거나 늦출 수 있다.
주얼리와의 관계
역사적으로 '마카사이트'라는 용어는 중세 후기와 근세 초기까지 황철석과 마카사이트를 포함한 모든 황화 철을 통칭하는 데 사용되었다. 현대에 '마카사이트 주얼리'라고 불리는 장신구는 실제로는 대부분 황철석(pyrite)으로 제작된다. 진성 마카사이트는 취성과 불안정성 때문에 보석으로 사용하기에 부적합하기 때문이다. 이러한 주얼리는 빅토리아 시대와 아르데코 시대에 다이아몬드의 대안으로 인기를 끌었으며, 주로 스털링 실버에 장미 컷(rose-cut)으로 세팅되었다.
어원
'마카사이트'라는 명칭은 아랍어 'marqashitha'에서 유래한 것으로 추정된다. 1845년에 이르러서야 사방정계 황화 철만을 지칭하는 현대적 과학적 정의가 확립되었다.
