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멀티 앤빌 프레스의 압력-부하 보정 작업과 시료 내의 온도구배 연구 (Pressure-load Calibration of Multi-anvil Press and the Thermal Gradient within the Sample Chamber)

  • 김은정;이성근
    • 한국광물학회지
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    • 제31권3호
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    • pp.161-172
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    • 2018
  • 멀티 앤빌 프레스(multi-anvil press)는 일반적으로 5-25 GPa의 압력범위와 ${\sim}2,300^{\circ}C$의 온도범위를 구현할 수 있는 고압 기기로, 지구과학에서는 상부맨틀-맨틀전이대까지의 지구 구성물질의 구조를 연구하는 데 도움이 된다. 본 연구에서는 광물의 상전이를 이용한 멀티 앤빌 프레스에 대한 압력-부하 보정(pressure-load calibration) 과정을 소개하고, 시료실(sample chamber) 내에 존재할 수 있는 온도구배에 대해서 논의하였다. 압력-부하 보정은 14/8 G2, 14/8 step, 14/8 HT 조립세트(assembly set)와 18/12 조립세트에 대해 1,100톤 멀티 앤빌 프레스를 이용하여 수행했다. 초기 물질로 석영, 규회석구조의 $CaGeO_3$, 포르스테라이트를 사용했고, 고압상의 동정은 XRD 분석을 통해 수행하였다. 광물의 상전이를 통해 $1,200^{\circ}C$에서 시료에 가해지는 압력을 유추할 수 있었으며, ${\alpha}$-석영에서 코에사이트로의 상전이는 3.1 GPa, 석류석 구조의 $CaGeO_3$에서 페로브스카이트 구조의 $CaGeO_3$로의 상전이는 5.9 GPa, 코에사이트에서 스티쇼바이트로의 상전이는 9.2 GPa, 포르스테라이트에서 와즐리아이트로의 상전이는 13.6 GPa의 압력 확인에 이용했다. XRD 결과로 획득한 압력-부하 보정 곡선은 기존에 보고된 유사한 기기의 압력-부하 보정 곡선에 비해 동일 압력을 구현하기 위해 50톤 가량의 유압이 더 필요한 것으로 확인됐다. 이러한 차이는 시료실의 크기 및 조립세트의 압력 매체(pressure medium)와 이차앤빌 사이의 마찰력으로부터 기인한 유압 손실에 의한 것으로 생각된다. 또한 본 연구에서는 14/8 HT 조립세트에서의 시료실 내의 온도구배를 확인했다. 특히 열전대(thermocouple)의 위치 변화에 따라 시료실 높이에 평행한 방향으로 약 ${\sim}200^{\circ}C/mm$에 해당하는 온도구배가 존재한다. 본 연구로부터 구한 멀티 앤빌 프레스의 압력-부하 보정 곡선과 시료실 내의 온도구배 값은 앞으로 맨틀 내에서의 다양한 비정질 및 결정질의 지구물질에 대한 원자 구조의 변화와 그에 따른 물성 변화를 설명하는 데 적용할 수 있다.

연화(蓮花)-울진광산지대(蔚珍鑛山地帶) 스카른연(鉛)·아연광상(亞鉛鑛床)의 구조적(構造的) 및 성분적(成分的) 특징(特徵) 기이(其二) : 제2연화광산(第二蓮花鑛山) (Structural and Compositional Characteristics of Skarn Zinc-Lead Deposits in the Yeonhwa-Ulchin Mining District, Southeastern Taebaegsan Region, Korea Part II : The Yeonhwa II Mine)

