• 대한자원환경지질학회:학술대회논문집
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• 대한자원환경지질학회 2003년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.325-329
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• 2003

일반적으로 스멕타이트는 온도, 시간, 공극수 내 K 함량 등이 증가하면서 일라이트화 작용을 통하여 일라이트-스멕타이트 혼합층광물(I-S)로 전이된다. 따라서, 벤토나이트(주로 스멕타이트질 광물로 구성된 화산쇄설물의 변질산물)는 지질환경에 따라 스멕타이트 또는 다양한 혼합층비를 갖는 I-S를 함유하게 된다. 이러한 벤토나이트 내 스멕타이트와 일라이트의 혼합층비는 팽창성(expandability)으로 정량화할 수 있다. (중략)

• 자원환경지질
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• 제28권4호
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• pp.327-335
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• 1995

카나다 극지의 보포트-맥켄지 (Beaufort-Mackenzie) 분지에 분포하는 일라이트/스멕타이트 (illite/smectite)에 대한 광물학적 특성 연구가 육상 및 대륙붕의 석유시추공으로부터 215개 코아와 파쇄시료를 대상으로 수행되었다. 보포트-맥켄지 분지의 일라이트/스멕타이트는 구성층의 배열 양상에 따라 불규칙, R1-배열, R>1-배열, 불규칙과 R1-배열의 혼합으로 구분된다. 불규칙과 규칙적인 배열의 혼합 양상을 보이는 일라이트/스멕타이트는 불규칙으로부터 R1-배열로 변화하는 전이대에서 나타나는데 혼합층의 배열이 규칙화하는 과정에서 불안정하게 나타나는 준안정상으로 해석된다. 불규칙과 규칙 배열을 갖는 일라이트/스멕타이트가 함께 나타나는 현상은 느린 화학반응에서 흔히 관찰되는 반응물과 생성물이 공존하는 현상과 일맥 상통한다. K-포화 실험결과는 일라이트/스멕타이트 내의 스멕타이트층의 층전하가 다양함을 보여준다. 높은 층전하의 스멕타이트층은 K-포화시 준 일라이트층으로 변한다. K-포화는 일라이트/스멕타이트의 구성비와 배열을 변화시키는데 이는 자연에서의 일라이트화 현상도 기존 격자결합의 교란이 없이 일어날 수 있다는 것을 의미한다.

• 한국광물학회지
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• 제19권4호
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• pp.221-229
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• 2006

일본의 제3기 해성 퇴적분지 석유탐사 시추공에서 회수된 이질암에서 산출되는 일라이트-스멕타이트 혼합층 점토광물에 대하여 광물학적 및 화학적 연구를 수행하였다. X-선회절분석에 의하면 매몰심 도가 증가함에 따라 일라이트-스멕타이트 혼합층 광물을 구성하는 스멕타이트 성분층은 감소하고 일라이트 성분층은 증가한다. 또한 매몰심도 4,000 m에서 불규칙배열의 일라이트-스멕타이트 혼합층광물은 규칙배열(R=1)의 일라이트-스멕타이트 혼합층 광물로 변화한다. 이 매몰심도는 약 $100^{\circ}C$의 매몰온도를 지시하며 유기물분석 결과와 잘 일치되고 있다. 그러나 현재의 지온구배를 고려할 때 $100^{\circ}C$의 매몰온도는 3,000 m이다. 이와 같은 차이는 약 2,500 m에 존재하는 역단층에 의하여 일부 지층이 중복되고 더욱 매몰되었기 때문에 발생한 것으로 해석된다. 화학분석에 의하면 매몰심도가 증가함에 따라 일라이트-스멕타이트의 Si 성분은 감소하고 Al과 K성분은 증가한다. 이것은 일라이트-스멕타이트의 사면체층에서 Si를 Al이 교대함에 따라 사면체층에서 발생하는 전하량을 보완하기 위하여 사면체 층간에 K이 유입되는 것을 시사한다. 이 반응에 필요한 K은 K장석과 운모류에서 유입되었을 것으로 생각된다.

