• 한국광물학회지
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• 제24권4호
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• pp.313-320
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• 2011

강원도 태백지역에 분포하는 만항층 셰일의 운모류 층상규산염광물입자에 대한 EPMA 및 TEM 연구를 수행하였다. EPMA 분석에 의한 만항층 셰일 내 운모류 층상규산염광물의 평균 화학식은 $K_{1.35}(Fe_{0.18}Mg_{0.03}Al_{3.86})(Si_{6.55}Al_{1.45})O_{20}(OH)_4$이며, 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 $10{\AA}$의 백운모와 $9.3{\AA}$의 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.

• 한국광물학회지
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• 제25권1호
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• pp.1-8
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• 2012

경북 문경지역의 사동층과 고방산층 셰일에서 산출되는 클로리토이드와 white mica에 대한 연구를 수행하여, 사동층과 고방산층이 경험한 변성환경을 규명하였다. 사동층 셰일에서는 두 종류의 white mica가 산출되는데, 백운모 성분이 우세한 white mica ($Mu_{76.1}Pa_{18.1}Ma_{5.8}$)와 마가라이트가 우세한 white mica가 산출된다($Ma_{52.9}Mu_{31.6}Pa_{15.5}$). 이들 white mica는 각각 Na 성분이 풍부한 일라이트의 속성작용과 일라이트에서 분리된 파이로필라이트가 방해석과 반응하여 생성된 것으로 판단된다. 고방산층 셰일의 경우, 클로리토이드가 백운모, 파이로필라이트, 녹니석과 함께 산출되며, 클로리토이드는 파이로필라이트와 녹니석의 반응에 의해 생성된 것으로 보인다. White mica가 $200^{\circ}C$ 이상의 온도에서 생성되는 점과 클로리토이드-파이로필라이트-녹니석 조합이 $280^{\circ}C$ 이하에서 안정되는 점을 감안할 때, 문경지역 사동층과 고방산층은 저온의 변성작용(anchizone)을 경험한 것으로 판단된다.

• 한국광물학회지
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• 제26권1호
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• pp.55-64
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• 2013

충남 부여군 홍산면 일대의 백운사층 셰일에서 산출되는 운모류 광물(혼합상 백운모)과 십자석에 대한 EPMA 연구를 수행하여, 혼합상 백운모와 십자석 생성 과정과의 관계 및 백운사층 셰일의 변성환경을 규명하고자 하였다. 암석에서 산출되는 운모류 광물의 평균 화학조성은 $(K_{1.11}Na_{0.26}Ca_{0.04})(Al_{3.93}Fe_{0.21}Mg_{0.07})(Si_{6.08}Al_{1.92})O_{20}(OH)_4$로 층간 양이온 함량이 낮으며(1.41) 팔면체 자리에 Fe, Mg를 함유한 일라이트, 즉 백운모/파이로필라이트/녹니석 혼합상($Mu_{70.5}Py_{23.5}Ch_{6.0}$)의 화학조성을 보인다. 한편 십자석은 암석 내에서 혼합상 백운모, 단일 결정의 파이로필라이트 및 알루미늄 규산염 광물과 함께 산출되는데, 이들 중 파이로필라이트가 십자석 생성에 참여한 것으로 판단된다. 혼합상 백운모에서 분리된 파이로필라이트와 녹니석이 반응하여 클로리토이드를 형성한 이후, 변성도가 증가하면서 파이로필라이트와 클로리토이드가 반응하여 십자석이 생성된 것으로 보이며, 이때 클로리토이드는 모두 소모되어 암석 내에서 관찰되지 않는 것으로 판단된다. 결국 일라이트가 백운모로 전이되는 과정에서 형성되는 혼합상 백운모는 십자석 생성에 필요한 광물을 공급하는 중요한 역할을 하는 것으로 보인다. 이 반응이 $300^{\circ}C$ 이상에서 일어나는 점과 혼합상 백운모에서 분리된 파이로필라이트가 약 $350^{\circ}C$에서 알루미늄 규산염 광물로 전이되는 점을 감안할 때, 백운사층 셰일은 $300{\sim}350^{\circ}C$의 변성환경을 경험한 것으로 판단된다.

