미얀마 모곡변성대 함보석 페그마타이트의 광물학적 및 지화학적 특징

허철호 한국암석학회·(사)한국광물학회 2020 광물과 암석 (J.Miner.Soc.Korea) Vol.33 No.2

The Mogok metamorphic belt is a highland area mainly consisting of Archean crystalline rocks, where many ruby mines were distributed in the past, and jewelry has been identified in its alluvium as placer deposit. Minerals that are usually identified with ruby include spinel, garnet, and rubellite. The conglomerates that form the alluvium in which jewelry is found mainly consist of gneiss and clastic pegmatites. In Singu, Mogok, and Momeik areas, a number of pegmatites containing jewelry are distributed in the intrusions of Mogok metamorphic rocks, diorites, and granites. In Singu pegmatites, rubellite, goshenite, and blue and violet apatite occur as gems. In Momeik pegmatites, mushroom-type rubellite, petalite, hambergite, pollucite, and aquamarine can be found. In Mogok pegmatites, topaz, aquamarine, goshenite, and herderite occur are present. 모곡변성대는 과거 루비 광산들이 분포하던 지역으로, 주로 시생대 결정질암으로 구성된 고원지대이며, 보석류가 충적층에서 확인되어 표사광상을 이루고 있다고 미얀마지질조사광물탐사국의 미발간보고서에 수록되어있다. 루비와 함께 확인되는 광물로는 첨정석, 석류석, 홍전기석 등이 있다. 보석이 발견되는 충적층을 이루는 자갈류는 주로 편마암 및 페그마타이트 쇄설물로 구성되어있다. 특히 신구, 모곡, 모메익 지역에는 보석을 함유하는 다수의 페그마타이트가 모곡변성암류, 섬록암 및 화강암 등을 관입하여 분포한다. 신구 페그마타이트에서는 보석으로서 홍전기석, 고세나이트, 청인회석 및 자주 인회색이 산출된다. 모메익 페그마타이트에서는 보석으로서 버섯형 홍전기석, 페타라이트, 햄버어자이트, 폴류사이트 및 아쿠아마린이 산출된다. 모곡 페그마타이트에서는 보석으로서 황옥, 아쿠아마린, 고세나이트 및 허더라이트가 산출된다.

상대습도에 따른 비정질 규산염 나노입자의 함수량 정량 분석을 위한 ¹H 고상 핵자기 공명 분광분석 방법론 연구

오솔비 ( Sol Bi Oh ),김현나 ( Hyun Na Kim ) 한국암석학회·(사)한국광물학회 2021 광물과 암석 (J.Miner.Soc.Korea) Vol.34 No.1