  • 윤석귀
    • 자원환경지질
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    • 제12권3호
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    • pp.147-176
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    • 1979
  • 제2연산광산(第二蓮山鑛山)은 그 스카른 유화연(硫化鉛) 아연광상(亞鉛鑛床)의 체계적(體系的)인 분포상태(分布狀態)로 특징(特徵)지어졌으며 광상(鑛床)은 중경사(中傾斜)로 기울어진 판상내지(板狀乃至) 렌즈상광체군(狀鑛體群)으로 대표(代表)되며 동북동(東北東)으로 주향(走向)하는 풍촌석회암(豊村石灰岩) 및 묘봉점판암(猫峯粘板岩)의 충상단층면(衝上斷層面)에 따라 관입(貫入)한 석영(石英)몬조니반암(班岩)의 암상(岩床) 및 이로부터 분기(分技)한 암맥(岩脈)의 접촉대(接觸帶)에 따라 발달(發達)되었다. 이들 광상(鑛床)은 모암(母岩) 및 화성암(火成岩)과의 관계(關係)에 따라 (1) 관입암상(貫入岩床)의 하반광체군(下盤鑛體群)(월곡하반광체(月谷下盤鑛體)) (2) 동(同) 상반광체군(上盤鑛體群)(월곡상반광체(月谷上盤鑛體)) (3) 암맥접촉대(岩脈接觸帶)와 이로부터 석회암층간(石灰岩層間)에 따라 연장(延長)된 광체군(鑛體群)(선곡광체(仙谷鑛體))으로 삼대분(三大分)된다. 광상(鑛床)은 석회규산염(石灰硅酸鹽)(스카른광물(鑛物))과 유화광물(硫化鑛物)로 구성(構成)돼 있는데 유화광석(硫化鑛石)으로는 섬아연석(閃亞鉛石)을 주(主)로 하고 방연석(方鉛石) 및 황동석(黃銅石)이 포함(包含)되며 유화맥석(硫化脈石)으로는 자유철석(磁硫鐵石)을 주(主)로 한다. 농촌석회암(農村石灰岩)과 석영(石英)몬조니암(岩)과의 월곡하반접촉대(月谷下盤接觸帶)에 발달(發達)된 외성(外成)및 내성(內成)스카른광물(鑛物)은 -120갱(坑)에서 다음과 같은 대칭대반분포(對稱帶狀分布)를 보인다. 즉 외성(外成)스카른의 중심(中心)에 자류석-석영대(石英帶), 이 대(帶)의 양측(兩側)바같으로 휘석(輝石)-광석대(鑛石帶), 그리고 더욱 외측(外側)으로 묘봉점판암(猫峯粘板岩)쪽으로는 함녹염석(含綠簾石) 녹니석(綠泥石) 혼펠스대(帶)와 화성암(火成岩)쪽으로는 녹염석(綠簾石)을 주(主)로 하는 내성(內成)스카른대(帶)가 배열(配列)한다. 이는 스카른형성(形成)에 있어서의 두가지 효과(效果) 즉 (1) 원암(原岩)의 차이(差異)(퇴적암(堆積岩)과 화성암(火成岩)) 및 (2) 스카른분대(分帶)는 이들 원암(原岩)의 교대변질과정(交代變質過程)에 있어서 내측대(內測帶)로부 터 외측대(外側帶)로 향(向)한 점진적(漸進的) 이동(移動)이 있었음을 보여주고 있다. 전자선분석(電子線分析)에 의(依)하면 휘석(輝石)은 회철휘석질(灰鐵輝石質)이고 중심대(中心帶)로 부터 외측대(外側帶)를 향(向)하여 철분(鐵分)이 증가(增加)하는데 반(反)하여 자류석의 철분(鐵分)은 증가(增加)함으로서 휘석(輝石)과 자류석에 흡수(吸收)된 철분(鐵分)의 양(量)이 서로 반비례(反比例)함을 보여준다. 준휘석류(準輝石類)에 硅灰石(규회석)이 안나타나고 대신(代身) 파이록시망가이트, 장마휘석, 버스타마이트가 우세한 점(點)은 스카른용액(溶液)의 높은 함(含)망간성(性)을 말하며 자류석이 흔히 형석(螢石)에 의(依)해 대표(交代)되었음은 할로겐의 활동(活動)이 매우 강(强)했음을 가르친다. 유화아연(硫化亞鉛)은 스카른대중(帶中) 특히 휘석대(輝石帶)에 친근(親近)하게 수반(隨伴)되며 이는 회철휘석(灰鐵輝石)이 유화아연(硫化亞鉛)의 침전(沈澱)을 촉진(促進)하는 환원환경(還元環境)을 조성(造成)하는데 기인(起因)된 것으로 해석(解析)된다. 지질구조적(地質構造的)으로 개방(開放)된 환경(環境)에 있었던 월곡상반(月谷上盤)및 선곡광화대(仙谷鑛化帶)에 있어서는 금속품위(金屬品位)의 변동(變動)이 심(甚)한데 반(反)해 두개의 관입암상(貫入岩床)사이에 폐쇄(閉鎖)되었던 월곡하반접촉대내(月谷下盤接觸帶內)에서는 금속품위(金屬品位)의 분포(分布)가 비교적(比較的) 일정(-定)하다.

