간행물
광물과 암석 KCI 등재 Korean Journal of Mineralogy and Petrology 韓國鑛物學會誌
- 발행기관 한국광물학회
- 자료유형 학술지
- 간기 계간
- ISSN 1225-309X (Print)2288-7172 (Online)
- 수록기간 1988 ~ 2023
- 주제분류 자연과학 > 지질학 자연과학 분류의 다른 간행물
- 십진분류KDC 460DDC 549
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제5권 제2호 (1992년 12월) 6건
1.
1992.12
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화산 유리질 암석인 진주암을 대상으로 60-150˚C의 온도 범위에서 다양한 농도의 알칼리 용액으로 수열 처리하므로서, 유리질 성분의 변질 양상 및 제올라이트의 합성 과정을 폐쇄계의 조건에서 연구하였다. 진주암을 속성 기원 제올라이트의 생성 환경에 해당되는 80˚C 및 pH=8-12의 조건에서 100일간 처리하여도, 양간의 단순 용해 양상이 인지될 뿐 제올라이트는 합성되지 않았다. 여기서 처리 용액의 pH가 증가함에 따라, Si과 Al의 농도는 점진적으로 증가되지만 Si/Al의 농도비는 감소하는 경향을 나타내었다. 진주암을 0.1M 이상의 NaOH 용액으로 수열 처리하여 Na-P, 아날심, 체바자이트, Na-X와 같은 제올라이트를 합성하였다. 대개 100˚C를 경계로 60-100˚C의 온도 범위에서 Na-P, 그리고 100-150˚C에서 아날심이 주로 합성되었다. Na-P의 합성 과정에서 시료에 대한 용액의 혼합 조성비가 낮은 경우(〈10ml/g)에 체바자이트, 그리고 처리 용액의 NaOH 농도가 높을 경우 (〉3M)에 Na-X가 Na-P에 수반되어 생성되는 양상을 볼 수 있다. 제올라이트 합성 과정에 있어서 진주암질 유리의 알칼리 용액에 의한 변질은 화산 유리의 속성 변질에 의한 천연 제올라이트 생성 과정과 같은 용해·변질 반응(incongruent dissolution)의 형식으로 진행되는 것으로 해석된다. 그러나 반응 속도론적인 측면에서 보면, 이 실험으로부터 도출된 제올라이트의 합성 조건들은 화산 유리의 속성 변질에 의한 천연 제올라이트 생성 조건의 해석에 직접 적용될 수 없을 것으로 생각된다.
2.
1992.12
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지구외핵은 순수한 철원소 이외에, 철보다 원자량이 낮은 원소가 상당량 포함되어 있다. 수소도 외핵내에 존재할 가능성이 있는 성분 중의 하나로 인식되고 있다. 따라서, 철수화물에 대한 압력에 따른 수소의 용해도에 대한 연구와 병행하여, 기타 금속수화물에 대한 연구의 확대 또한 중요하다. 수소는 또한 석유의 대체물질로써 그 가능성이 매우 높으며, 금속수화물상태로 수소를 보다 효율적으로 저장할 수 있는 설정구조에 대한 연구 역시 요구된다. 이러한 두가지 이류로, TiH2를 철수화물의 결정구조적 유사물로 선택하여, 고온-고압하에서 특성화 현상을 연구하였다. 결정질 TiH2 분말시료에 대하여 두가지 다른 온도-압력 조건하에서 고온-고압실험이 시해되었다. 이러한 실험 중 하나는 소형 고온 발생장치가 부착된 피스톤-실린더 다이아몬드 앤질기기를 이용하여 압력은 최고 15 GPa 까지, 온도는 500˚에 고정시킨 상태에서 처리한 시료를 상온-상압상태로 변환시켜 X-선 회절실험을 하였다. 이러한 실험에서, 11.3 GPa 압력 이상에서 고온-고압처리한 시료로 부터 사방정계 결정구조를 보이는 비가역성의 새로운 광물상을 발견하였는데 이는 Ti수화물이 고압하에서 안정한 결정 격자구조를 보이는 새로운 것이다. 이 상변이에 따른 몰부피의 변화는 약 10%이다.