명목상의 무수 광물의 수소 원자는 격자의 결함에 존재하는 것으로 알려져 있지만, 나노 스케일 입자의 경우 입자 표면에 물과 수산기의 형태로 존재할 수 있다. 본 연구에서는 비정질 규산염 나노입자의 수소 원자 환경에 대한 정량 측정 방법으로서, ¹H 고상 핵자기 공명(solid-state nuclear magnetic resonance, NMR) 분광분석의 실효성을 알아보고자 하였다. 온도와 습도가 조절되는 글러브 박스 내에서 NMR 로터에 패킹된 비정질 규산염 나노입자를 25%와 70% 상대습도에서 2일에서 10일까지 동안 보관한 후 ¹H NMR 스펙트럼을 측정한 결과, 약간의 차이는 있었으나 큰 변화가 관찰되지 않았다. 이는 NMR 로터에 패킹된 시료의 수소 원자 환경이 외부 대기에 의해 거의 변화하지 않았음을 의미한다. 수화 시간에 따른 비정질 규산염 나노입자의 함수량은 약 10% 범위에서 차이를 보이며, 이는 글러브 박스의 시간적, 공간적 습도 불균일성에 의한 것으로 생각된다. ¹H NMR 스펙트럼의 정량 분석 결과, 수화 상대습도가 증가함에 따라 비정질 규산염 나노입자의 수소 원자 수 역시 선형적으로 증가하였다. 이와 같은 결과는 NMR 로터의 시료 밀폐 능력이 수화 환경을 보존하며, 대기 상대습도 변화에 따른 나노입자의 함수량 변화 측정에 적합함을 의미한다. 본 연구의 결과를 통해, ¹H 고상 핵자기 공명 분광분석을 이용하여 나노 스케일의 명목상의 무수 광물의 표면적, 결정도가 습도에 따른 광물의 함수량 변화에 미치는 영향에 대한 체계적인 연구를 할 수 있을 것으로 기대된다. The hydrogen in nominally anhydrous mineral is known to be associated with lattice defects, but it also can exist in the form of water and hydroxyl groups on the large surface of the nanoscale particles. In this study, we investigate the effectiveness of ¹H solid-state nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy as a robust experimental method to quantify the hydrogen atomic environments of amorphous silica nanoparticles with varying relative humidity. Amorphous silica nanoparticles were packed into NMR rotors in a temperature-humidity controlled glove box, then stored in different atmospheric conditions with 25% and 70% relative humidity for 2~10 days until ¹H NMR experiments, and a slight difference was observed in ¹H NMR spectra. These results indicate that amount of hydrous species in the sample packed in the NMR rotor is rarely changed by the external atmosphere. The amount of hydrogen atom, especially the amount of physisorbed water may vary in the range of ~10% due to the temporal and spatial inhomogeneity of relative humidity in the glove box. The quantitative analysis of ¹H NMR spectra shows that the amount of hydrogen atom in amorphous silica nanoparticles linearly increases as the relative humidity increases. These results imply that the sample sealing capability of the NMR rotor is sufficient to preserve the hydrous environments of samples, and is suitable for the quantitative measurement of water content of ultrafine nominally anhydrous minerals depending on the atmospheric relative humidity. We expect that ¹H solid-state NMR method is suitable to investigate systematically the effect of surface area and crystallinity on the water content of diverse nano-sized nominally anhydrous minerals with varying relative humidity.

북극 척치해 아라온 마운드 퇴적물의 기원지에 관한 연구

장정규 ( Jeongkyu Jang ),구효진 ( Hyojin Koo ),조현구 ( Hyengoo Cho ) 한국암석학회·(사)한국광물학회 2021 광물과 암석 (J.Miner.Soc.Korea) Vol.34 No.1

