• 헤리티지:역사와 과학
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• 제53권3호
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• pp.244-257
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• 2020

국보 제331호 창덕궁 이문원 측우대는 제작 연대를 알 수 있어 문화유산으로서 가치가 높다. 그러나 국가지정 측우대에 대한 과학적 조사는 부족한 실정이며, 보다 정밀한 분석과 보존과학적 고찰이 요구된다. 따라서 문화재의 특성을 고려하여 정밀 육안 관찰을 통한 암석기재적 특징 조사, 휴대용 X-선 형광 분석, 전암대자율, 감마스펙트로미터 등의 비파괴 분석을 수행하였다. 창덕궁 이문원 측우대의 암석기재적 특징 분석 결과, 대리암으로 동정되었다. P-XRF 분석 결과를 GSJ Reference Samples(JLs-1, JDo-1)의 측정값과 비교한 결과, 백운암질 대리암으로 판단된다. 국가지정 측우대(국보 제330호 대구 경상감영 측우대, 보물 제843호 관상감 측우대, 보물 제1652호 통영 측우대)에 대하여 동일한 방법으로 분석한 결과, 대구 경상감영 측우대는 반화강암, 관상감 측우대는 중립-조립질 담홍색 흑운모화강암으로 동정되었다. 이와 같은 결과를 바탕으로 창덕궁 이문원 측우대의 구성 암석이 유일하게 대리암으로 제작되었음을 확인하였다. 또한 선행 연구 사례를 참고할 때, 경복궁 근정전 품계석 중 동반의 정1품 품계석, 서울 원각사지 십층석탑, 복각천상열차분야지도 각석의 구성 암석은 창덕궁 이문원 측우대와 동일한 재질인 백운암질 대리암으로 확인된다. 조선시대에는 신분에 따라 사용할 수 있는 재료가 구분되므로, 대리암은 시대적인 배경에서 신분적인 특수성을 가지는 재질로 해석된다. 또한 왕실에 의해 제작된 대리암 문화재들이 백운암질 대리암과 연관되는 경향을 고려할 때 특정 암종을 선택적으로 수급하였을 가능성에 대한 심화 연구가 필요하다.

• 한국광물학회지
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• 제26권4호
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• pp.273-283
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• 2013

탄산염질 암석으로 건조된 석조문화재의 산성비에 따른 손상을 예측하기 위하여 백운암질 대리암 시편에 pH 4.0, pH 5.6 및 pH 6.85 인공강우와 인공풍화시험을 적용하였다. 모든 산성도의 강우는 대리암과 반응 후 중성부근으로 변화하였다. 대리암과 반응한 후 모든 산성도의 강우에서 $Ca^{2+}$과 $Mg^{2+}$의 함량이 두 배 이상 증가하였으며 탈이온수에서의 이온함량도 산성수에서와 유사하다. pH 4.0 강우와 반응한 대리암 시편의 무게가 시험 매회 $0.00037kg/m^2$ 감소할 것으로 예측되며, 이는 한계산성비 pH 5.6에 비해 약 1.4배, 중성강우에 비해 약 3.1배, 그리고 인공풍화시험만 거친 시편에 비해서는 3.7배 큰 값이다. 일축압축강도는 pH 4.0 강우에서 시험 매회 $0.2468kg/m^2$가 감소되며 강우에 접하지 않았을 때보다 2배 크다. pH 5.6과 pH 6.85 강우에서는 강도감소율이 각각 0.1791, $0.1280kg/m^2$로 도출되어 강우의 산성도가 강할수록 대리암의 강도는 약화됨이 예측되었다. 강우에 의해 대리암으로부터 이탈된 광물은 백운석과 소량의 방해석이다.