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국내 화강암류를 이용한 일부 인공쇄석사 제조과정에서 생기는 스러지의 광물.물리화학적 특성 (Mineralogical and Physico-chemical Properties of Fine fractions Remained after Crushed Sand Manufacture)

  • 유장한;안기오;장준영
    • 한국광물학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.355-361
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    • 2006
  • 국내에서 인공쇄석사의 점유율은 30% 이상이며 계속적인 증가추세에 있다. 국내 인공쇄석사는 주로 화강암류를 그 원암으로 이용하고 있다. 인공모래 제조공정 중에 생기는 스러지(63마이크론 이하입자)는 침전제를 이용하여 분리하며, 그 양은 중량비 15% 내외이다. X-선 회절분석에 의하면 스러지 구성광물은 석영, 장석류가 3/4 이상을 차지하며, 그밖에 방해석 등과 각종 점토광물류를 포함한다. 점토류 중에는 운모 및 고령토류가 우세하고, 녹니석, 질석과 함께 스멕타이트류도 포함된다. 쥬라기 화강암류에서 발생되는 스러지는 대체적으로 백악기의 것에 비해서 더 많은 고령토류, 녹니석 및 질석류를 포함한다. 화학조성에 있어서도 화강암류와 스러지의 사이에 명확한 차이를 보여준다. $SiO_2$$Na_2O$ 성분 외에는 스러지가 화강암 원석류보다 더 높은 함량을 나타내어, 그들이 풍화작용에 의한 증가임을 나타낸다. 스러지에 대한 입도분석에 의하면, 토양조직 분류에서의 Silt loam 정도에 해당하며, 변수두 투수실험에 의해 측정된 수리전도도에 의하여서도 silt 및 sand가 우세하게 포함된 특성을 나타낸다. 이와 같이, 현재 우리나라에서 버려지고 있는 스러지는 silt 및 점토입자함량에 의하여 불투수성을 야기하므로 산업폐기물로 간주되어 환경오염물로 분류되고 있다.

'집경제영시(集景題詠詩)'를 통해 본 전통주택의 조경문화 향유양상 (A Study on the Traditional House Landscape Styles Recorded in 'Jipkyungjaeyoungsi(集景題詠詩, Series of Poems on Gardens Poetry)')