북극해는 기후 변화에 따라 북극의 해빙과 빙상의 분포가 달라지며 쇄설성 퇴적물 내 광물의 특성이 변화한다. 따라서 해빙이나 빙산에 의해 운송된 해양 퇴적물을 연구하는 것은 지구 기후 변화를 이해하는 데에 매우 중요하다. 본 연구에서는 척치해저고원의 아라온 마운드에서 채취한 4개의 중력코어와 아라온 마운드 사이 사면에서 채취한 1개의 중력코어를 사용하여, 벌크광물조성, 점토광물조성, 빙운쇄설물 연구를 통해 쇄설성 퇴적물의 기원지를 알아보고 이를 바탕으로 서북극해의 고환경 변화를 재구성하였다. 코어 퇴적물들은 갈색, 회색, 녹회색을 띠며 서북극해에서 나타나는 간빙기/빙기 순환에 따른 퇴적물 색의 특성을 잘 나타내고 있다. 척치해저고원에서 획득한 코어 퇴적물을 광물 특성과 주변에서 수행된 기존 연구와 비교하여 총 3개의 유닛으로 구분하였다. 최후빙기극대기에 퇴적된 유닛 3 퇴적물은 동시베리아해로 유입되는 콜리마 강과 인디기르카 강 퇴적물들이 동시베리아해 대륙붕에 퇴적된 후, 해빙이나 해류에 의해 유입된 것으로 보인다. 퇴빙기에 해당하는 유닛 2 퇴적물은 동시베리아해로 유입되는 콜리마 강, 인디기르카 강, 보퍼트해로 유입되는 맥켄지강과 캐나다 군도로부터 함께 공급된 것으로 보이며, 로렌타이드 빙상의 융해에 의하여 다량의 빙운쇄설물들이 유입되었다. 간빙기 퇴적물인 유닛 1의 경우, 세립질 퇴적물들은 캐나다 북부와 동시베리아해로부터 해빙과 해류에 의해 공급되었으며, 조립질 퇴적물들은 캐나다 군도로부터 해빙에 의해 유입된 것으로 여겨진다. In the Arctic Ocean, the distribution of sea ice and ice sheets changes as climate changes. Because the distribution of ice cover influences the mineral composition of marine sediments, studying marine sediments transported by sea ice or iceberg is very important to understand the global climate change. This study analyzes marine sediment samples collected from the Arctic Ocean and infers the provenance of the sediments to reconstruct the paleoenvironment changes of the western Arctic. The analyzed samples include four gravity cores collected from the Araon mound in the Chukchi Plateau and one gravity core collected from the slope between the Araon mounds. The core sediments were brown, gray, and greenish gray, each of which corresponds to the characteristic color of sediments deposited during the interglacial/glacial cycle in the western Arctic Ocean. We divide the core sediments into three units based on the analysis of bulk mineral composition, clay mineral composition, and Ice Rafted Debris (IRD) as well as comparison with previous study results. Unit 3 sediments, deposited during the last glacial maximum, were transported by sea ice and currents after the sediments of the Kolyma and Indigirka Rivers were deposited on the continental shelf of the East Siberian Sea. Unit 2 sediments, deposited during the deglacial period, were from the Kolyma and Indigirka Rivers flowing into the East Siberian Sea as well as from the Mackenzie River and the Canadian Archipelago flowing into the Beaufort Sea. Unit 2 sediments also contained an extensive amount of IRD, which originated from the melted Laurentide Ice Sheet. During the interglacial stage, fine-grained sediments of Unit 1 were transported by sea ice and currents from Northern Canada and the East Siberian Sea, but coarse-grained sediments were derived by sea ice from the Canadian Archipelago.