• 자원환경지질
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• 제40권1호
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• pp.1-14
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• 2007

금성광상은 캠브리아기-오르도비스기 조선누층군 중 영월층군의 탄산염암과 쥐라기 제천화강암체와의 남측 경계부를 따라 백운석질 석회암과 석회암의 조성차이를 반영하여 서로 다른 유형의 스카른대가 배태되고 있다. 금성광상에서 스카른화작용은 전반적으로 규산염광물-산화광물-황화광물이 순차적으로 교대-정출되는 특징을 보이고 있으며, 공간적으로 상부 스카른에 배태된 점이성 스카른형 Mo광상과 하부 스카른에 배태된 근지성 스카른과 함께 수반되는 단방향 결정성장조직의 큐폴라형 Mo광상으로 양분된다. 금성광상의 상부 스카른대는 휘수연석${\pm}$자철석${\pm}$적철석과 함께 석회암이 교대된 Ca계열 스카른광물인 석류석+단사휘석+녹렴석+양기석+녹니석${\pm}$규회석${\pm}$사장석${\pm}$베스비아나이트의 광물조합을 보이고 있는 반면, 하부 스카른대는 자철석과 함께 백운석질 석회암이 교대된 Mg계열 스카른광물인 감람석+투휘석+투각섬석+금운모+사문석${\pm}$고니석${\pm}$활석으로 구성되어 있다. Ca계열 및 Mg계열 스카른광물의 공생관계 및 열역학적 자료를 종합적으로 검토한 결과, 전진 스카른 단계 스카른화 작용은 약 0.5kbar, $XCO_2<0.1$의 조건의 약 $500^{\circ}{\sim}400^{\circ}C$ 온도범위에서 진행되었으며, 후퇴 스카른 단계 함수규산염광물의 안정영역은 약 $500^{\circ}{\sim}400^{\circ}C$ 온도범위로 추정된다.

• 광물과 암석
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• 제35권2호
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• pp.83-100
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• 2022

