Analyses of Mineral Composition of Geochang Granitic Rocks for Stone Specification

거창화강석 품질기준 설정을 위한 광물조성 분석

  • Choi, Jin-Beom (Department of Earth and Environmental Sciences and Research Institute of Natural Science, Gyeongsang National University) ;
  • Jwa, Yong-Joo (Department of Earth and Environmental Sciences and Research Institute of Natural Science, Gyeongsang National University) ;
  • Kim, Keon-Ki (Department of Earth and Environmental Sciences and Research Institute of Natural Science, Gyeongsang National University) ;
  • Hwang, Gil-Chan (Department of Earth and Environmental Sciences and Research Institute of Natural Science, Gyeongsang National University)
  • 최진범 (경상대학교 지구환경과학과 및 기초과학연구소) ;
  • 좌용주 (경상대학교 지구환경과학과 및 기초과학연구소) ;
  • 김건기 (경상대학교 지구환경과학과 및 기초과학연구소) ;
  • 황길찬 (경상대학교 지구환경과학과 및 기초과학연구소)
  • Published : 2006.12.31

Abstract

Mineral compositions of granitic rocks from Geochang, Pocheon, Iksan, and China were obtained by the modal analysis, CIPW norm calculations, and Rietveld quantitative analysis for stone specification of the Geochang granitic rocks. The Geochang granitic rocks show grey to dark in color and medium grained porphyritic texture. They mainly consist of quartz, plagioclase, alkali feldspar, and biotite. Among three different method for determining the mineral compositions of granitic rocks, normative compositions using X-ray fluorescence data are not appropriate for representing real mineral composition. Rietveld quantitative analysis using X-ray powder diffraction data is proved better method to determine exact mineral compositions than modal analysis using microscopic observation. Q-A-P diagram shows that the Geochang granitic rocks are typical granodiorite, whereas the granitic rocks of Pocheon, Iksan, and China are monzogranite, monzogranite to granodiorite, and granodiorite, respectively. Compared to China ones, the Geochang granitic rocks are nearly close to each other in mineral composition.

거창화강석의 품질기준 설정을 위한 정확한 광물조성을 구하기 위하여 거창지역 석산을 포함하여 포천, 익산 및 중국에서 수입된 총 39개의 화강석 시료를 대상으로 현미경 육안관찰에 의한 광물모드 분석, X-선 형광분석에 의한 CIPW 노름 계산, 그리고 X-선 회절 데이터를 이용하여 리트벨트법에 의한 광물정량분석을 각각 실시하였다. 거창화강석은 회백색 내지 암색으로 중립질의 반상조직을 가지며, 구성광물은 석영, 사장석, 알칼리장석 및 흑운모가 우세하다 광물조성을 결정하기 위해 3가지 분석방법을 비교한 결과, 노름 계산은 화강암의 광물조성을 제대로 반영한다고 보기 어려우며, 현미경 육안관찰에 의한 모드 분석보다 X-선 회절 데이터를 이용한 리트벨트 정량법이 상대적으로 정확한 광물조성을 보여주는 것으로 판단된다. Q-A-P 삼각도에 작도한 결과, 거창화강석은 전형적인 화강섬록암의 광물조성을 보여주며, 포천화강석은 몬조화강암, 익산석은 몬조화강암 내지 화강섬록암, 그리고 중국거창석은 화강섬록암의 조성을 각각 보여준다. 특히 중국거창석과 비교하여 거창화강석이 광물조성으로는 전혀 구별이 되지 않는 유사한 조성을 보여준다.