• 한국광물학회지
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• 제25권3호
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• pp.143-153
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• 2012

강원도 삼척시 석개재에서 산출되는 직운산층 셰일의 운모류 광물(일라이트)에 대한 EPMA 연구를 수행하였다. 정량분석으로 계산된 운모류 광물의 평균 화학식은 $(K_{1.17}Na_{0.04}Ca_{0.01})(Al_{2.80}Mg_{1.17}Fe_{0.78})(Si_{6.34}Al_{1.66})O_{20}(OH)_4$로, 소위 일라이트에 해당되는 화학조성을 보인다. 낮은 층간 양이온 값과 팔면체 자리의 높은 Mg, Fe값으로 보아 일라이트는 백운모, 파이로필라이트 및 녹니석의 혼합상으로 판단된다. 이 연구에서 분석된 일라이트에 해당되는 화학식을 각각의 구성광물로 분리하였고, 그 분리 방법을 새로이 고안하여 제시하였다. 일라이트의 화학식으로부터 K(Na, Ca 포함)를 기준으로 백운모의 함량을, Mg+Fe로부터 녹니석의 함량을 추산하고 나머지를 파이로필라이트로 간주하였다. 파이로필라이트는 이상화학식을, 녹니석은 평균 분석값을 사용하여 일라이트의 분석값에서 빼면, 나머지는 백운모의 화학식이 되는데 이는 원칙적으로 백운모의 이상화학식이 된다. 이 연구에서 분석한 운모류 광물의 평균 분석값을 이 방법으로 분리하면 백운모 61%, 녹니석 27.3%, 파이로필라이트 11.7%로 되며, 여기에서 계산된 백운모의 화학식은 $(K,Na,Ca)_{2.00}Al_{3.69}(Si_{6.75}Al_{1.25})O_{20}(OH)_4$이다. 이 백운모의 화학식은 대체로 낮은 Al값을 보이나 암석의 낮은 Al 함량과 녹니석 화학조성의 불확실성을 감안할 때 대체로 합리적인 것으로 간주되며, 이는 또한 이 연구에서 제시한 분리 방법이 합당하다는 것을 뒷받침한다.

• 한국암석학회:학술대회논문집
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• 한국암석회.한국광물학회 2009년도 공동학술발표회 논문집
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• pp.15-17
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• 2009

• 암석학회지
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• 제7권2호
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• pp.132-145
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• 1998

삼척탄전 장성일대에 분포하는 하부페름기 장성층은 사암, 셰일, 탄질 셰일, 및 석탄층이 교호하는 함탄쇄설성 윤회층이다. 이들 장성윤회층내의 사암에 대한 광물조성과 속성상의 연구를 통해 장성층 사암내 속성작용을 이해하기 위한 퇴적암석학적 연구가 시행되었다. 장성윤회층 사암은 60%의 석영(대부분 단결정질 석영)과 36%의 기질 및 교질물로 구성되며, 소량(<4%)의 장석, 암편 및 부수광물이 나타난다. 주요 구성광물로서 단결정질 석영과 기질 및 교결물로서 점토광물이 높은 함량을 차지함으로써, 장성층 사암은 석영질 기질 사암으로 분류되며, 일부 암편질 사암이 나타나기도 한다. 또, 장성층 사암에는 다짐작용, 석영과성장 및 점토광물(일라이트, 카올리나이트 및 녹니석)에 의한 교결화작용, 주요 구성광물의 용해 및 2차 공극 형성, 파이로필라이트의 침전 등을 포함하는 일련의 속성광물공생이 관찰된다. 이러한 속성광물공생은 장성사암의 주요구성광물과 지층수 사이에 일어났던 유기 및 무기 기원물의 상호 반응이 만들어낸 결과로 이해될 수 있다. 즉, 장성층 사암과 교호하는 탄질 셰일 및 셰일층의 속성작용으로부터 생성된 Si, Al 및 유기산은 셰일수와 함께 사암층내로 이동됨으로써 사암내 지층수를 변화시켰으며 이들 지층수는 사암의 주요구성광물과의 반응으로 사암내 석영과성장 및 카올리나이트, 일라이트 등의 자생 점토광물을 침전시켰다. 또, 파일로필라이트의 형성은 유기-무기 상호반응과 직접적인 관련은 없지만, 장성층 사암내 구성광물과 유기산 및 $CO_2$의 반응은 2차 공극을 발달시키고 외부로부터 실리카 풍부한 용액의 유입을 용이하게 함으로써 파이로필라이트의 형성에 간접적인 영향을 준 것으로 판단된다.암류의 암상과 연대, 그리고 동위원소적 특징은 서남 일본 산인 벨트에 분포하는 화강암의 특징과 잘 일치한다. 4) 온정리 화강암의 Sr-Nd 동위원소비는 경상분지와 서남일본 내대에 분포하는 백악기 이후 암체 중 비교적 초생적인 영역에 해당된다.법별로는 돼지고기를 볶기 ($150{\pm}7^{\circ}C$, 3분) 한 결과 균수는 $10^{6}\;CFU/g$ 수준으로 초기보다 약간 감소하였다. 삶기(20분) 한 결과 $60^{\circ}C$에서는 초기와 같은 $10^{7}\;CFU/g$ 수준, $63^{\circ}C$에서는 $10^{6}\;CFU/g$ 수준으로 볶기에서의 균수와 같게 나타났으며, $65^{\circ}C$에서는 $10^{4}\;CFU/g$ 으로 감소하였다. S. typhimurium에 오염된 돼지고기를 위와 같이 볶은것($10^{6}\;CFU/g$)을 사용하여 잡채를 만든 결과 (소요시간 :10{\pm}2분)균수가 $10^{7}\;CFU/g$으로 증가하여 Salmonella 식중독의 발생 위험성이 더욱 커진 것으로 나타났다. 이러한 결과로 볼 때 돼지고기에서는 S. typhimurium의 증식은 조리과정에 의하여 영향을 받는 것을 알 수 있다. 식중독을 야기할 수 있는 수준으로 오염된 돼지고기를 조리할 때에는 $65^{\circ}C$에서 20분 이상 삶아야만 식중독 발생 예방이 가능한 것으로 사려되었다. 또한 이상과 같은 결과로부터 이 잡채에 대한 위해분석(HA)에서 원재료 고기의 초기

