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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제18권 제4호 (2005년 12월) 8건
1.
2005.12
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[ Mg2SiO4- ]스피넬에서 올리빈으로의 역상변이에 대한 고온 X-선 회절실험 결과, 진공상태에서 가열하였을 때 상변이가 일어나며, 일정한 온도에서 스피넬상으로부터 올리빈상이 시간이 경과하면서 성장하는 것으로 보아 상변이 메커니즘은 '핵생성 및 성장' 형태인 것으로 판단된다. 스피넬 상으로부터 올리빈 상으로 역상변이 할 때의 활성화 에너지를 구하기 위해 Mg2SiO4-스피넬 시료에 대한 상변이 실험을 진공 및 고온(1023∼1116 k)에서 시행하였다. 올리빈 상에 대해 '주어진 시간에 따른 비분율법'을 이용하여 활성화 에너지 값을 결정하였다. 아브라미 방정식을 이용하여 계산한 결과, n값은 대체로 온도가 증가함에 따라 매우 넓은 영역에서 동반 상승하는데, 이러한 현상은 '핵생성 및 성장' 메커니즘이 아마도 온도에 종속적이지 않느냐 하는 것을 제시해주고 있다. 상대적으로 낮은 온도에서는 Mg2SiO4-스피넬은 핵이 생성된 자리가 포화된 후, 새로운 결정상이 표면에서 성장을 시작하고 시간이 지남에 따라 내부 쪽으로 옮아가는 것으로 판단된다. 그러나 고온에서, 성장은 핵이 생성된 자리가 포화되고 난 후 표면뿐만 아니라, 내부에서도 동시에 시작되는 것으로 보인다.
2.
2005.12
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석류석은 하부맨틀의 최상부인 약 660 km깊이까지 올리빈, 휘석과 함께 주요한 구성광물 중의 하나이다. 석류석은 약 660 km를 지나 하부맨틀에서 페롭스카이트와 코런덤으로 상변이를 하는 것으로 알려져 있으나, 실험방법 및 상변이 깊이와 상변이 경로에 대해서 아직까지 논쟁의 대상이 되고 있다. 실험은 천연산 알만딘((Fe2.52Ca0.21Mg0.18Mn0.12)Al2.23Si2.97O12)에 마오-벨 타입의 다이아몬드 앤빌기기를 이용하여 실온에서 62 GPa까지 압축실험을 시행하여 체적탄성계수를 결정하였다. 실험결과는 다음과 같다 : 62 GPa에서 격자상수 = 10.775 a, 체적 = 1251.16 a3, X-선밀도 = 5.265 g/cm3, 버치-머내한 상태방정식을 이용하여 계산한 체적탄성계수는 156 GPa이다(이때 K0 '는 4로 가정함). 본 연구는 포항가속기연구소의 방사광을 이용하여 시행한 국내 첫 고압실험결과이다.
3.
2005.12
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장군광산과 동남광산에서 산출되는 부서라이트에 대한 광물학적 특성을 연구하기 위하여 X-선 회절분석, 전자현미분석, 열분석 실험을 실시하였다. 장군 광산과 동남 광산에서의 부서라이트는 망간탄산염광상의 표성 산화 작용에 의해 형성된 산화망간 광석 내에 란시아이트와 함께 산출된다. 전자현미분석결과 장군광산 부서라이트의 화학 조성은 (Ca0.78Mg0.64Mn2+0.45)Mn4+8.03O18·13.2H2O이며 동남광산에서 산출되는 부서라이트는 (Zn0.81Ca0.77Mg0.26Mn4+8.00O18·10.9H2O이다. 장군광산의 부서라이트의 저면 격자 간격은 40℃에서 9.86 a이며, 90℃에서는 7.60 a로 온도가 상승함에 따라 점진적으로 감소한다. 그러나 동남광산에서 40℃부터 90℃까지의 온도가 변화함에 따라 점진적인 회절선의 이동은 나타나지 않고 9.67 a의 회절선의 강도는 감소하고 7.53 a의 회절강도는 증가하는 경향을 보여준다.