Zhenzigou 연-아연 광상은 중국 동북지역에선 가장 규모가 큰 연-아연 광상 중의 하나로 지체구조상 Jiao Liao Ji belt내 Qingchengzi mineral field에 위치한다. 이 광상의 주변지질은 시생대의 그래뉼라이트(granulite)와 이를 관입한 고원생대의 미그마타이트질 화강암과 고-중원생대의 소딕(sodic) 화강암을 부정합으로 피복한 고원생대의 Liaohe 층군 및 이들을 관입한 중생대의 섬록암과 몬조나이틱 화강암으로 구성된다. 이 광상은 고원생대의 Liaohe 층군내 Langzishan 층 및 Dashiqiao 층내에서 층상 광체 및 맥상 광체로 산출되며 층준규제 퇴적분기형 또는 퇴적분기형 광상에 해당된다. 이 광상에서 산출되는 백색운모는 층상 광체에서만 산출되며 모암의 종류, 변질 정도, 광석광물의 유무 및 광체 형태에 따라 4 가지 형(I 형 백색운모 : 약변질(쇄설성 돌로마이트질 대리암), II 형 백색운모 : 강변질(돌로마이트질 쇄설성 암석), III 형 백색운모 : 층상광체(돌로마이트질 쇄설성 암석), IV 형 백색운모 : 층상 광체(쇄설성 돌로마이트질 대리암))으로 분류된다. I 형 백색운모는 약 변질정도를 갖는 쇄설성 돌로마이트질 대리암내 돌로마이트를 열수교대작용에 의한 돌로마이트화작용에 의해 형성된 돌로마이트와 함께 산출된다. II 형 백색운모는 강 변질정도를 갖는 돌로마이트질쇄설성 암석내 열수교대작용에 의한 칼리장석의 변질물이나 돌로마이트화작용에 의해 형성된 돌로마이트, 철백운석, 석영과 함께 산출된다. III 형 백색운모는 층상 광체를 갖는 돌로마이트질 쇄설성 암석내 열수교대작용에 의한 칼리장석의 변질물이나 돌로마이트화작용에 의해 형성된 철백운석, 방해석, 석영과 함께 산출된다. IV 형 백색운모는 층상 광체를 갖는 쇄설성 돌로마이트질 대리암내 열수교대작용에 의한 칼리장석의 변질물이나 돌로마이트, 석영과 함께 산출된다. 이들 백색운모의 화학조성은 각각 (K_0.92-0.80Na_0.01-0.00Ca_0.02-0.01Ba_0.00Sr_0.01-0.00)_0.95-0.83(Al_1.72-1.57Mg_0.33-0.20Fe_0.01-0.00Mn_0.00Ti_0.02-0.00Cr_0.01-0.00V_0.00Sb_0.02-0.00Ni_0.00Co_0.02-0.00)_1.99-1.90(Si_3.40-3.29Al_0.71-0.60)_4.00O₁₀(OH_2.00-1.83F_0.17-0.00)_2.00, (K_1.03-0.84Na_0.03-0.00Ca_0.08-0.00Ba_0.00Sr_0.01-0.00)_1.08-0.85(Al_1.85-1.65Mg_0.20-0.06Fe_0.10-0.03Mn_0.00Ti_0.05-0.00Cr_0.03-0.00V_0.01-0.00Sb_0.02-0.00Ni_0.00Co_0.03-0.00)_1.99-1.93(Si_3.28-2.99Al_1.01-0.72)_4.00O₁₀(OH_1.96-1.90F_0.10-0.04)_2.00, (K_1.06-0.90Na_0.01-0.00Ca_0.01-0.00Ba_0.00Sr_0.02-0.01)_1.10-0.93(Al_1.93-1.64Mg_0.19-0.00Fe_0.12-0.01Mn_0.00Ti_0.01-0.00Cr_0.01-0.00V_0.00Sb_0.00Ni_0.00Co_0.05-0.01)_2.01-1.94(Si_3.32-2.96Al_1.04-0.68)_4.00O₁₀(OH_2.00-1.91F_0.09-0.00)_2.00 및 (K_0.91-0.83Na_0.02-0.01Ca_0.02-0.00Ba_0.01-0.00Sr_0.00)_0.93-0.83(Al_1.84-1.67Mg_0.15-0.08Fe_0.07-0.02Mn_0.00Ti_0.04-0.00Cr_0.06-0.00V_0.02-0.00Sb_0.02-0.01Ni_0.00Co_0.00)_2.00-1.92(Si_3.27-3.16Al_0.84-0.73)_4.00O₁₀(OH_1.97-1.88F_0.12-0.03)_2.00 로써 이론적인 이중팔면체형 운모류 값보다 Si가 높고 K, Na, Ca는 낮으며 모두 백운모에 해당된다. 특히, Zhenzigou 연-아연 광상에서 산출되는 백색운모의 화학조성 변화는 팬자이틱 또는 Tschermark 치환[(Al³⁺)^VI+(Al³⁺)^IV <-> (Fe²⁺ 또는 Mg²⁺)^VI+(Si⁴⁺)^IV] 메카니즘에 의해 일어났으며 백색운모의 Fe는 Fe²⁺와 Fe³⁺ 로써 존재하지만 주로 Fe²⁺ 우세함을 의미한다. 따라서 Zhenzigou 연-아연 광상의 층상 광체에서 산출되는 백색운모들은 고원생대의 화성활동 및 녹색편암상의 변성작용에 의한 열수교대작용으로 기존에 산출되었던 광물들의 재용융 및 재침전 과정에서 형성되었으며 이들 백색운모의 화학조성 변화는 열수교대작용 동안 모암인 돌로마이트 및 쇄설성 암석의 함량 차이, 변질 정도 및 광석광물의 유무에 따른 팬자이틱 또는 Tschermark 치환[(Al³⁺)^VI+(Al³⁺)^IV <-> (Fe²⁺ 또는 Mg²⁺)^VI+(Si⁴⁺)^IV] 메카니즘에 의해 일어났음을 알 수 있다.