  • 신상섭
    • 헤리티지:역사와 과학
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    • 제49권3호
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    • pp.32-51
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    • 2016
  • 한국고전번역원 DB자료에 근거하여 전통주택 관련 '집경제영시(集景題詠詩)'를 통해 본 정원의 식물요소와 상징성, 그리고 조경문화를 추적한 연구결과는 다음과 같다. 첫째, '집경제영시'는 고려중기에 유입되어 지속적으로 창작되었는데, 주로 문신의 길을 택한 상류계층에 의해 향유되었다. 총 165책에서 주택정원을 대상으로 25책의 33제영시가 추출되었는데, 최초로 관련 제영시를 남긴 인물은 고려후기의 문신 이규보(1168~1241)로 판단된다. 그는 '퇴식재팔영', '가분중육영', 그리고 '가포육영' 등 경물소재의 확장과 영물시를 팔경시로 대입하여 향유문화의 다양화에 기여한 최초의 인물이라 하겠다. 둘째, 제영시 표제는 사랑채 당호가 많이 활용되었으며, 경물은 8영(詠)이 전체 33개소 중 19개소(57.5%)였으며, 4영, 6영, 10영, 14영, 15영, 16영, 36영 등의 빈도순으로 제영되었다. 제영에는 소상팔경류의 전형성을 벗어나 (1)경물명 중심 (2)지명과 경관명의 결합 (3)경관명 중심으로 차별화 되는 양상을 보인다. 셋째, 소표제는 (1)자연 및 정원식물 중심의 자연경관소재(22개소, 66.7%)가 주를 이루었고 (2)사랑채 건물 및 연못과 정자 등 조경시설 중심의 인문경관소재(3개소) (3)자연 속에서 행해지는 인간의 행위요소 중심의 복합 문화경관소재(8개소) 유형으로 구분된다. 이러한 양상은 정원식물의 심미적 취향, 실경을 뛰어넘어 관념화된 경물을 향유하며 주목받지 못했던 채소류와 약초류에도 관심을 두는 정감 표출로 이어진다. 넷째, 정원식물은 상록수(4종)에 비해 낙엽수의 개체수(17종) 비중(80.9%)이 월등히 높았다. 이러한 양상은 서유구(1764~1845)의 '임원경제지'에 수록된 상록수 18종(21.2%) : 낙엽수 67종(78.8%)의 비율, 그리고 선행연구[변우혁(1976), 정동오(1977), 이선(2006) 등]와 유사한 결과이다. 다섯째, 정원식물의 출현빈도는 매화(14회), 대나무(14회), 소나무(11회), 연(11회), 국화 10회, 버드나무(5회), 석류(4회), 단풍나무(3회), 오동나무, 배롱나무, 밤나무, 모란, 파초, 갈대, 맨드라미(각각 2회) 등이었다. 즉, 의미론적으로 (1)유교적 규범(소나무, 측백, 매화, 국화, 대나무, 연꽃 등) (2)안빈낙도의 생활철학(국화, 버드나무) (3)은일사상과 태평성대 희구(오동나무, 대나무 등) 관련 상징식물의 도입이 상대적으로 높은 출현빈도를 보였다. 여섯째, 안뜰과 바깥뜰, 채원과 약포, 그리고 사랑뜰 화분에 도입된 식물류 추적이 가능하였다. 즉, 안뜰에는 심미적 취향을 뛰어넘어 문화경관으로 승화시킨 상징식물의 도입, 채원과 약포에는 채소류, 과실수, 약용식물의 이용후생적 도입 양상이 뚜렷하며, 사랑뜰에 화분을 놓아 완상한 석창포, 석류화, 서상화, 국화, 대나무, 연꽃, 매화 등을 도출할 수 있었다. 일곱째, 정자, 연못, 계류, 분경(盆景), 괴석, 후원(後園), 과원(菓園), 약포(藥圃), 화오(花塢), 국리(菊籬), 범주(泛舟), 조어(釣魚), 계음(?飮), 탁족, 간화(看花), 행림(杏林), 도원(桃源), 무송(撫松), 설중매, 상국(霜菊) 등의 시어(詩語)를 통해 조경소재와 관련한 정원 문화의 향유 양상을 추적할 수 있었다.

대보화강암과 불국사화강암지역 먹는샘물의 수리화학적 특성 (Hydrochemical Characteristics of Natural Mineral Water in the Daebo and Bulguksa Granites)

  • 조병욱;성익환;추창오;이병대;김통권
    • 지질공학
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    • 제8권3호
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    • pp.247-259
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    • 1998
  • 먹는샘물은 국민의 건강과 직결될 뿐 아니라 귀중한 지하수자원이라는 점에서 엄격한 품질기준과 사후관리가 요구된다. 본 연구에서는 대보화강암(20개)과 불국사화강암(4개) 지역에 분포하는 먹는샘물 업체를 대상으로 원수의 수질특성을 수리화학적인 측면에서 해석하였다. 대보화강암과 불국사화강암 지역에 분포하는 먹는샘물 업체의 원수의 수질특성은 수리화학적으로 유사한 경향을 보이지만 상이한 부분도 있다. 수소이온농도, 전기전도도, 총고용물질, 경도, 양이온과 음이온의 함량은 대보화강암 지역이 불국사화강암 지역보다 높게 나타난다. 양이온 중에서 대부분은 Ca>Na>Mg>K의 순으로 함량비를 나타내며 음이온 성분의 함량은 $HCO_3>SO_4>Cl>K$의 순을 보인다. 화강암지역에서 $Ca-Na-HCO_3$ 유형이 가장 우세하며 Ca함량이 가장 높은 현상은 화강암에 풍부하게 포함되어 있는 사장석류의 용해작용에 기인하기 때문인 것으로 보인다. 대보화강암 지역에서는 $Ca-HCO_3(0.84),{\;}Mg-HCO_3(0.81),{\;}SiO_2-Cl(0.74),{\;}Na-HCO_3(0.70)$ 등이 비교적 높은 상관관계를 보이며, 불국사화강암 지역의 경우 K-Mg(0.93), $K-HCO_3(0.92)$, Mg-Cl(0.92), $Cl-HCO_3(0.91)$, K-F(0.90) 등이 다소 높은 상관관계를 보인다. 실리카 상들을 제외한다면 대부분의 지하수는 방해석의 포화도에 가장 근접한 상태를 보여 주며 돌로마이트, 석고, 형석에 대하여는 불포화정도가 다소 큼을 나타낸다. 실리카의 활동도가 증가하는 동안 K, Na같은 알칼리원소의 활동도와 pH는 크게 증가하지 않았는데 이는 장석류로부터의 용해작용 이외에 석영과 같은 실리카상들의 용해작용에 의하여 규산이 어느 정도 공급되었음을 의미한다. 전반적으로 보아 화강암 지역의 지하수가 암석내에 가장 풍부하게 존재 하는 장석류에 대하여 아직도 불포화 상태에 있기 때문에 pH의 증가와 함께 장석류와의 반응이 계속 진행될 수 있을 것으로 예상된다.