운산 금 광상의 엽리상 석영맥에서 산출되는 백색운모와 녹니석의 산상 및 화학조성

유봉철 ( Bong Chul Yoo ) 한국암석학회·(사)한국광물학회 2021 광물과 암석 (J.Miner.Soc.Korea) Vol.34 No.1

운산 금 광상은 한반도의 3대(대유동 광상, 광양 광상) 금 광상중의 하나였다. 이 광상의 지질은 선 캠브리아기의 변성퇴적암류와 중생대의 반상화강암으로 구성된다. 이 광상은 선캠브리아기의 변성퇴적암류와 중생대의 반상화강암내에 발달된 단층대를 따라 충진한 함 금 석영맥 광상으로 조산형 금 광상에 해당된다. 이 광상의 석영맥은 광물조합에 따라 1) 방연석-석영맥형, 2) 자류철석-석영맥형, 3) 황철석-석영맥형, 4) 페크마틱 석영맥형, 5) 백운모-석영맥형 및 6) 단순석영맥형으로 분류된다. 연구된 석영맥은 황철석-석영맥형이며 견운모화작용, 녹니석화작용 및 규화작용이 관찰된다. 백색운모는 유색대에서 백색석영, 황철석, 녹니석, 금홍석, 모나자이트, 저어콘, 인회석, 칼리장석 및 방해석 등과 함께 세립질 내지 중립질 입단으로 산출된다. 이 백색운모의 화학조성은 (K_0.98-0.86Na_0.02-0.00Ca_0.01-0.00Ba_0.01-0.00 Sr_0.00)_1.00-0.88(Al_1.70-1.57Mg_0.22-0.09Fe_0.23-0.10Mn_0.00Ti_0.04-0.02Cr_0.01-0.00V_0.00Ni_0.00)_2.06-1.95 (Si_3.38-3.17Al_0.83-0.62 )_4.00O₁₀(OH_2.00-1.91F_0.09-0.00)_2.00로써 이론적인 이중팔면체형 운모류 값보다 Si가 높고 K, Na, Ca는 낮다. 이 광상의 엽리상 석영맥에서 산출되는 백색운모의 화학조성 변화는 팬자이틱(phengitic) 또는 Tschermark 치환[(Al³⁺)^VI+(Al³⁺)^IV <-> (Fe²⁺ 또는 Mg²⁺)VI+(Si⁴⁺)^IV] 및 직접적인 (Fe³⁺)^VI <-> (Al³⁺)^VI 치환에 의해 일어났음을 알 수 있다. 엽리상 석영맥에서 산출되는 녹니석의 화학조성은 (Mg_1.11-0.80Fe_3.69-3.14 Mn_0.01-0.00 Zn_0.01-0.00K_0.07-0.01Na_0.01-0.00Ca_0.04-0.01Al_1.66-1.09)_5.75-5.69 (Si_3.49-2.96Al_1.04-0.51)_4.00O₁₀ (OH)₈로써 이론적인 녹니석보다 Si 함량이 높다. 이 녹니석의 화학조성 변화는 팬자이틱(phengitic) 또는 Tschermark 치환(Al^3+,VI+Al^3+,IV <-> (Fe²⁺ 또는 Mg²⁺)^VI+(Si⁴⁺)^IV) 및 팔면체적 Fe²⁺ <-> Mg²⁺ (Mn²⁺) 치환에 의해 일어났음을 알 수 있다. 따라서 운산 광상의 엽리상 석영맥 및 변질광물은 조산운동 시 연성전단(ductile shear) 시기에 형성되었음을 알 수 있다. The Unsang gold deposit has been one of the three largest deposits (Daeyudong, Kwangyang) in Korea. The geology of this deposit consists of series of host rocks including Precambrian metasedimentary rock and Jurassic Porphyritic granite. The deposit consists of Au-bearing quartz veins which filled fractures along fault zones in Precambrian metasedimentary rock and Jurassic Porphyritic granite, which suggests that it is an orogenic-type deposit. Quartz veins are classified as 1) galena-quartz vein type, 2) pyrrhotite-quartz vein type, 3) pyrite-quartz vein type, 4) pegmatic quartz vein type, 5) muscovite-quartz vein type and 6) simple quartz vein type based on mineral assembles. The studied quartz vein is pyrite-quartz vein type which occurs as sericitization, chloritization and silicification. The white mica from stylolitic seams of laminated quartz vein occurs as fine or medium aggregate associated with white quartz, pyrite, chlorite, rutile, monazite, apatite, K-feldspar, zircon and calcite. The structural formular of white mica from laminated quartz vein is (K_0.98-0.86Na_0.02-0.00Ca_0.01-0.00Ba_0.01-0.00 Sr_0.00)_1.00-0.88(Al_1.70-1.57Mg_0.22-0.09 Fe_0.23-0.10Mn_0.00Ti_0.04-0.02Cr_0.01-0.00V_0.00Ni_0.00)_2.06-1.95 (Si_3.38-3.17Al_0.83-0.62 )_4.00O₁₀(OH_2.00-1.91F_0.09-0.00)_2.00. It indicated that white mica of laminated quartz vein has less K, Na and Ca, and more Si than theoretical dioctahedral micas. Compositional variations in white mica from laminated quartz vein are caused by phengitic or Tschermark substitution [(Al³⁺)^VI+(Al³⁺)^IV <-> (Fe²⁺ or Mg²⁺)^VI+(Si⁴⁺)^IV] and direct (Fe³⁺)^VI <-> (Al³⁺)^VI substitution. The structural formular of chlorite from laminated quartz vein is(Mg_1.11-0.80Fe_3.69-3.14Mn_0.01-0.00 Zn_0.01-0.00K_0.07-0.01Na_0.01-0.00Ca_0.04-0.01Al_1.66-1.09)_5.75-5.69 (Si_3.49-2.96Al_1.04-0.51)_4.00O₁₀(OH)₈. It indicated that chlorite of laminated quartz vein has more Si than theoretical chlorite. Compositional variations in chlorite from laminated quartz vein are caused by phengitic or Tschermark substitution (Al^3+,VI+Al^3+,IV <-> (Fe²⁺ or Mg²⁺)^VI+(Si⁴⁺)^IV) and octahedral Fe²⁺ <-> Mg²⁺ (Mn²⁺) substitution. Therefore, laminated quartz vein and alteration minerals of the Unsan Au deposit was formed during ductile shear stage of orogeny.