• 광물과 암석
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• 제35권4호
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• pp.469-484
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• 2022

장군 연-아연 광상은 남한의 4대(연화 광상, 신예미 광상, 울진 광상) 연-아연 광상중의 하나이었다. 이 광상 지질은 선캠브리아기의 원남층, 율리층군, 캠브리안기내지 오도비스기의 장산규암층, 두음리층, 장군 석회암층, 석탄기내지 이엽기의 동수곡층, 재산층, 쥐라기의 동화지층 및 이들을 관입한 중생대의 춘양화강암류로 구성된다. 이 연-아연 광상은 고생대 캠브리안기내지 오도비스기의 장군석회암층에 배태되는 열수교대형 광상에 해당된다. 이 광상의 연-아연 광화작용과 관련된 모암변질작용은 주로 능망간석화작용과 돌로마이트화 작용이 관찰되나 황철석화작용, 견운모화작용 및 녹니석화작용 등도 관찰된다. 모암변질작용은 연-아연 광체 에서 모암으로 감에 따라 연-아연 광체 -> 능망간석대 -> 돌로마이트대 -> 돌로마이트질 석회암대 -> 석회암 및 돌로마이트 대리암 변화된다. 백색운모는 모암변질대(능망간석화작용과 돌로마이트화작용)에서 Ca-돌로마이트, Ferroan ankerite, sideroplesite, 금홍석, 인회석, 유비철석, 황철석, 섬아연석, 방연석, 석영, 녹니석 및 방해석 등과 함께 중립내지 세립질 입단으로 산출된다. 이 백색운모의 화학조성은(K_0.77-0.62Na_0.03-0.00Ca_0.03-0.00Ba_0.00Sr_0.01)_0.82-0.64(Al_1.72-1.48Mg_0.48-0.20Fe_0.04-0.01Mn_0.03-0.00Ti_0.01-0.00Cr_{0.00As0.01-0.00}Co_0.03-0.00Zn_0.03-0.00Pb_0.05-0.00Ni_0.01-0.00)_2.07-1.92 (Si_3.43-3.33Al_0.67-0.57)_4.00O₁₀(OH_1.94-1.80F_0.20-0.06)_2.00로써 이론적인 이중팔면체형 운모류 값보다 Si가 높고 K, Na, Ca는 낮다. 또한 장군 연-아연 광상, 연화1 연-아연 광상 및 백전 금-은 광상의 모암변질대와 구문소일대 석회암에서 산출되는 백색운모는 백운모와 팬자이트에 해당되나 둔전 금-은 광상의 모암변질대에서 산출되는 백색운모는 백운모에 해당된다. 더불어 이들 광상의 모암변질대 및 구문소일대 석회암에서 산출되는 백색운모의 화학조성 변화는 주로 팬자이틱 또는 Tschermark 치환 메카니즘(장군 연-아연 광상), 주로 팬자이틱 또는 Tschermark 치환과 일부 illitic 치환 메카니즘(연화1 연-아연 광상, 둔전 금-은 광상, 백전 금-은 광상) 및 주로 팬자이틱 또는 Tschermark 치환과 일부 illitic 치환 및 Na⁺ <-> K⁺ 치환 메카니즘(구문소일대)에 의해 일어났음을 알 수 있다.

• 한국광물학회지
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• 제6권2호
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• pp.57-79
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• 1993

