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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제24권 제4호 (2011년 12월) 8건
1.
2011.12
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뉴칼레도니아 Nakety, Kouaoua, Ouaco 니켈 라테라이트 광상에서 수입하는 가니어라이트 광석의 광물학적 특성을 광학현미경 관찰, X-선 회절 분석과 전자현미분석에 의하여 연구하였다. 녹색 가니어라이트 광석은 교질상, 세포상, boxwork 조직 등 지표 부근의 저온에서 침전에 의한 조직을 잘 나타낸다. 이 광석의 니켈 광석광물은 대부분 니켈 함유 활석~윌렘사이트 계열 광물이며, 일부 리자다이트가 포함되어 있다. 니켈 함유 활석~윌렘사이트 계열 광물 내 NiO의 함량은 Ouaco (평균 40.63%), Nakety (평균 28.58%), Kouaoua (평균 24.90%) 순이며, Mg를 치환하는 Ni 백분율은 43.5~85.0%이다. 암갈색 가니어라이트 광석은 세포상이나 boxwork 조직을 가지며, 주 니켈 광석광물은 리자다이트~니켈 리자다이트 계열 광물에 일부 니켈 함유 활석~윌렘사이트 계열 광물로 구성된다. 리자다이트~니켈 리자다이트 계열 광물 내 NiO의 함량은 1.14~4.06 wt. %이며, Ni/(Mg+Ni) 백분율은 1.7~6.8%인데, 니켈의 함량이 낮은 이유는 팔면체 자리에서 Mg를 치환하는 Fe의 함량이 많은 것에 기인한다.
2.
2011.12
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전남지역의 점토광상은 그 구성광물이 단사정계형 엽납석(pyrophyllite), 1T형 고령석(kaolinite)을 주로 하고 부구성 광물로서 견운모, 석영 및 장석류를 포함한다. 이들 점토광상은 유사한 시기에 유사한 성분을 가진 화산암류로부터 생성되었으며, 각 광상은 광물학적으로 엽납석과 고령석 중의 하나를 우세하게 포함하는 경향이다. 고령토 광상은 주로 다이아스포나 강옥을 포함하지 않지만, 광체 상부에 명반석을 흔히 포함한다. 반면에 강옥이나 다이아스포는 납석 광상에서 흔히 수반된다. 점토광체 상부의 규화응회암류와 응회암류 등 지질시대가 젊어짐에 따라 엽납석 및 고령석의 양은 감소하는 경향이며, 마침내는 나타나지 않게 된다. 반면에 견운모, 석영 및 사장석류는 미약한 상부층에서 흔히 나타난다. 대부분의 점토광체는 상단부에 저색 응회암층이 오고, 그 상부로는 규화대층, 응회암층, 그리고 최상부에 각력 응회암층이 온다. 화학성분 분석에 의하면, Al2O3는 중-저급의 점토광체뿐 아니라 응회암류에서도 다소 높게 나타내며, 그 이유는 응회암류의 주요 구성광물인 사장석 때문이다. 광체와 모암에서 Na2O와 CaO는 비교적 낮은 함량을 나타내나, K2O는 광체에서 좀더 낮게 나타난다. 점토의 작열 감량은 명반석이나 다이아스포를 포함하는 부분에서는 특히 높게 나타나는 것은 이들이 포함하는 Al2O3 및 SO4 성분에 의한다. 희토류함량분석에 의하면, 경희토류가 중희토류보다 많이 포함되는 경향이며, 다소 미약하지만 부의 유러피움(Eu)이상대를 나타낸다. 대부분의 점토광체는 주로 유백-담회색의 미립이며 층리가 양호하여 야외에서 구분이 어렵지 않은 경우가 많지만, 괴상광체 등이 나타나는 곳에서의 효과적인 탐사를 위해서는 광체 상부 지층 중에서 확인되는 특징적 지층을 선정하는 것이 바람직하다. 전남지역에서 광체를 배태하는 층의 상단부에 연속성이 양호한 저색점토/응회암과 함께 그 상부로 층리와 연장성이 지극히 좋은 규화대가 확인되며, 광물조성 상으로도 광체 및 인근 지층과의 구분이 확실하므로 효과적인 점토광체 탐사를 위한 건층(key bed나 mark horizon)으로서의 역할이 가능하다.
3.
2011.12
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토양 하부 및 지하수에 생존하고 있는 미생물들이 지하수의 산화/환원전위 변화에 관여하는 사실을 알아보기 위해 미생물들을 주입한 수용액의 시간별 Eh 변화량을 측정하였다. 황산염환원 미생물이 주입된 경우 수용액의 Eh값이 5일 만에 -120 mV에서 -500 mV까지 떨어졌으며, 실험 결과 디설프리칸스 세균이 불가리스 세균보다 수용액을 환원하는 능력이 상대적으로 좋았다. 철환원 미생물인 스와넬라 세균의 경우 Eh값이 황산염환원 세균보다 조금 높은 -400 mV를 보여 주었다. 금속환원미생물에 의해 수용액의 Eh값이 떨어지는 동안 용존 황산염 혹은 산화철이 환원되고 맥키나와이트(FeS)라는 황화광물이 형성되기 시작하였다. 이러한 실험 결과를 바탕으로 일반 지하수의 산화/환원전위는 그 지하수에 생존하고 있는 지하미생물들의 대사 활동에 많은 영향을 받고 있다는 사실과 극환원된 지하수 및 생기원 황화광물들이 풍부한 지하 환경은 산화 핵종들이 환원된 형태로 침전되어 핵종 이동이 억제될 가능성이 높은 곳으로 판단된다.
