흑운모(黑雲母, Biotite)는 운모군(mica group)에 속하는 규산염 광물로, 조암광물(rock-forming mineral)의 하나이다. 1847년 독일의 광물학자 J. F. L. Hausmann이 프랑스 물리학자 장바티스트 비오(Jean-Baptiste Biot)의 이름을 따서 명명하였다.
화학적 성질
흑운모의 일반적인 화학식은 K(Fe, Mg)₃(AlSi₃O₁₀)(OH)₂에서 K(Fe, Mg)₂Al(Al₂Si₂O₁₀)(OH)₂까지의 범위를 가진다. 칼륨(K)이 풍부한 삼팔면체 운모군(trioctahedral mica)에 속하며, 철(Fe)과 마그네슘(Mg)의 함량 비율에 따라 여러 단종(end-member)으로 분류된다. 주요 단종으로는 안나이트(Annite, KFe₃AlSi₃O₁₀(OH)₂), 금운모(Phlogopite, KMg₃AlSi₃O₁₀(OH)₂), 시데로필라이트(Siderophillite, KFe₂Al(Al₂Si₂O₁₀)(OH)₂), 이스토나이트(Eastonite, KMg₂Al(Al₂Si₂O₁₀)(OH)₂)가 알려져 있다. 자연 상태의 흑운모는 대개 안나이트-금운모 계열의 고용체(solid solution) 형태로 나타난다.
물리적 성질
결정계는 단사정계(monoclinic)이며, 결정형은 유사육각형(pseudohexagonal) 판상이다. 벽개(cleavage)는 한 방향으로 완벽(perfect)하여 얇은 판상으로 잘 쪼개지는 것이 특징이다. 모스 굳기는 2~3, 비중은 2.7~3.3이다. 주요 색상은 검은색, 흑갈색, 적갈색 등이며 유리 광택에서 진주 광택을 띤다. 박편에서는 갈색의 다색성(pleochroism)을 보이며, 직교 니콜 하에서 특징적인 새눈무늬 소광(bird's eye maple extinction)이 관찰된다.
지질학적 배경
흑운모는 화성암과 변성암에서 흔히 발견되는 광물이다. 보웬의 반응계열(Bowen's reaction series)에서 불연속 반응계열의 중간~후기 단계에 위치한다. 특히 규장질(felsic) 화성암과 변성암에서 풍부하게 산출되며, 한국에 분포하는 대부분의 화강암은 흑운모를 포함한다. 페그마타이트(pegmatite)에서는 손바닥 크기만 한 큰 결정으로 자라기도 한다. 변성암 중에서는 편암(schist)과 편마암(gneiss)의 주요 구성 광물이며, 편마암의 검은 줄무늬는 대개 흑운모로 이루어져 있다. 흑운모는 넓은 압력과 온도 조건에서 안정하며, 변성 과정에서 탈수 반응을 통해 알루미늄규산염 광물이나 석류석(garnet)의 재료가 되기도 한다. 또한 석류석과 흑운모 사이의 Fe-Mg 교환 반응은 변성 온도를 계산하는 데 활용된다.
용도
흑운모는 칼륨-아르곤(K-Ar) 연대 측정법이나 아르곤-아르곤(Ar-Ar) 연대 측정법을 이용한 암석 연대 측정에 널리 사용된다. 또한 변성암의 온도 변화를 평가하는 지질온도계(geothermometer)로도 활용된다. 한의학에서는 전통적으로 약재로 사용된 기록이 있으며, '금몽석(金礞石)' 또는 '몽석(礞石)'이라는 이름으로 불리기도 한다. 한국전통약재 정보에 따르면 흑운모는 간(肝), 심(心), 위(胃), 폐(肺)에 작용하며 평간진경(平肝鎭驚), 소식공적(消食攻積), 하기추담(下氣墜痰) 등의 효능이 있다고 전해진다. 현대에는 세라믹 원료, 단열재, 온돌 재료 등으로도 사용된다.
산출지
흑운모는 전 세계적으로 널리 분포한다. 주요 산출지로는 미국 뉴잉글랜드 지역, 버지니아주, 노스캐롤라이나주, 캐나다 온타리오주, 노르웨이 이벨란드 등이 있다. 노르웨이 이벨란드에서는 약 7m² 크기의 단결정이 발견된 기록이 있다. 한국에서는 화강암과 편마암 지역에서 널리 관찰된다.
