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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제13권 제1호 (2000년 3월) 3건
1.
2000.03
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알루나이트는 포항지역의 제3기 연일층군의 이암 층내의 탄산염 결핵체 주변에서 할로이사이트와 함께 극미립 변질물 (1-2 μm)로서 산출된다. 알루나이트는 정육면체와 유사한 능면체 결정형을 이루고 침상 내지 단주상의 할로이사이트와 밀접한 공생관계를 이룬다. X-선회절 분석에 의해서 이 알루나이트는 a=6.9897(1) a, c=17.2327(4)a, V=728.75(3) a3의 격자상수값을 갖는 것으로 밝혀졌다. X-선형광된 이 알루나이트의 화학식은 (K0.94N0.06)(Al2.55Fe3+0.45)(SO4)2(OH)6 으로서, 나트로알루나이트 단성분을 6-7 mole%정도 함유하는 것으로 분석되었다. 또한 시차열분석 (TG-DTG-DTA)을 통해서 알루나이트의 승화성 성분들 (H2O와 SO3)의 존재와 함유 정도를 조사하였고, 고온X-선회절분석을 병행하여 이 광물의 OH기의 이탈 반응 (520℃)과 고온상으로의 전이 반응 (600℃ 및 700℃)을 감정 하였다. K/Ar 법으로 측정된 알루나이트의 생성 연대 (0.342±0.008 Ma)와 안정동위원소들의 분석 결과 (δ18Oso4=-1.7, δDSMOW=-31, δ34S=-10.8)는 이 알루미늄 황산염 광물이 연일충군의 융기 이후에 야기된 민물의 유입에 의한 표성기원의 변질작용의 결과로 생성되었음을 지시한다. 알루나이트+할로이사이트 공생군의 침전은 이암 내에서 조성된 강산성 (pH=2-3)의 알루미늄 황산염 용액이 탄산염 결핵체를 만나 반응하여 pH가 국지적으로 증가되어 (pH=4) 과포화되는 과정에 의해서 야기되었다. 컴퓨터를 이용한 Al3+의 포화지수에 관한 화학적 평형 모델링 실험 결과, 알루미늄 황산염 용액으로부터의 알루나이트와 할로이사이트의 침전은 pH=4 및 「SO42-=10-4M 조건에서 K+과 Si(OH)4의 농도가 10-4M 이상 유지되어야 가능한 것으로 밝혀졌다.
2.
2000.03
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중원지역 지열수의 CO2 가스의 용축과 수반된 탄산염 침전물의 광물학적 특성을 밝히기 위하여 탄산염 침전물에 대해 광물학적 및 지구화학적 분석방법을 적용하여 보았다. 이들은 매년 수 mm의 두께로 저수조내에 침전되며 미세한 층상으로 결정화되어 있고, 검은 갈색의 얇은 층들이 반복적으로 존재하고 있다. 침전물은 비교적 순수한 방해석으로 되어 있으며 1M HCl로 처리하여 잔류물을 XRD 분석한 결과는 카올린 광물 및 일라이트질 광물이 확인되었다. 전자현미분석에 의하면 검은 갈색층은 주로 방해석과 Fe나 Mn 산화광물의 집합체이며 소량의 점토광물도 함께 섞여 있는 것으로 추정된다. Fe의 경우에는 주로 방해석내 Ca자리를 치환하여 존재하며 일부 산화광물로 함께 침전된 것으로 보인다. 반면에 Mn의 경우는 일부는 Fe처럼 방해석결정구조 내에서 Ca를 치환하면서 존재하기도 하지만 주로 산화물의 형태로 존재하는 것으로 보인다. 후방산란전자상(BSEI) 관찰에 의하면 Fe와 Mn 모두 매우 미세한 입자의 산화광물들로 밀집해 있는 부분이 관찰되기도 한다. 중원지역 탄산수로부터 방해석이 침전되는 과정은 CO2 가스가 방출되면서 pH가 증가하면서 방해석 및 Fe, Mn 산화물이 과포화상태가 되어 침전되는 것으로서 해석할 수 있다. 또한 지하 심부를 순환하면서 활발한 물-암석반응의 결과로 Si나 Al 및 기타 이온들의 함량이 상대적으로 높았던 탄산수가 pH가 높아지면서 카올린 광물이나 일라이트질 광물, 석영등의 규산염 광물들이 함께 침전하였을 것이다. 그러나 방해석의 침전과정이 이루어지는 과정 동안에, 온천공으로부터 채수되는 탄산수의 양이 수요에 따라 매우 불규칙해서 탄산수의 수요가 많은 경우 탄산수가 지속적으로 과잉 채수되면 주변 천층지하수가 탄산수에 혼합되어 Fe, Mn 등의 농도를 상대적으로 낮추게 되어 산화물형태로 침전되기가 어려워져서 거의 순수한 방해석만이 침전하게 된다. 결과적으로 거의 순수한 방해석 층에 검붉은 층이 불규칙하게 반복되고 있는 중원지역 탄산염침전물은 침전작용이 일어나는 대부분의 기간 동안 지속적으로 주변 전층지하수의 유입이 일어났음을 지시하고 있다. 또한 Fe, Mn 등의 함량이 높은 탄산수로부터의 침전은 매우 짧은 기간동안 단속적으로 일어났음을 지시한다.
3.
2000.03
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천연에서 발견되는 geversite (PtSb2), stumpflite (PtSb), insizwaite (PtBi2), unnamed PtBi 등의 광물에 대한 안정영역과 원소치환에 따른 고용체 존재를 규명하기 위해 백금-안티모니-비스머스 등 3성분계에 대한 합성실험적 연구를 실시하였다. 이번 연구에서 설정된 600℃ 온도의 실험결과에 의하면, 등축정계의 geversite와 insizwaite 사이에 완전고용체가 형성되며, Sb를 치환하는 Bi의 함량에 따라 단위포 상수는 6.4415(0 at.%), 6.4361(15 at.%), 6.5204(30 at.%), 6.5411(51 at.%), 6.6261(70 at%), 6.6540(85 at%), 6.728a(100 at.%)로 증가함을 알 수 있었다. 육방정계인 stumpflite와 unnamed PtBi 사이에도 완전고용체가 형성되며, Sb를 치환하는 Bi의 함량이 증가함에 따라 a 단위포 상수의 크기는 4.1388(0 at.%), 4.2118(20 at.%), 4.2118(40 at.%), 4.2485(80 at.%), 4.3242a(100 at.%)등 연속적으로 증가하지만, c 단위포 상수는 각각 5.4902, 5.4799, 5.508, 5.4817, 5.5045a등 불규칙하게 변함을 알 수 있었다. 0~33.33 at.% Pt 영역에서의 상평형 관계는 액체가 Pt(Sb,Bi)2 고용체와 공존하고 있고, Sb가 많이 함유된 액체에서는 geversite+원소광물 안티모니+백금이 거의 함유되지 않은 액체와 공생하는 3-phase assemblage를 형성한다. 자연계에서는 geversite와 insizwaite 및 stumpflite와 unnamed PtBi 사이의 화학조성을 가지는 광물이 발견되고 있는데, 이들은 각각 독립적인 광물종이 아니라 위 광물들의 고용체에 속하는 것임을 알 수 있었다. 이들 광물을 명명하고 해석하는데 매우 세심한 주의가 필요함을 알 수 있었다. 또한 단위포 상수를 측정을 통해 해당 고용체 광물의 Sb↔Bi 치환 양을 추정할 수 있다는 점과 광물 공생관계를 통해 생성온도를 추정할 수 있다는 사실을 알 수 있었다.