3.
1992.12
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열수기원의 싸리산점토광상이 여주지역의 매우 심하게 풍화된 복운모화강암내에서 발견된다. 싸리산광산에서 산출하는 점토광석은 주로 일라이트와 몬모릴로나이트로 이루어져 있으며 이외에 구조적으로 무질서한 카올리나이트, 버미클라이트, 드물게 혼합층상광물 등이 소량으로 산출된다. 이들 점토광석에 대한 연구를 위하여 X선회절분석, 적외선흡수분광분석, 전자현미경관찰, 열분석 및 화학분석 등을 실시하였다. 일라이트는 순수한 일라이트, 혹은 대부분 일라이트층으로 이루어진 혼합층상광물로서 산출한다. 1M과 2M1의 두가지 다형이 있으며 이들은 백운모에 비하여 낮은 격자내 전하(단위 화학식당 0.768-0.926), 낮은 K+함량 (단위 화학식당 0.741-0.902), 높은 Si/Al 비 (1.154-1.293) 로 특징지워진다. 몬모릴로나이트는 높은 전하를 가지며, 경우에 따라서는 80-98% 스멕타이트층으로 이루어진, 불규칙한 혼합층상광물로 산출하기도 한다. 일라이트와 몬모릴로나이트와 같은 점토광물은 주로 열수변질작용에 의하여 생성되었을 것이다. 이 열수변질작용은 두 시기에 걸쳐서 일어난 것으로 보인다. 초기에는 일라이트를 생성시켰고, 후기에는 몬모릴로나이트를 생성시켰다. 구조적으로 무질서한 카올리나이트와 버미큘라이트는 각각 사장석과 흑운모의 풍화산물이다.
4.
1992.12
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경남 밀양 일대의 화산암에는 열수변질대가 상당히 넓게 발달하고 있으며, 여러 개의 점토광상이 분포한다. 납석광상은 주로 안산암질 응회암에서 배태된다. 납석광석의 주구성광물은 엽납석과 딕카이트이며, 그외에 일라이트, 토수다이트, 듀모티에라이트, 석영 등의 규산염광물들이 소량 수반되며, 디이아스포아, 황철석, 웨이브라이트 등이 산출된다. 본 지역의 엽잡석은 단지 2M 다형만 산출된다. 엽납석은 약 750˚C에서 OH가 빠져나감에 따라서 d001 간격이 증간한다. 할로이사이트는 튜브형태로 나타난다. 웨이브라이트는 열수변질작용 말기의 낮은 온도에서 틈을 따라 침천된 것이다. 본 지역의 5개의 변질대로 구분되는데, 주광체로부터 멀어질수록 엽납석-딕카이트대, 실리카대, 일라이트대, 할로이사이트대, 녹니석-알바이트대로 대상분포를 보인다. 점토광물은 모암으로부터 Si와 알카리이온의 용탈에 의해서 형성되었다. 광물조합과 엽납석 다형 및 기존의 열역학적 자료를 밀양광산의 형성온도는 270∼350˚C 내외인 것으로 추정된다.
5.