제주도 송악산에 분포하는 맨틀포획암의 암석학적 연구

길영우(Youngwoo Kil) 한국암석학회·(사)한국광물학회 2023 광물과 암석 (J.Miner.Soc.Korea) Vol.36 No.4

경기육괴 북부 광덕산 일대에 분포하는 쥐라기 고알루미나 화강암질암의 성인에 대한 지화학적 연구

한충희 ( Chung Hee Han ),전혜수 ( Hye Su Jeon ),박영록 ( Young-rok Park ) 한국암석학회·(사)한국광물학회 2020 광물과 암석 (J.Miner.Soc.Korea) Vol.33 No.4

경기육괴 북부 화천군과 철원군 경계부의 광덕산 일대에 분포하는 쥐라기 화강암은 복운모화강암, 함석류석복운모화강암, 운모화강암, 반상흑운모화강암으로 이루어져 있다. 이 암석들은 서브알칼리 계열 중 칼크-알칼리 계열에 해당하며, Al 포화지수를 이용한 A/CKN vs. A/KN 다이어그램에서 고알루미나질 영역에 도시된다. 암석기재학적·지화학적 자료는 연구지역에서 가장 후기에 관입한 것으로 알려진 반상흑운모화강암은 복운모화강암, 함석류석복운모화강암 및 운모화강암과는 별개의 모그마로부터 기원하였음을 지시한다. 이들 화강암질암을 형성한 마그마의 근원암의 성질을 알아보기 위해 Rb/Sr vs. Rb/Ba 다이아그램과 Al₂O₃/TiO₂ vs. CaO/Na₂O 다이어그램에 도시한 결과, 반상흑운모화강암은 복운모화강암, 함석류석복운모화강암, 운모화강암 보다 이질 성분을 덜 함유하는 근원암으로부터 유래하였음을 알 수 있다. 스파이더 다이어그램에서 친석원소인 Cs, Rb, Ba의 값이 부화되어 나타나고, 고장력 원소인 Nb, P, Ti의 값이 결핍된 값의 지화학적 특성을 보이는 것으로 보아, 광덕산 일대에 분포하는 쥐라기 고알루미나질 화강암질암은 섭입대 환경에서 형성되었으며, 전암 저어콘 포화지온계로부터 692-795℃ 온도 조건에서 용융되었음을 알 수 있다. The Jurassic granitic rocks in the area of Gwangdeoksan located along the boundary between Hwacheon and Cherwon in northern Gyeonggi Massif consist of two-mica granite, garnet-bearing twomica granite, mica-granite, and porphyritic biotite granite. These granitic rocks are calc-alkaline series and plotted in peraluminious domain in A/CNK vs. A/NK diagram. Petrographical and geochemical data indicate that the porphyritic biotite granite which intruded at the last period originated from distinct parental magma from two-mica granite, garnet-bearing two-mica granite, and mica-granite. On the basis of Rb/Sr vs. Rb/Ba diagram and Al₂O₃/TiO₂ vs. CaO/Na₂O, it is inferred the porphyritic biotite granite originated from protolith with less pelitic composition than 3 other granitic rocks. The enriched values of lithophile elements of Cs, Rb, and Ba and negative trough of Nb, P, Ti on spider diagram suggest that the peraluminous Jurassic granitic rocks in Gwangdeoksan area formed in subduction tectonic environment. Whole-rock zircon saturation thermometer indicates that the granitic rocks in the study area were melted at 692-795℃.

백두산 지역의 마이오세 알칼리 현무암(황송푸 현무암)의 암석학적/지화학적 특성

김은주 ( Eunju Kim ),히라타치하루 ( Hirata Chiharu ),정훈영 ( Hoon Young Jeong ),길영우 ( Youngwoo Kil ),양경희 ( Kyounghee Yang ) 한국암석학회·(사)한국광물학회 2020 광물과 암석 (J.Miner.Soc.Korea) Vol.33 No.4