• 한국광물학회:학술대회논문집
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• 한국광물학회.한국암석학회 2003년도 공동학술발표회 논문집
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• pp.10-10
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• 2003

일라이트-스멕타이트 혼합층광물(I-S)은 열역학적으로 상호 대립적인 두 가지 모델로 이해되고 있다. 첫째, MacEwan 결정자 모델은 I-S를 5-20개의 스멕타이트와 일라이트 층으로 구성된 결정자로 해석한다. 이러한 모델은 분산과 재응집 과정을 기초로 하는 X-선 회절분석(XRD)에서 기인한 것으로 Reynolds의 XRD 모델과 동일하다. 둘째, 기본입자 모델은 I-S를 물리적으로 분리될 수 있는 최소 입자인 기본입자가 $c^{*-}$축 방향으로 응집된 응집체로 해석한다. 이러한 모델은 분산 과정을 기초로 하는 주사전자현미경(TEM) 관찰에서 기인한 모델이다. 강일모 등(2002)은 이 두 가지 모델을 비교함으로써 1< $N_{F}$<100/% $S_{XRD}$ ( $N_{F}$=평균 기본입자 층개수, %$S_{XRD}$=XRD 분석을 통하여 측정된 팽창성)을 도출하였다. 이 식은 기본입자모델과 Eberl & Srodon(1988)이 제시한 최대 팽창성(%$S_{MAX}$)을 동시에 해석할 수 있게 해준다. %$S_{MAX}$는 XRD 모델에서는 고려하지 않는 I-S 결정자 상$\cdot$하부에 존재하는 두 개의 0.5nm 규산염층을 하나의 스멕타이트 층으로 간주하여 얻어진 팽창성이다. Srodon et al.(1992)은 %$S_{MAX}$=100/ $N_{F}$을 제시하였으며, 강일모 등(2002)은 %$S_{MAX}$는 기하학적으로 기본입자가 무한적층을 하였을 때 관찰되는 %$S_{XRD}$와 동일함을 밝힌 바 있다. 만약, XRD 분석을 위한 시료 준비과정에서 I-S 결정자가 분산되었다가 재응집을 한다면, XRD에서 관찰되는 결과는 일차적으로 기본입자의 적층성에 영향을 받게 된다. 따라서, 기본 입자의 적층성은 XRD 분석을 이용하여 I-S 구조를 해석하는데 매우 중요한 요인이다. 본 연구는 기본입자의 적층성을 정량화하기 위해 %$S_{XRD}$=A/ $N_{F}$ (0$S_{MAX}$=100/ $N_{F}$로부터 얼마나 벗어나 있는가는 지시해 준다 금성산화산암복합체에서 산출되는 11개 I-S 시료와 14개의 Drits et al.(1998) 자료로부터 1nA=-0.14 $N_{F}$+4.7의 실험식을 도출할 수 있었으며, 기본입자의 적층성은 일차적으로 기본입자의 두께에 의해 영향을 받는 것으로 관찰되었다. Nadeau(1985)는 기본입자두께분포로부터 I-S 결정자의 팽창성을 측정하기 위하여 Ps=$\Sigma$p(N)/N을 제시하였다(Ps=스멕타이트 층 비율, N=기본 입자 층개수, p(N)=N의 확율). 그러나 위식은 실질적으로 %$S_{MAX}$를 제공해주기 때문에 %$S_{XRD}$를 유추하는데는 부적합하다. 본 연구는 이를 변형하여 Ps=$\Sigma$p(N)A(N)/N을 제시하였다(A(N)=N에 대한 A값). 위의 실험식을 사용하여 헝가리산 Zempleni 시료(15%$S_{XRD}$)의 기본입자분포로부터 %$S_{XRD}$를 계산한 결과, 16%$S_{XRD}$의 결과값을 얻을 수 있었다. 따라서, 본 연구에서 도출한 관계식들이 유효함을 확인할 수 있었다.계식들이 유효함을 확인할 수 있었다.