1992.12
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장군광산의 산화망간광석에서 자연산 (Ca, Mg)-부서라이트를 발견하였는바, 이는 퇴적 또는 변성기원이 능망간석의 표성 풍화에 의해 형성되었다. 부서라이트는 란시아이트와 함께 세립의 부서라이트-란시아이트 염편을 이룬다. 이 (Ca, Mg)-부서라이트-란시아이트는 엽상의 작은 결정으로 산출되나. 이는 세립의 다카넬라이트 집합체 주위에 침전되어 있다. 전자현미분석 결과, 장군 광산의 (Ca, Mg)-부서라이트는 (Ca.08Mg.07Mn.0562+)Mn.894+O2·1.46H2O의 화학식을 갖는다. 상대습도의 조절 및 가열에 의한 탈수실험과 상대습도 조절에 의한 재수화 실험에의하면, (Ca, Mg)-부서라이트는 90˚C에서 완전히 탈수되며 27%만이 재수화된다. 상대습도 26%에서의 (40℃로 가열한 경우와 일치하는) 탈수현상은 9.86a 회절선의 9.60a으로의 감소 및 강도의 감소로 특징지워진다. 이는 층간의 매우 약하게 결합된 물분자의 방출에 기인한다. 40℃에서 90℃까지의 가열에 의한 탈수현상은 001 회절선이 9.60a에서 7.42a까지 점이적 이동으로 특징지워진다. 이는 층간에 약하게 결합되어 있는 물분자의 방출에 의한 것이다.
6.
1992.12
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본 연구는 토파즈의 인공착색 처리 방법을 설정하기 위하여 브라질, 중국, 인도, 나이지리아, 스리랑카 등 5개국에서 산출된 토파즈를 대상으로, 전자현미분석(EPMA), 중성자활성분석(NAA), X선 회절분석, 라만 분광분석, 주사현미경(SEM), 부식시험, 굴절률측정, 비중측정, 유체 포유물 관찰 등의 실험을 실시하여 광물학적, 화학적 특성에 관한 연구를 수행하였다. 연구 결과 토파즈는 산지에 따라 화학적, 구조적 및 물리적 특성의 차이를 나타내었으며 특히, F와 OH 고용체 함량의 차이는 물리적, 구조적 특성과 밀접한 관련성이 있음이 확인되었다. F에 대한 OH로 치환정도가 가장 높은 인도산 토파즈는 굴절률, 단위포상수 b, 단위포 체적 및 δ021값이 가장 크고, 비중값은 가장 작으며 스리랑카산, 중국산, 브라질산, 나이지리아산순으로 F에 대한 OH로 치환 정도가 낮다. F에 대한 OH로 치환정도가 가장 낮은 나이지리아산 토파즈는 굴절률, 단위포상수 b, 단위포 체적 및 δ021값이 가장 작고, 비중값은 가장 크다. 토파즈내에 함유되는 미량원소종은 Na, Fe, Br, Co, Ce, La, Sm, Th, Au, Sc, Cr 등이며 이러한 미량원소의 정성정량적 특성은 물리적 특성에는 거의 영향을 미치지 않았다. 라만 분광분석 결과 토파즈의 피크는 산지에 따라 강도의 차이를 나타내었으며 브라질산과 인도산은 455∼458(cm-1)근처의 피크, 중국산은 282∼284(cm-1) 근처의 피크가 나타나지 않았다. 산지에 따른 결정구조결함 특성은 주로 point-bottom pit의 negative crystal defect(인도산, 나이지리아산)와 curl-bottom pit의 net work defect(브라질산, 중국산)로 구분되며, 결정내에 발달하는 미세한 균열을 따라 형성된 선결함 양상(linear defect)을 보여준다. 유체 포유물의 특징은 브라질산이 액상 CO2를 가지는 III형이고, 중국산에는 유체 포유물이 거의 관찰되지 않으며 단지 10μm이하의 매우 작은 크기인 초생포유물의 극소량 존재한다. 인도산은 기체가 풍부한 II형이고, 나이지리아산은 암염, 실바이트 등의 고체 포유물을 함유하는 IV형이며 스리랑카산은 거의 대부분의 유체 포유물이 2차 생성의 I형이 주로 형성되어 있다. 본 연구의 결과는 광물학적 특성의 차이를 갖는 산지별 토파즈의 인공착색을 위한 처리 방법을 설정하는 유용한 기초 자료로 이용될 수 있을 것이다.