백두산 북동쪽으로 약 25 km 떨어져있는 지역의 마이오세 현무암(황송푸 현무암, 20 Ma)에 대한 주성분원소와 미량원소, Sr-Nd 동위원소 조성에 대한 연구가 수행되었다. 황송푸 현무암은 비현정질 암석으로 Na₂O+K₂O=3.5~4.7 wt.%, MgO=9.9~11.1 wt.%을 보인다. Mg 성분이 풍부한 감람석(Mg#=75~86)과 단사휘석(Mg#=72~85), Ca성분이 풍부한 사장석 미반정을 함유하고 있다. 이 현무암은 경희토류원소 부화가 나타나는 해양도현무암과 유사한 미량원소 패턴을 보이고, 높은 Cr(394~479 ppm)과 Ni(389~519 ppm) 성분, Nb-Ta 부화 이상치, Rb과 Ba을 포함하는 LILE가 부화되어 있는 특징을 보인다. 이러한 조직과 주성분원소/미량원소 조성 데이터는 황송푸 현무암이 알칼리 마그마 계열에 속하는 원시적인 마그마임을 나타낸다. 황송푸 마그마는 상승하는 도중에 분별결정작용, 지각오염, 마그마혼합과 같은 분화작용을 거의 경험하지 않은 액상선 환경에서 고화된 암석으로 이는 황송푸 현무암이 부분용융이 일어났던 맨틀에서의 특성을 지니고 있음을 반영한다. 황송푸 현무암의 높은 (Gd/Yb)_sample/(Gd/Yb)_PM 비율(2.8~3.5)은 황송푸 현무암이 판내부 환경에서 형성된 마그마로써 석류석이 존재하는 맨틀에서 페리도타이트의 낮은 부분용융(3~5%)으로 형성되었다. BSE보다 모두 높은 ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd와 ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr 성분을 보이는 황송푸 현무암은 이 지역 아래 부화된 맨틀영역이 존재한다는 것을 의미한다. 황송포 현무암은 과거(ancient)의 태평양판 섭입대에 의해 공급되어 재활용된 해양지각 혹은 대륙지각으로 교대작용을 경험한 맨틀에서 부분용융에 의해 형성되었다. Major and trace elements, and Sr, Nd, isotopic composition analysis have been carried out on the Miocene basalt (Huangsongpu basalt, 20 Ma) 25 km to northeast from the Mt. Baekdu. The basalt has Na₂O+K₂O=3.5~4.7 wt.%, and MgO=9.9~11.1 wt.%, containing Mg-rich olivine (Mg#=75~86), clinopyroxene (Mg#=72~85) and Ca-rich plagioclase micro-phenocrysts. These data suggest that the basalt belongs to the alkaline magma series with a primitive nature, crystallized at a near-liquidus. The basalt is also characterized by high Cr (394~479 ppm) and Ni (389~519 ppm) contents, Nb-Ta enrichment anomalies and OIB-like trace elements patterns, displaying identical signatures to those of typical intraplate magmas. The rare earth element (REE) patterns of the basalt and high (Gd/Yb)_sample/(Gd/Yb)_PM ratio (=2.8~3.5) suggest the parental magma was derived from relatively low-degree (3~5%) partial melting of garnet peridotite. The ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd and ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr composition of the basalt are higher than those of BSE. The high ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr (= ~0.7058) ratio of the basalt indicates a contribution of recycled ancient oceanic crust or continental crust on the Pacific slab suggesting that the Huangsongpu basalt was generated from metasomatized mantle.

토양-지하수내 미세플라스틱 거동 연구를 위한 수정진동자미세저울 기술 소개

김주혁 ( Juhyeok Kim ),명현아 ( Hyeonah Myeong ),손상보 ( Sangbo Son ),권기덕 ( Kideok D. Kwon ) 한국암석학회·(사)한국광물학회 2020 광물과 암석 (J.Miner.Soc.Korea) Vol.33 No.4