4.
2011.12
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규산염 물질의 탄소 용해도에 대한 미시적 연구는 규산염 물질의 성질 변화와 지구 시스템 진화에 탄소가 미치는 영향의 이해에 매우 중요하다. 본 연구에서는 탄소가 용해된 엔스테타이트 시료에 대하여 라만(Raman) 분광분석을 실시하고, 양자 화학 계산을 통해 결정구조 내에 용해된 탄소의 원자 환경과 핵자기공명 분광 특성을 예측하였다. 1.5 GPa 1,400℃의 온도 압력 조건에서 2.4 wt%의 비정질 탄소와 함께 합성한 엔스테타이트의 라만 실험에서 엔스테타이트의 진동양상은 확인할 수 있었으나, CO2나 탄산염 이온의 진동양상에 대한 정보는 획득하지 못하였다. 이는 엔스테타이트 내에 용해된 탄소의 양이 매우 적어 시료를 구성하는 원자들의 집합적인 진동양상을 측정하는 라만 분광분석으로는 검출이 어려움을 지시한다. 특정 핵종 중심의 핵자기공명 분광분석을 이용하면, 구조 내에 존재하는 탄소만 선택적으로 측정할 수 있다. 특히 13C NMR 화학 이동(chemical shift)은 원자 환경에 따라 민감하게 변하므로, 양자 화학 계산을 이용하여 CO2와 C가 치환된 엔스테타이트 클러스터의 13C NMR 화학 차폐 텐서(chemical shielding tensor)를 계산하였다. 계산 결과 CO2의 피크는 125 ppm에서 나타나며 이는 기존의 실험결과와 일치하며, 상압에서는 생성이 어렵지만 고압환경에서 생성될 가능성이 있는 배위수가 4인 C의 화학 이동 값은 ~254 ppm으로 예측되었다. 이와 같은 양자 화학 계산 결과는 고분해능 13C NMR 실험의 이해를 돕고 탄소의 원자 환경을 연구하는데 도움을 줄 것이다.
5.
2011.12
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철을 포함한 비정질 규산염 용융체의 원자 구조 규명은 지표 환경의 화성활동 및 맨틀 심부의 초저속도층의 속도구조에 이르는 광범위한 지질과정의 미시적인 원인에 대한 단서를 제공한다. 본 연구에서는 철을 포함한 비정질 규산염의 원자 구조 규명에 가장 적합한 고상 핵자기공명분광분석(NMR)을 이용하여 최대 16.07 wt%의 Fe2O3가 포함된 비정질 알칼리 규산염(iron-bearing alkali silicate glasses)의 철의 함량 변화가 원자구조에 미치는 영향을 규명하였다. 29Si 스핀-격자 완화시간(T1)을 측정한 결과, 철의 함량에 따라 스핀-격자 완화시간이 짧아지는데 이는 철이 가지고 있는 홀전자(unpaired electron)와 핵 스핀(nuclear spin)간의 상호작용으로부터 기인한다. 29Si MAS NMR 실험 결과, 철이 포함되지 않은 시료의 경우 Q2, Q3 그리고 Q4의 환경을 지시하는 피크가 분리됨에 반하여, 철이 포함된 시료의 경우 NMR 신호의 급격한 감소와 피크 폭이 넓어짐으로써 각각의 규소 환경이 거의 분리되지 않았다. 그러나 철의 함량에 따라 스펙트럼이 넓어지고 화학적 차폐값(chemical shift)이 높아지는 현상을 확인하였는데, 이는 Q4의 규소 환경을 나타내는 방향으로서 철 주변의 Qn이 불균질하게 분포하고 있음을 지시한다. 17O MAS NMR 실험에서도 철이 포함되지 않은 시료에서는 연결산소(Si-O-Si)와 비연결산소(Na-O-Si)가 부분적으로 분리되지만, 철의 함량이 증가하면서 각각의 산소 환경이 거의 분리되지 않는다. 이러한 연구결과는 고상 핵자기공명분광분석이 철을 포함한 비정질 규산염의 상세한 구조 연구에 효과적인 도구임을 지시한다.
6.
2011.12
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강원도 태백지역에 분포하는 만항층 셰일의 운모류 층상규산염광물입자에 대한 EPMA 및 TEM 연구를 수행하였다. EPMA 분석에 의한 만항층 셰일 내 운모류 층상규산염광물의 평균 화학식은 K1.35(Fe0.18Mg0.03Al3.86)(Si6.55Al1.45)O20(OH)4이며, 이는 백운모의 이상화학식과 비교하면 층간 양이온인 K의 함량이 낮아서 일라이트에 가까운 조성을 갖는다. X-선 회절 분석에 의하면 만항층 셰일에서 파이로필라이트가 흔히 백운모와 함께 산출된다. TEM 격자상 관찰에 의하여 10a의 백운모와 9.3a의 파이로필라이트 층들이 단일 층 수준에서의 층간 혼합 및 층 내 혼합 현상이 동시에 관찰되었다. EPMA 분석에서 K 함량이 백운모에 비해 낮게 분석된 원인은 이처럼 입자 내에서 백운모와 파이로필 라이트가 밀접하게 공존하기 때문으로 판단된다.
7.
2011.12
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8.
2011.12
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