• 한국광물학회지
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• 제15권2호
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• pp.95-103
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• 2002

본 연구는 일라이트-스멕타이트 혼합층광물(I-S)의 구조를 MacEwan 결정자 모델과 기본입자 모델을 통하여 살펴봄으로써, 팽창성(% $S_{XRD}$), MacEwan 결정자두께( $N_{CSD}$), 평균기본입자두께( $N_{F}$ ) 간의 관계를 정량적으로 해석하고자 하였다. 두 모델에 대한 비교를 통하여, % $S_{XRD}$, $N_{CSD}$, $N_{F}$ 는 서로 독립된 변수들이 아니고 I-S 구조 내에서 특정한 기하학적 관계를 가지고 있음을 알 수 있었다. % $S_{XRD}$는 단범위적층효과에 의해 $N_{CSD}$에 영향을 받고, $N_{F}$ 및 스멕타이트 층간개수( $N_{S}$ )와 $N_{s}$ =( $N_{F-}$1)/(100%/% $S_{XRD-}$ $N_{F}$ ) 관계가 성립함을 알 수 있었다. 특히, 이 관계로부터 % $S_{XRD}$와 $N_{F}$ 는 물리적으로 제한된 조건인 1< $N_{F}$ <100%/ % $S_{XRD}$를 만족해야 한다는 결과를 도출할 수 있었다. 본 연구는 이러한 물리적 제한조건을 이용하여, % $S_{XRD}$, $N_{F}$ , $N_{s}$ , 질서도 등을 종합적으로 해석하는데 유용할 것으로 사료되는 다이어그램을 제시하였으며, 금성산화 산암복합체에서 산출되는 I-S에 대한 XRD 자료를 이용하여, 이를 검증하였다. 또한, 자연상 I-S는 % $S_{XRD}$가 감소할수록, $N_{F}$ 는 물리적 상한조건인 $N_{F}$ =100%/% $S_{XRD}$에서 점차 멀어지게 됨을 알 수 있었으며, 이러한 결과는 기본입자가 두꺼워질수록 적층능력이 감소하는 것에서 기인한 것으로 사료된다.다.하는 것에서 기인한 것으로 사료된다.다.

• 자원환경지질
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• 제45권2호
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• pp.71-78
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• 2012

일라이트-스멕타이트 혼합층광물(I-S)은 속성작용과 열수변질작용에 의해 생성되는 자생광물로 온도와 칼륨이온 농도가 증가할수록 일라이트가 증가하는 I-S 상으로 전이하기 때문에 에너지 및 광물자원탐사분야에서 지온계와 연대측정계로 널리 활용되고 있다. 일반적으로 I-S 층상구조를 이루고 있는 규산염층의 개수가 한정적이기 때문에 (보통 5 ~ 15개) 팽창도라 부르는 스멕타이트 함량(%S)이 이론치보다 낮게 나타나는 특징이 있다(이를 단범위적층효과라 함). 본 연구에서는 기본입자(I-S 결정자를 물리적으로 분리하였을 때 관찰되는 최소 단위체)가 면대면(face-to-face)으로 쌓여 I-S 층상구조를 이룬다는 기본입자모델을 적용하여 적층정도에 따른 팽창도 차이로부터 단범위적층효과를 정량화하고자 하였다(${\Delta}%S=%S_{Max}-%S_{XRD}$; $%S_{Max}$ = 기본입자가 무한적층을 하였을 때 팽창도, $%S_{XRD}$ = 기본입자가 제한적층을 하였을 때 팽창도로 통상 X-선 회절분석을 이용하여 측정함). 본 연구를 위하여 금성산화산암복합체(경북 의성)에서 산출되는 11개 I-S 시료로부터 1 ${\mu}m$ 이하 입도를 분리하여 $%S_{XRD}$와 평균부합성산란두께(average coherent scattering thickness)를 측정하였으며 이 두 값을 활용하여 평균기본입자두께($N_f$)와 $%S_{Max}$를 유도하였다. 연구결과, 팽창도가 20 $%S_{XRD}$ 지점에서 단범위적층효과가 최대로 발생하는 것을 관찰할 수 있었으며 이는 대략적으로 평균 3개의 규산염층으로 구성된 기본입자($N_f{\approx}3$)가 쌓여 I-S 층상구조를 이루고 있는 경우에 해당하였다. Kang et al.(2002)의 $%S_{XRD}$와 $N_f$ 다어그램을 이용하여 각 질서도(Reichweite)에 대한 $%S_{XRD}$ 범위를 유추해본 결과, 단범위적층효과로 인하여 $%S_{XRD}$값의 범위가 적층확률(junction probability)을 통하여 유도한 이론치보다 더 낮은 쪽으로 이동하는 현상을 관찰할 수 있었다. 또한, I-S 층상구조를 구성하는 기본입자의 두께가 I-S 질서도를 결정하는 주요 인자임을 재확인할 수 있었다.

