2 Kbar, 375~700℃ 조건하에서, 드라바이트의 Mg를 전 구간 치환하는 Mn 조성(Mn%=0, 25, 50, 75, 및 100%)을 가지고 열수법으로 약 50일간 성장시켜 Mn-전기석(tsilaisite)을 합성하였다. 그 결과, 조성별로 생성온도가 다른 6개의 합성 전기석이 얻어졌으며, 앨바이트, 스페샤틴, 능망간석, 금운모 등 다양한 불순물이 함께 생성되었다. 합성 Mn-전기석의 X-자리의 자리결손(0.53~0.68)이 천연산(약 0.2~0.3)보다 높게 나타났으며, Y-자리의 Mn mole wt.%는 예상보다 낮은 값을 보이며, 단종 성분의 tsilaisite를 합성하지 못했다. 다양한 복합상으로 이루어진 분말 합성 전기석에 대해 리트벨트 구조분석을 실시하였다. Rwp값은(Rp/Rexp)은 13.35~18.62%의 범위를 보여주며, RB 값은 4.85~6.25% (S-18: 8.57%), S (GofF) 값은 1.31~l.59 (S-18: 1.81)으로 각각 나타났다. 단위포의 평균값은 공간군 R3m (z=3)으로 α=15.8994 a, c=7.1846 a이며, S-18은 α=15.9491 a, c=7.1773 a이다. 평균 〈Na-O〉 값은 2.67~2.69 a (S-18: 2.65 a), 평균 〈Y-O〉 값은 2.00~2.02a (S-18: 1.96 a)으로 각각 계산되었으며, 대칭도(ditrigonality)를 나타내는 δ값을 보면 0.022~0.031 (S-18: 0.061)의 범위를 가지는데 Mn 함량이 높아지면서 대칭도가 낮아진다.

Synthetic Mn-tourmalines (tsilaisite) were obtained by hydrothermal synthesis under the condition of 2 Kbar, 375~700℃, and 50 day-run-time with complete substitution of Mg in dravite by Mn (Mn%=0, 25, 50, 75, and 100%). They are all 6 samples containing Mn-tourmaline with some amounts of albite, spessartine, rhodocrosite, phlogopite etc, showing different synthetic condition of temperature and Mn composition. Synthetic Mn-tourmalines are of site deficiency in X-site (0.53~0.68) more than that of natural ones (approx. 0.2~0.3) and show Mn cations occupying Y-site less than expected with initial experiments, leading to failure in synthesis of end-member tsilaisite. Rietveld structural refinements reveal that Rwp (Rp/Rexp) is in the range of 13.35 and 18.62%, RB and S (CofF) are 4.85~6.25% (S-18: 8.57%), 1.31~1.59 (S-18: 1.81), respectively. Unit cell parameters (space group R3m, z=3) are α=15.8994 a and c=7.1846 a in average (S-18: α=15.9491 a, c=7.1773 a). Average bond lengths of 〈Na-O〉 and 〈Y-O〉 are 2.67~2.69 a (S-18: 2.65 a) and 2.00~2.02 a (S-18: 1.96 a), respectively. Ditrigonality (δ) are in the range of 0.022 and 0.031 (S-18: 0.061), indicating degrading symmetry with increase of Mn content.

• 최진범 | Choi, Jin-Beom