• 한국광물학회지
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• 제15권2호
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• pp.122-131
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• 2002

옥천대 변성 이질암에 분포하는 백운모, 녹니석 및 흑운모는 각기 다른 크기에서 intergrowth와 interlayer 된 것을 전자현미분석(EPMA) 배면 산란 전자상(BEI) 관찰 및 투과 전자현미경(TEM)을 이용한 lattice fringe 상 관찰을 통한 연구에서 밝혔다. 이들 세 광물은 편광현미경 관찰에서도 intergrow된 것이 관찰되며 EPMA 분해능 이하의 크기에서는 interlayer된 것으로 보인다. 다시 말하면, EPMA 분석 자료는 흔히 백운모/녹니석(M/C), 흑운모/녹니 석(B/C), 백운모/파이로필라이트/녹니석(M/Py/C), 흑운모/파이로필라이트/녹니석(B/Py/C) 또는 흑운모/백운모/녹니석(B/M/C)과 같이 두 개 이상의 phyllosilicate 광물의 혼합 형태로 나타난다. BEI 관찰에서는 세 광물(백운모, 녹니석 및 흑운모)이 하나의 입자 안에서 다양한 크기로 섞여 있는 것으로 나타나며, TEM lattice fringe 상 관찰과 제한 시야 전자 회절상 관찰에 의하면 이들 세 광물 사이의 interlayering은 석류석대 변성암에서까지 관찰된다. TEM 관찰 결과 녹니석대 변성암에서는 M/C와 함께 7-$\AA$ layer(사문석, 녹니석의 전신)가 -$10\AA$ layer(백운모) 내에 100~200 $\AA$ 크기로 inter-layer된 것이 밝혀졌다. 흑운모대 변성암으로 가면 7-$\AA$ layer는 크기와 발견 횟수가 감소하고 10-$\AA$ layer는 녹니석(14 $\AA$)과 개별 layer 수준에서 interlayer된다. 석류석대 변성암에서는 7-$\AA$ layer는 더 이상 관찰되지 않으며 10-$\AA$ layer(흑운모)가 녹니석과 50~100 $\AA$ 크기로 interlayer된다.(BEI, TEM). 석류석대 변성암에서는 비교적 큰 크기(1000~2000 $\AA$)의 intergrowth가 흔히 관찰된다. 그러나 세 개의 변성대 암석은 모두 TEM 관찰에서 7-, 10-, 또는 14-$\AA$ layer들이 몇 개의 layer 단위에서 서로 interlayer된 것을 보여준다. 이와 같은 결과는 백운모, 녹니석 및 흑운모와 같은 변성 광물들이 비평형 광물 반응으로 만들어 졌으며 그 결과 불균질한 광물로 되었다는 것을 암시한다.