• 자원환경지질
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• 제36권1호
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• pp.1-8
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• 2003

본 연구는 X-선분말회절(XRD)을 이용하여 감포와 연일에서 산출되는 벤토나이트에 대한 팽창성과 부합성산란영역크기(CSDs)를 측정하고, 이를 세계표준 벤토나이트(SAz-1, STx-1, SWy-2사 비교해 보고자 하였다. 에틸렌글리콜(EG)포화 시료에서 측정한 001 피크의 저각도 쪽 굴곡과 001 피크의 강도비(saddle/001 강도비)를 이용하여 감포와 연일 벤토나이트의 팽창성을 측정한 결과, 77-100% S$_{XRD}$를 보였으며, GP-56을 제외한 대부분은 무질서형 일라이트-스멕타이트 혼합층광물(RO I-S)로 구성되어 있었다. BWA(Bertaut-Warren-Averbach) 방법으로 CSDs를 측정한 결과, EG-포화시료의 001 피크는 혼합층에 의한 피크의 변형(Mering의 제 1 원칙)이 관찰되었으며, CSDs측정에 부적절하였다. 반면에, 300^{\circ}C$ 열-처리 시료의 001 피크는 혼합층에 의한 변형이 발생하지 않았으며 CSDs측정에 적합하였다. 열-처리 시료로부터 측정한 감포와 연일 벤토나이트의 평균 CSDs는 3.8-5.4층간으로 측정되었으며, 세계표준 벤토나이트와 비교하였을 때, CSDs 분포는 곤잘레스(STx-1)와 와이오밍(SWy-2) 벤토나이트와 유사하였다

• 한국광물학회지
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• 제5권2호
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• pp.79-92
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• 1992

열수기원의 싸리산점토광상이 여주지역의 매우 심하게 풍화된 복운모화강암내에서 발견된다. 싸리산광산에서 산출하는 점토광석은 주로 일라이트와 몬모릴로나이트로 이루어져 있으며 이외에 구조적으로 무질서한 카올리나이트, 버미클라이트, 드물게 혼합층상광물 등이 소량으로 산출된다. 이들 점토광석에 대한 연구를 위하여 X선회절분석, 적외선흡수분광분석, 전자현미경관찰, 열분석 및 화학분석 등을 실시하였다. 일라이트는 순수한 일라이트, 혹은 대부분 일라이트층으로 이루어진 혼합층상광물로서 산출한다. 1M과 $2M_1$의 두가지 다형이 있으며 이들은 백운모에 비하여 낮은 격자내 전하(단위 화학식당 0.768-0.926), 낮은 $K^+$함량 (단위 화학식당 0.741-0.902), 높은 Si/Al 비 (1.154-1.293) 로 특징지워진다. 몬모릴로나이트는 높은 전하를 가지며, 경우에 따라서는 80-98% 스멕타이트층으로 이루어진, 불규칙한 혼합층상광물로 산출하기도 한다. 일라이트와 몬모릴로나이트와 같은 점토광물은 주로 열수변질작용에 의하여 생성되었을 것이다. 이 열수변질작용은 두 시기에 걸쳐서 일어난 것으로 보인다. 초기에는 일라이트를 생성시켰고, 후기에는 몬모릴로나이트를 생성시켰다. 구조적으로 무질서한 카올리나이트와 버미큘라이트는 각각 사장석과 흑운모의 풍화산물이다.