4.
2005.12
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적토로부터 활성화시킨 물질에 대한 적조구제제로서의 가능성에 대하여 연구하였다. 적토는 보오크사이트로부터 알루미나를 생산하기 위해 사용되는 베이어 공정의 부산물로써 적철석, 보에마이트, 방해석, 소달라이트, 석영, 저어콘, 아나타제 및 미지의 광물 등 다양한 광물로 구성되어 있다. 중금속 흡착실험결과, As (92%)를 제외한 모든 중금속이 거의 100%에 가까운 높은 흡착률을 보였다. 이는 중금속에 대한 철산화물의 높은 흡착능력에 기인된 것으로 사료된다. 적토에 대한 pH (pH 1∼13)별 용출률 측정 결과, 산성에서 As, Cu 및 Zn가 높은 값을 보임으로써, 적토를 산처리 할 때, 중금속 제거 효과가 탁월함을 지시하였다. 적토의 산처리 산물인 활성적토는 적철석 및 보에마이트 등으로 구성되어 있으며, 온도가 증가할수록 중금속의 제거 효과가 증가하였다. 활성적토는 입도가 수십 nm로써, 5종의 적조에 대한 적조구제 효율을 측정한 결과, 구제효율은 pH특히, 반응 후 pH에 반비례하였다. 이들 5종의 프랑크톤 중, Prorocentrum minimum 및 Alexandrium tamarense의 경우, 살포 즉시 90% 이상을 그리고 약 30분 후에는 거의 100%에 가까운 구제효율을 보임으로써, 활성적토가 이들 적조에 대한 우수한 구제제로서의 가능성을 지시하고 있다.
5.
2005.12
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함수유리질 암석인 진주암은 장기지역의 제3기 마이오세 화성쇄설성 퇴적층인 범곡리층군의 하부에서 산출된다. 진주암은 대개 그 하위의 장기층군과의 부정합면을 따라 단속적으로 분포하고, 시공간적으로 유문데사이트, 부석질 용결응회암과 밀접한 접촉 및 성인적 관계를 보이며 층상으로 산출된다. 이 진주암은 전형적인 진주암과 비교해 반정과 암편을 많이 함유하는 것이 특징이며 화학 조성상 낮은 SiO2 함유 수준(63.2∼66.4 wt%)을 이룬다. 반면에 함수량에 있어서는 진주암보다는 송지암에 가까운 함유 수준(3.2∼7.8 wt.%)을 나타낸다. 이 진주암과 그 주변의 화산암류 및 화성쇄설성 암석들 사이의 암석기재학적 특징들을 비교해 본 결과, 부석질 용결응회암과 유문데사이트가 진주암의 원암일 개연성을 지시하는 것으로 나타난다. 진주암과 그 원암들의 희유 및 희토류 원소들의 조성비(Zr/TiO2 대비 Nb/Y)와 야외에서의 산출상태는 이러한 해석을 뒷받침하며, 특히 진주암 내에 남아있는 기공 조직은 화산유리뿐만 아니라 부석 암편도 진주암질 유리의 주요 원물질이었을 것이라는 점을 강하게 지시한다. 이 진주암은 호소 환경에서 형성된 망해산층의 퇴적 단계에서 물과 암석 간에 완만하게 진행된 수화·변질 형식의 속성작용에 의해서 생성된 것으로 여겨진다. 진주암화 과정 동안에 SiO2와 알칼리는 일률적으로 감소하는 경향을 나타낸다. 이 진주암은 속성작용에 의해서 2차적으로 형성되었고 횡적 연장성도 결여되기 때문에, 이 암층에 의거한 기존의 범곡리층군의 층서 체계는 수정되어야 할 것이다.
6.