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별업(別業) '유회당' 원림 하거원(何去園)의 의미경관 해석과 환경설계기법 (A Study on the Meaning Landscape and Environmental Design Techniques of Yoohoedang Garden(Hageowon : 何去園) of Byulup(別業) Type Byulseo(別墅))

  • 신상섭;김현욱
    • 헤리티지:역사와 과학
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    • 제46권2호
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    • pp.46-69
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    • 2013
  • 권이진(1668~1734)의 문집(유회당집)에 수록된 기문에 근거하여 별업형 별서 유회당 원림(하거원)의 의미경관과 환경설계기법을 추적하였는바, 첫째, 유회당 권이진은 대전 보문산 남쪽 무수동 마을 뒷동산 일대에 20여 년 동안 3단계에 걸쳐 선묘, 별업, 원림, 강학처 등 별업형 별서원림을 조성했다. 즉, 초창기 마을 뒷동산에 부친의 묘를 자리 잡아 별업(유회당)을 조성했고, 중반기에 연못(납오지), 원림(반환원), 선묘를 보호하고 후손의 강학을 위한 여경암과 거업재 등을 조성했으며, 후반기에 유회당을 증축하고, 동쪽 영역을 확충하여 하거원 원림을 완성했다. 둘째, 풍수적 입지 체계하의 무수동 마을에 자리 잡은 유회당 별업은 본제 살림집(안동 권씨 종가), 별업(유회당), 선묘소, 하거원(원림), 여경암(강학처) 등 별업형 별서가 갖추어야 할 공간요소를 모두 포함하고 있는 대표적 사례라 하겠다. 셋째, 유불선(儒佛仙)에 기반한 의미경관 요소가 작용되었는데, (1) 부모님 추모, (2) 가문 화합, (3) 절개, (4) 덕, (5) 고매한 인간 염원, (6) 상서로움, (7) 은일자의 삶, (8) 가문 번영과 학문 발전, (9) 선조의 은혜, (10) 선경세계, (11) 묘역보존, (12) 불로장생의 염원 등을 들 수 있다. 넷째, 선영 묘역을 조성한 후 13년에 걸쳐 조성한 하거원은 계류를 따라 3개의 연못이 어우러진 수경원을 조성했으며, 5개의 대(臺)와 3곳의 대숲, 그리고 석가산 등을 갖추어 선경의 이상세계를 구축하였다. 다섯째, 소나무, 단풍, 철쭉, 진달래, 감나무, 대나무, 버드나무, 석류, 사계화, 산당화, 왜철쭉, 복숭아, 연꽃, 국화, 작약, 모란, 장미, 벽오동, 무궁화, 배롱나무, 자두와 살구, 매화, 반송, 잣나무, 회양목, 단내 등 수 많은 조경식물종을 도입하여 시정(詩情)을 통한 낭만성, 의인화를 통한 상징성과 이상향 표출, 사계절 경색을 고려한 다양성 등을 꾀하였다. 여섯째, 경관석의 활용은 자연암석을 그대로 이용하는 진경(眞景)기법, 수경요소와 연계, 석연지와 화계 등을 이용한 점경물 기법, 의미경관의 진수를 보여주는 축경형 석가산기법 등을 들 수 있다. 그리고 수경관의 특징은 자연계류와 지형조건(동쪽계곡)을 고려한 물의 적극적 활용, 계류를 따라 원림의 각 공간을 리듬감 있게 물길로 연계하는 생태적 코리도 역할, 활수담, 몽정, 호수와 복수 등 철학적 가치를 연계시킨 의미경관의 대입, 물성을 이용한 청각과 시각 등 이목구비(耳目口鼻)의 오감만족 체험 공간화 등을 들 수 있다.