• 한국광물학회지
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• 제27권4호
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• pp.271-281
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• 2014

점토광물의 물리화학적 특성에 대한 분자 또는 원자 스케일의 연구 중요성이 강조되고 있다. 그러나 실험만으로는 광물의 미시적 현상을 이해하기 어려운 경우가 많다. 특히 2:1 점토광물 팔면체에 존재하는 수산기(hydroxyl)가 금속 양이온 흡착과정에 큰 역할을 한다는 가정은 X-ray를 이용하는 실험만으로는 명확하게 테스트하기 어렵다. 이번 논문에서는 점토광물 내의 수산기 연구에 대한 전산광물학(computational mineralogy) 이용 가능성에 대하여 조사하였다. 점토광물의 기본구조인 팔면체 층만으로 구성된 광물, 1:1 구조를 갖는 광물, 2:1 구조를 갖는 광물 중 대표적인 이팔면체 및 삼팔면체 층상규산염 광물을 선별하여 구조최적화를 실시하였다. 분자역학적(molecular mechanics) 계산과 양자역학적(quantum mechanical) 계산 모두 실험값의 격자상수(lattice parameters)를 잘 재현할 수 있었다. 그러나, 사면체층과 팔면체의 구조적 뒤틀림(structural distortion) 등 광물 내부구조를 기존 실험결과와 비교했을 때, 양자역학적 계산결과가 분자역학적 방법을 이용한 결과 보다 더 낮은 오차를 보였다. 파이로필라이트(pyrophyllite) 수산기가 (001)면과 이루는 각은, 수산기의 H(proton)과 사면체의 Si 양이온 간의 척력으로 결정되는데, 양자역학적 방법은 약 $25-26^{\circ}$로 예측하였고, 분자역학적 방법은 약 $35^{\circ}$ 정도로 양자역학계산 결과와 무려 $10^{\circ}$의 큰 차이를 보였다. 전산광물학은 점토광물 구조연구에 신뢰성이 매우 높은 연구방법으로 양이온 흡착과정 중 수산기의 역할 규명에 사용될 수 있다.

• 한국광물학회지
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• 제29권4호
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• pp.209-220
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• 2016

점토광물은 대기부터 지하수에 이르는 크리티컬존(critical zone) 영역에서 금속과 탄소 순환을 결정짓는 역할을 한다. 계산광물학 연구방법 중에 하나인 분자동역학(molecular dynamics) 시뮬레이션은 지구물질을 원자단위로 계산하기 때문에, 점토광물의 물리화학적 현상들에 대해 원자수준의 자세한 정보를 제공할 수 있다. 이번 연구에서는 clayFF 힘 장(force field)을 사용한 분자동역학 시뮬레이션을 이팔면체 점토광물인 깁사이트(gibbsite, $Al(OH)_3$), 카올리나이트(kaolinite, $Al_2Si_2O_5(OH)_4$), 파이로필라이트(pyrophyllite, $Al_2Si_4O_{10}(OH)_2$)에 적용하여 300 K, 1기압조건에서 각 광물이 가지는 격자상수와 원자간 거리를 계산하고 실험결과와 비교하였다. 더불어 수산기의 방향성 및 수소결합의 양상 그리고 파워스펙트럼(power spectrum)을 추가적으로 계산하였다. 계산 결과, 격자상수는 기존의 실험결과와 약 0.1~3.7% 미만의 오차율을 보였으며, 원자간 거리는 실험결과와 약 5% 미만의 차이를 가졌다. 깁사이트나 카올리나이트의 팔면체층 표면에 존재하는 수산기가 가지는 신축진동파수(stretching vibrational wavenumber)는 실험값 보다 약 $200-300cm^{-1}$ 높게 계산되었지만, 팔면체층 표면에 존재하는 수산기들의 상대적 크기의 경향은 기존 실험 결과와 일치하였다. 팔면체층 표면의 수산기가 (001)면과 이루는 각도도 기존 실험결과와 상당부분 일치한 반면에 내부 수산기의 경우는 다소 차이를 보였다. ClayFF를 사용한 분자동역학 시뮬레이션 연구 방법은 이팔면체 점토광물 표면 내(층간) 금속이온 흡착에 대한 수산기의 역할을 규명하는데 유용한 연구방법이 될 수 있음을 시사한다.