2005.12
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알바이트 분말시료, 박편시료, TEM 시편용 시료를 이용하여 광학현미경 상에서 등온가열 실험을 수행하였다. 시료의 방향성은 광학현미경 및 XRD를 통하여 점검하였으며 TEM의 전자회절도형을 통해 확인하였다. 분말시료의 경우 1030℃-12 hr에서, TEM 시편용 시료는 1060℃-6 hr에서 부분 용융이 일어나며 이 이상의 온도에서는 용융으로 인한 시편두께 증가 및 비정질상으로의 변화로 인하여 알바이트 미세구조의 TEM 영상 획득이 어려웠다. 광학현미경과 TEM의 연계를 통한 알바이트 등온가열 실험 결과 알바이트 tweed 미세구조의 TEM 영상을 얻을 수 있는 최적 조건은 대기압 하에서는 1050℃-12 hr로 파악되었다. 전자현미경 내 직접가열(in situ TEM heating) 실험의 경우 상기한 실험조건에 비해 고진공 상태임을 고려하면 1050℃보다 다소 높은 온도에서 알바이트 tweed 미세구조를 직접 관찰할 수 있을 것으로 사료된다
7.
2005.12
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연약지반의 점토퇴적물을 시멘트와 함께 생석회, 소석회, 석고, 고령토, 제올라이트, 규조토 등의 광물재료를 혼합하여 고화 반응시킨 후 양생시간에 따른 물성변화와 반응생성물을 조사하였다. 그 결과, 시멘트로는 포틀랜드 시멘트보다는 슬래그시멘트가 점토의 고화반응에 따른 강도발현이 큰 것으로 나타났다. 그리고 슬래그시멘트와 함께 각종 광물재료와 고화 반응시킨 실험결과에서는, 석고가 가장 높은 강도발현을 나타냈다 따라서 슬래그시멘트와 석고에 대해 이들의 혼합비를 달리하여 고화 실험을 수행하였다. 그 결과, 슬래그시멘트 70%, 석고 30%의 비율에서 가장 좋은 강도발현을 보이는 것으로 나타났다. 이 실험의 고화반응물에서는 에트린자이트 등의 반응생성물이 포함되었다. 이것은 석고가 슬래그시멘트의 효율적인 수화반응을 촉진시켜서 높은 강도 발현에 기여 한 것으로 생각된다. 이러한 실험 결과는 연약지반의 안정화 처리에 유용한 자료로 이용될 것으로 보인다.
8.
2005.12
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탄자리아산 강옥의 보석광물학적 특성을 파악하기 위하여 XRD, XRF, EPMA, FT-IR과 SEM-CL 분석을 수행하였다. 탄자니아산 강옥은 장파장 자외선이나 단파장 자외선에서 거의 형광반응이 나타나지 않는다. 탄자니아산 강옥은 내포물의 종류에 따라 5가지 유형으로 분류될 수 있으며, 유형 I은 액상 내포물 풍부한 형태, 유형 II는 기상 내포물 풍부한 형태, 유형 III은 액상 CO2를 함유한 형태, 유형 IV는 고상 내포물을 함유한 형태, 유형 V는 유체 포유물과 고상 내포물 및 딸광물(daughter mineral)이 공생하는 복합 내포물 형태이다. 탄자니아산 강옥의 SEM-CL분석에서 성장구조가 수반된 쌍정조직, 스피넬 반정, 괴상조직과 누대조직 등이 관찰된다. 루비와 사파이어는 크롬과 철의 함량에 의해 뚜렷이 구분되며, Al2O3/100-Cr2O3-Fe2O3 다이어그램에서 각각 고유한 영역에 도시된다. FT-IR 분석결과, 탄자니아산 강옥 시료들이 모두 유사한 양상을 보이고 있으며, 455.09~459.23 cm-1, 603.15~611.71 cm-1, 1509.00~1655.05 cm-1와 3436.41~3468.87 cm-1에서 흡수 피크가 관찰된다. 연구 결과는 탄자니아산 강옥의 감별 및 산지 추측에 유용한 정보로 활용될 수 있다.
