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- 저자 : 김원사 ( Soo Jin Kim (검색결과 6 건)
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Kim, Soo Jin,Choo, Chang Oh,Kim, Won-Sa 충남대학교 기초과학연구소 1994 연구논문집 Vol.14 No.-
김해지역의 덕봉납석광상은 모암이 안산암질응회암과 안산암으로 구성된 백악기 말기의 화산암류가 열수변질작용을 받아서 형성되었으며, 딕카이트와 엽납석이 주구성광물이다. 이 연구에서는 산출하는 광물의 특성과 모암의 열수변질작용을 규명하고, 광물과 열수용액 간의 반응관계를 통하여 광상의 성인을 밝히고자 한다. 암석 내의 화학적 특성을 보면 열수변질작용동안 알칼리원소와 실리카는 유동성을 보이나 알루미나는 비교적 유동성이 작다. 모암으로부터 실리카의 용탈과 알루미나의 부화로 인하여 납석광체가 형성되고, 외곽부로 이동된 실리카의 재침전이 규화대를 생성시켰음을 볼 수 있다. 딕카이트와 엽납석과 밀접히 수반되는 다량의 미정질의 석영은 실리카의 활동도가 증가함에 따라서 형성된 것으로 해석된다. Argillic 변질대에서의 열수용액의 실리카의 용해도가 증가하였고, 규화대에서는 온도와 pH가 저하되면서 그 용해도가 저하되었다. Argillic 변질대로부터 빠져나간 Si는 광상의 가장자리에 침전하여 규화대를 형성시켰다. 딕카이트가 다양한 범위의 결정도를 보여주는 것은 계내의 부분적인 상안정성의 변화를 시사한다. 이 연구에서 계산된 열역학 값에 따르면, Al_2O_3-SiO_2-H_2O 계에서 엽납석-딕카이트 (카오리나이트)-다이아스포아-석영이 500 바에서 공존가능한 온도는 약 350℃이다. 광물조합과 기존 실험자료를 종합하면 주요 열수변질 시기의 온도는 최소한 270-300℃이며 X_CO2는 0.025 미만으로 추정된다. 광물의 산상과 화학적 변화양상에 따르면 Al의 활동도는 광상의 상부에, 그리고 Si의 활동도는 하부와 연변부에서 높음을 보여준다. 덕봉광상에서 흔히 관찰되는 비평형 상관계는 열역학적 변수와 용액운반특성의 국부적인 변화로 인하여 화학적으로 비평형인 상들이 여러 단계에 걸쳐 형성되었음을 지시한다. The Deogbong napseok clay deposit which is composed mainly of dickite and pyrophyllite has been formed by hydrothermal alteration of the Late Cretaceous volcanic rocks consisting of andesitic tuff and andesite. The mineralogy of the napseok ores and the hydrothermal alteration processes have been studied in order to know the nature of the interaction between minerals and fluids for the formation of the deposit. Chemical distribution shows that alkali elemtents and silica were mobile but alumima was relatively immobile during the hydrothermal processes. It is evident that enrichment of alumina and leaching of silica from the host rock led to the formation of the napseok ore, whereas the enrichment of silica in the outer zone of the deposit gave rise to the silica zone. A large amount of microcrystalline quartz closely associated with dickite and pyrophyllite suggests the increasing activity of silica. Thus Si which was released away from the argillic zone by the increasing silica solubility moved out precipitating in the margin of the deposit to form the silica zone. Variation in dickite crystallinity implies the local change in the stability of the system. Thermodynamic calculation shows that the invariant point of pyrophyllite-dickite (kaolinite)-diaspore-quartz assemblage at 500 bars in the system Al_2O_3-SiO_2-H_2O is about 300 ℃. Based on the mineral assemblages and the experimental data reported, it is estimated that the main episode of hydrothermal alteration occurred at least above 270 to 300℃ and X_CO2 <0.025. Mineral occurrence and chemical variation indicate that the activity of Al is high in the upper part of the deposit, whereas the activity of Si is high in the lower part and the margin of the deposit. The nonequilibrium phase relations observed in the Deogbong deposit might be due to local change in intensive thermodynamic variables and fluid transport properties that resulted in the formation of nonequilibrium phases bof several stages.
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서울 지역의 자연환경 변화에 관한 연구 : 남산 화강암의 풍화에 관한 환경 광물학적 연구 Environmental Mineralogy of the Granite Weathering
김수진,이민성,김원사,이수재 충남대학교 기초과학연구소 1994 연구논문집 Vol.14 No.-
남산 화강암의 풍화대에 대해 광물 및 암석의 수직적 변화를 연구하였다. 전암 화학 분석 및 XRD에 의해 측정된 풍화대는 약 1m 깊이까지 형성된 것으로 나타나며, SEM 관찰에 의하면 점토 광물은 3.5m 까지 형성되어 있다. 지표면에서 벽개가 발달한 광물은 광물 종류와 성분에 관계없이 광범위하게 변질이 진행되나, 심부에서는 광물의 화학 조성의 변화가 있는 경우에 광물 입자의 내부가 변질이 매우 심하게 진행된다. 사장석(Ab_85∼100)은 보통 세가지 형태의 정, 역 및 반복 누대구조를 보이며, 정누대와 역누대의 경우 입자의 내부가 외부보다 더 심하게 변질이 진행되었다. 반복 누대의 경우에는 Na/Ca가 높은 부분이 더 심하게 변질되었다. 정장석은 입자 전체가 균일하게 변질되지만 내부가 외부보다 더 심하게 변질이 진행되었다. 퍼어사이트(perthite)는 앨바이트(albite)와 미사장석의 경계부나 앨바이트가 우세한 부분이 더 심하게 변질되었다. 각 입자의 경계부는 풍화대 최상층부를 제외하고는 거의 변질이 일어나지 않았다. 흑운모는 K 이온의 유실이 일어나면서 점토광물로의 변질이 상당히 진행되었다. 석영은 변질이 일어나지 않았다. 화강암-물의 흡착 교반 실험에서 입도가 80∼120 mesh인 경우에 pH maxima=0.15 R/W+0.74 (R/W; rock/water in g/200 ml)을 보이며, 반응 시간(t)은 t=30.8 (R/W)^-0.66 (분)을 보인다. 이같은 결과는 광물이 처음 물과 접촉시에는 수용액의 상태가 알칼리성임을 지시하고, 접촉 초기에 광물의 변질에 큰 영향을 미친다는 것을 의미한다. 교반 실험 동안 용액의 상층에는 겔 상태의 비정질 물질이 떠오르고, 이것은 후에 깁사이트(gibbsite)로 변한다. The weathering of the Namsan granite was studied in terms of sorption process. The internal factors for the weathering of the granite body are the proton and hydroxyl ions derived from the reaction of water and mineral. The Namsan Granite consists mainly of quartz, alkali feldspar, plagioclase (Ab_85∼100) and biotite with small amounts of sericite, magnetite and ilmenite. The weathering depth of granite determined by XRD is about 1 m below the surface. The LREE are enriched near the surface by the formation of clay minerals, whereas the HREE are somewhat mobilized. The mineral-water sorption process takes place in three steps; (1) the initial rapid uptake of proton by the negatively charged surfaces of minerals, (2) the rapid increase of proton and (3) the slow increase of proton. Amorphous gel floates on top of the solution during the reaction and it is transformed into gibbsite in an hour or so. The pH maxima for 80∼120 mesh show linear relationship; pH maxima=0.15 R/W+0.74 in-between R/W=1∼10 g/200 ml (R/W; rock/water ratio) and the arrival time to pH maxima is 30.8 (R/W)^-0.66 minute.
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