백운암질 대리암의 다변성 교대 작용에 의해서 생성된 춘천 연옥은 산출 상태, 광물상 및 조직상의 특징에 따라 연녹색 연옥, 녹색 연옥, 암녹색 연옥, 및 회색 연옥으로 구분된다. 연옥은 주로 극미립상(대개 $2{\mu}m$ 이내의 결정폭)의 침상 내지 섬유상(결정의 길이/폭 비>10) 투각섬석 결정들로 구성되고 미립의 투휘석, 방해석, Mg-녹니석, 스핀 등이 불순물로서 극소량 수반된다. 연옥 특유의 강한 인성은 편향 결정화된 연옥질 투각섬석 결정들이 다소 만곡된 형태로 섬유상의 치밀한 조직을 이루는 것에 기인한다. 춘천 연옥 특유의 녹색은 발색소로서 Cr이나 Ni보다 Fe 함유 정도에 보다 의존되는 경향을 보인다. 그러나 연옥의 다양한 색깔과 색조는 그외에 연옥의 결정도 및 조직 그리고 불순 광물의 종류 및 함유 정도에도 영향을 받는 것으로 나타난다. 연옥질 투각섬석은 주요 성분들의 함유도에 있어서 다소 산포되는 양상을 나타내고, 녹색의 색조가 상대적으로 짙은 연옥일수록 Al과 Mg/Ca의 함유 정도가 보다 높은 경향을 보인다. 또한 Fe의 함유 정도는 전반적으로 낮은 수준이지만 암녹색 연옥에서의 투각섬석이 상대적으로 다소 높게 함유되는 특징이 있다. 연옥질 투각섬석은 고분해능 투과 전자현미경 하에서 주로 3중의 쇄형 격자 단위가 불규칙하게 정상의 2중 쇄형 격자들 사이에 개재되어 소위 피리볼 구조형을 이루는 현상이 흔히 관찰된다. 이와 같은 일종의 혼성 격자 구조는 모든 유형의 춘천 연옥에서 나타나는 것으로, 3중 쇄형 격자 이외에 5중 쇄형 격자와 드물게 4중 쇄형 격자(회색 연옥)도 정상적인 2중 쇄형 격자들 사이에서 불규칙적으로 다양하게 혼재한다. 연옥질 투각섬석의 2중 쇄형 격자에서 보다 폭이 넓은 쇄형 구조 단위들의 불규칙한 혼재 양상은 연옥의 녹색이 짙을수록 심화된다. 이는 투각섬석의 결정 화학적 측면에서 Al과 Mg/Ca의 함유비 증가, 화학적 일정성의 저하, (110) X-선 회절선의 강도 저하, 및 b축 단위포 격자 상수 값의 증가와 밀접히 연관된다. 춘천 연옥에서 관찰되는 혼성 격자 구조의 존재 형식과 빈도 추이는 연옥의 생성이 Mg이 풍부한 광화 용액의 급격한 확산과 이에 따른 높은 준안정도 조건에서 이루어졌음을 시사하는 것으로 해석된다.

• 광물과 암석
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• 제36권3호
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• pp.167-183
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• 2023

장군 연-아연 광상은 망간 광체, 연-아연 광체 및 철 광체로 구성된다. 이 망간 광체는 생성환경 및 광물 조합을 토대로 탄산망간 광체와 산화망간 광체로 구성된다. 이 광상 지질은 선캠브리아기의 원남층, 율리층군, 캠브리안기내지 오도비스기의 장산규암층, 두음리층, 장군석회암층, 석탄기내지 이엽기의 동수곡층, 재산층, 쥐라기의 동화지층 및 이들을 관입한 중생대의 춘양화강암류로 구성된다. 이 탄산망간 광체는 고생대 캠브리안기내지 오도비스기의 장군석회암층에 연-아연 열수용액과 반응에 의해 형성된 열수교대형 광체이다. 이 열수교대형 광체의 연-아연 광화작용과 관련된 모암변질작용은 주로 능망간석화작용과 일부 돌로마이트화작용, 황철석화작용, 견운모화작용 및 녹니석화작용 등이 관찰된다. 정출순서에 따른 모암변질작용 시 형성된 탄산염 광물은 Ca-돌로마이트(Co형, 모암) → 철백운석과 Ferroan 철백운석(C1형, 초기) → 철백운석(C2형) → 시데로플레사이트(C3형) → 시데로플레사이트 및 피스토메사이트(C4형, 후기)가 형성되어 Fe와 Mn 원소들이 부화되는 방향으로 진행되었다. 따라서 정출순서에 따른 모암변질작용 시 형성된 모암인 돌로마이트질 대리암(Mg, Ca 기원)과 연-아연 열수용액(Fe, Mn 기원)과 원소들의 치환관계를 살펴보면 다음과 같다. 1)초기 백운석 및 Ferroan 철백운석(C1형)은 Fe ↔ Mn 및 Mn ↔ Mg, Ca, Fe 원소들간 치환에 의해 형성, 2)철백운석(C2형)은 Fe ↔ Mn, Mn ↔ Mg, Ca 및 Mg ↔ Ca 원소들간 치환에 의해 형성, 3)시데로플레사이트(C3형)은 Fe ↔ Mn, Fe ↔ Ca 및 Mn ↔ Mg, Ca 원소들간 치환에 의해 형성과 4)후기 시데로플레사이트와 피스토메사이트(C4형)은 Fe ↔ Mg, Fe ↔ Mn 및 Mn ↔ Mg, Ca 원소들간 치환에 의해 형성되었다.