Keywords

References

  1. 권성택, 이진한 (1997) 호남전단대의 운동시기에 관한 소고. 지질학회지, 33, 183-188
  2. 김남장, 김정환 (1970) 한국지질도 1:5만 거창 지질 도폭 및 설명서. 국립지질조사소, 14p
  3. 김용준, 조등룡, 박영석 (1989) 거창지역에 분포하는 중생대 화성암류에 대한 연령과 주성분 광물의 화학조성. 광산지질, 22, 117-127
  4. 김용준, 김정빈, 박재봉 (1991) 호남전단대내에 분포 하는 엽리상화강암류의 암석화학과 성인. 지질학회지, 27, 52-63
  5. 김용준, 박영성, 강상원 (1994) 호남 전단대내에 분포하는 엽리상 화강암류의 지질시대와 생성과정 에 관한 연구. 자원환경지질학회, 27, 247-261
  6. 문용희, 최진범, 이병임 (2000) 리트벨트법에 의한 합성인회석 내의 희토류 원소의 거동에 관한 연 구. 한국광물학회지, 13, 221-230
  7. 문용희, 최진범, 이병임 (2001) 합성 페롭스차이트형 $(K_2La_2Ti_nO_{2n+4})$ 광물의 결정학 및 층상구조에 관한 연구. 한국광물학회지, 14, 73-84
  8. 박계헌, 이혼선, 송용선, 정창식 (2006) 영남육괴 함양, 거창 및 영주 화강암-화강섬록암의 스핀 U-Pb 연대. 암석학회지, 15, 39-48
  9. 박천영, 박영석, 신인현, 정연중, Lizumi, S. (1998) 형광 X-선 분석장치를 이용한 화성암류 중의 주 성분원소 정량분석. 한국지구과학회지, 19, 182-193
  10. 사공희 , 좌용주 (1997) 청산 일대에 분포하는 화강암류의 광물조성 과 주성분원소 지구화학. 암석학회지, 6, 185-209
  11. 이상만, 나기창, 이상헌, 박배영, 이상원 (1981) 소백산육괴(남동부)의 변성암복합체에 대한 변성작용에 관한 연구 지질학회지, 17, 169-188
  12. 좌용주, 최진법, 조현구, 김순오, 권성택 (2006) 거창 화강석 특화육성 품질기준 설정(결과보고서). 거창군, 301p
  13. 최진범, 김태현 (2001) 리트벨트법을 이용한 K-Ba 치환 합성 홀란다이트$(K_2Ba_{1-x}Cr_2Ti_6O_{16})$의 결정구조 연구. 한국광물학회지, 14, 128-136
  14. 최진범, Grover, J. (2006) Mn-전기석(Tsilaisite)의 합성 및 리트벨트 구조분석. 한국광물학회지, 19, 15-29
  15. Barker, F. (1979) Trondhjemite: Definition, environment and hypotheses of origin. In: Barker, F. (ed.), Trondhjemite, Dacites and Related Rocks. Elsevier, Amdsterdam, 1-12
  16. Bish, D.L. and Howard, S.A. (1988) Quantitative phase analysis using the Rietveld method. J. Appl. Cryst., 21, 86-91 https://doi.org/10.1107/S0021889887009415
  17. Bish, D.L. and Post, J.E. (1988) Quantitative analysis of geological materials using X-ray powder diffraction data and the Rietveld refinement method. Geol. Soc. Am. Abstr. Programs, 20, A223
  18. Chough, S.K., Kwon, S.T., Ree, J.H. and Choi, D.K. (2000) Tectonic and sedimentary evolution of the Korean peninsula: a review and new view. Earth Sci. Rev, 52, 175-235 https://doi.org/10.1016/S0012-8252(00)00029-5
  19. Davis, B.L. and Walawender, M.J. (1982) Quantitative mineralogical analysis of granitoid rocks: a comparison of X-ray and optical techniques. Am. Mineral., 67, 1135-1143
  20. Hill, R.J. and Howard, C.J. (1987) Quantitative phase analysis from neutron powder diffraction data using the Rietveld method. J. Appl. Cryst., 20, 467-474 https://doi.org/10.1107/S0021889887086199
  21. Lee, C.L., Lee, Y.J. and Hayashi, M. (1992) Petrology of Jurassic granitoids in the Hamyang-Geochang Area, Korea. J. Korea Inst. Min. Geol., 25, 447-461
  22. Monecke, T., Kohler, S., Kleeberg, R. and Herzig, P.M. (2001) Quantitative phase-analysis by the Rietveld method using X-ray powder-diffraction data: application to the study of alteration halos associated with volcanic-rock-hosted massive sulfide deposits. Can. Mineral., 39, 1617-1633 https://doi.org/10.2113/gscanmin.39.6.1617
  23. Rietveld, H.M. (1969) A profile refinement method for nuclear and magnetic structure. J. Appl. Crystal., 2, 65-71 https://doi.org/10.1107/S0021889869006558
  24. Snyder, R.L. and Bish, D.L. (1989) Quantitative analysis. In. Bish, D.L. and Post, J.E. (eds.), Modern Powder Diffraction, Reviews in Mineralogy, Vol. 20, Mineral. Soc. America, 101-144
  25. Weidler, P.G., Luster, J., Schneider, J.S., Sticher, H. and Gehring, A.U. (1998) The Rietveld method applied to the quantitative mineralogical and chemical analysis of a ferralitic soil. European J. Soil Sci., 49, 95-105 https://doi.org/10.1046/j.1365-2389.1998.00138.x
  26. Yanai, S., Park, B.S. and Otoh, S. (1985) The Honam shear zone (S. Korea): Deformation and tectonic implication in the Far Eastern Science Paper. College of Arts and Science University of Tokyo, 35, 181-210
  27. Young, R.A. (1993) The Rietveld Method. IUCr. Monogr. on Crystal. Vol. 5, IUCr., Oxford, 298p