• 광물과 암석
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• 제35권2호
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• pp.125-140
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• 2022

Xiquegou 연-아연 광상은 중국 동북지역에선 가장 규모가 큰 연-아연 광화대 중의 하나인 Qingchengzi orefield에 위치한다. 이 광상의 주변지질은 시생대의 그래뉼라이트(granulite)와 이를 관입한 고원생대의 미그마타이트질 화강암과 고-중원생대의 소딕(sodic) 화강암을 부정합으로 피복한 고원생대의 Liaohe 층군 및 이들을 관입한 중생대의 섬록암과 몬조나이틱 화강암으로 구성된다. 이 광상은 고원생대의 Liaohe 층군내 Dashiqiao 층의 unit 3(돌로마이트질 대리암과 편암)내에 발달된 단층대를 따라 산출되는 맥상 광체로 트라이아스기의 마그마-열수형 광상에 해당된다. Xiquegou 연-아연 광상에서 석영, 인회석, 방해석, 황철석, 유비철석, 자류철석, 백철석, 섬아연석, 황동석, 황석석, 방연석, 사면동석, 에렉트럼, 휘은석, 자연은 및 농홍은석 등이 산출되며 모암변질로는 규화작용, 황철석화작용, 돌로마이트화작용, 녹니석화작용 및 견운모화작용 등이 관찰된다. 이 광상의 산출 광물조합 및 정출순서를 기초로, 돌로마이트는 1)모암인 돌로마이트(D₀) 및 2)연-아연 광화작용에 따른 모암변질 산물인 돌로마이트(D₁)로 두 유형이 확인된다. 이들 돌로마이트의 화학조성은 각각 Ca_1.03-1.01Mg_0.95-0.83 Fe_0.12-0.02Mn_0.02-0.00(CO₃)₂(D₀) 및 Ca_1.16-1.00Mg_0.79-0.44Fe_0.53-0.13Mn_0.03-0.00As_0.01-0.00(CO₃)₂(D₁)로써 이론적인 돌로마이트의 화학조성보다 미량원소들의 함량이 높다. 특히, FeO, PbO, Sb₂O₅ 및 As₂O₅ 원소들은 모암변질 산물인 돌로마이트(D₁)에서 높은 함량을 갖는다. 또한 이 광상의 모암에서 산출되는 돌로마이트(D₀)는 Ferroan 돌로마이트에 해당되며 모암변질 산물인 돌로마이트(D₁)는 철백운석 및 Ferroan 돌로마이트에 해당된다. 모암변질 산물인 녹니석의 화학조성은 (Mg_1.65-1.08Fe_2.94-2.50Mn_0.01-0.00Zn_0.01-0.00Ni_0.01-0.00Cr_0.02-0.00V_0.01-0.00Hf_0.01-0.00Pb_0.01-0.00Cu_0.01-0.00As_0.03-0.00Ca_0.02-0.01Al_1.68-1.61)_5.77-5.73(Si_2.84-2.76Al_1.24-1.16)_4.00O₁₀(OH)₈로써 이론적인 녹니석과 유사하며 Fe-rich 녹니석에 해당된다. 또한 이 녹니석의 화학조성 변화는 주로 팔면체적 Fe²⁺ <-> Mg²⁺ (Mn²⁺) 치환과 일부 팬자이틱 또는 Tschermark 치환(Al^3+,VI+Al^3+,IV <-> (Fe²⁺ 또는 Mg²⁺)^VI+(Si⁴⁺)^IV)메카니즘에 의해 일어났음을 알 수 있다.