최근 토양과 지하수에서도 미세플라스틱이 발견되어 미세플라스틱 환경오염 관련 연구의 중요성이 크게 대두되고 있다. 주로 μm - nm의 작은 입자로 존재하는 점토광물과 금속산화광물은 표면적이 넓어 미세플라스틱에 대한 흡착력 등 화학 반응도가 매우 높기 때문에, 광물표면 상호작용은 토양과 지하수 환경 내 미세플라스틱의 거동을 결정하는 중요한 역할을 할 수 있다. 따라서, 광물과 미세플라스틱 간의 상호작용에 대한 환경광물학 연구는 미세플라스틱 거동 예측 기술개발 및 오염대책 마련에 핵심이 되는 연구분야라 할 수 있다. 광물표면과 미세플라스틱(특히, 나노플라스틱) 연구에는 분자-나노수준의 분석기술이 요구된다. 이번 기술보고에서는 나노그람(=10^-9 g) 수준의 질량 변화를 실시간으로 측정할 수 있는 초정밀 분석기기로, 광물 표면에 흡·탈착되는 미세플라스틱 및 나노플라스틱의 미세한 질량 변화를 측정할 수 있는, 수정진동자미세저울(quartz crystal microbalance, QCM)을 소개한다. QCM 작동원리를 소개하고, 대표적인 QCM 연구결과와 기존 컬럼 실험과의 장단점을 비교하여 미세플라스틱 연구에 QCM 활용 가능성을 논의한다. Presence of microplastics in soil and groundwater has recently been reported and environmental concerns are raised as to the plastic pollution. In the subsurface environment, clay minerals and metal oxide minerals are commonly found as finely dispersed states. Because the minerals have high sorption capacities for diverse pollutants, interactions with mineral surface play an important role in the transport of microplastics in groundwater. Accordingly, environmental mineralogy investigating the interactions between microplastics and mineral surfaces is the essential research area to understand the fate and transport of microplastics in the subsurface environment. The microplastic-mineral surface research requires molecular- to nano-scale analyses to be able to probe the relatively weak interactions between them. The current report introduces a nano-scale analysis tool called quartz crystal microbalance (QCM) that can measure the sorbed/desorbed mass of nanoplastics on mineral surfaces at the level of a few nanograms (~10^-9 g). This report briefly reviews the main principles in the QCM measurement and discusses applications of QCM to the environmental mineralogy research.

페루 중부 이스카이크루즈 연-아연-동 프로젝트의 지질 및 광화작용

허철호 ( Chul-ho Heo ),남형태 ( Hyeong-tae Nam ) 한국암석학회·(사)한국광물학회 2021 광물과 암석 (J.Miner.Soc.Korea) Vol.34 No.1

이스카이크루즈 프로젝트의 지질은 주로 백악기 분지 내 퇴적암으로 구성되어있다. 본 역의 기저부는 암회색 셰일, 회색 사암 및 탄층이 협재된 오욘층의 쇄설성 암석들로 구성되어있다. 본 역 동부의 습곡대에는 중립질 괴상 및 백색의 규암을 배태한 치무층이 부존한다. 지질구조 관점에서, 본 역은 옥시덴탈 산맥 중앙부의 습곡 및 충상단층대에 위치해있다. 열수교대작용에 의해 광체가 생성되었으며 구성광종은 아연, 연, 은 및 동이다. 그리고, 층상규제형 광상은 산타층의 석회암에 배태되어있으며 까나이빠따 북부부터 안따빰빠 남부까지 12 km를 불연속적으로 연장되어있다. 또한, 산타 및 빠리후안카층에 배태된 불규칙한 철산화물 및 황화물 광체가 관찰된다. 지표에서 관찰되는 광화작용은 섬아연석과 부수적으로 방연석 및 황동석으로 구성된 1차 황화물과 산화작용을 받아 생성된 철 및 망간산화물로 구성된다. 스카른 광물에는 투각섬석, 석류석, 녹염석 및 석영이 수반된다. The geology of the Iskaycruz project are mainly composed of sedimentary rocks within Cretaceous basin. The basal part is composed up of dark-gray shale, gray sandstone, and clastic rock of Oyon formation interbedded with coal measures. In the folded zone in the eastern part of the survey area, there is Chimu formation that has medium-grained massive and white quarztite. In terms of geological structure, the Iskaykruz region is located in the folded and overthrust zones of the central part of the Occidental Mountains. Ore body was formed by hydrothermal replacement process and consists of zinc, lead, silver, and copper. Stratabound-type deposits are hosted in limestone of Santa formation. It extends 12 kilometers discontinuously from northern Canaypata to southern Antapampa. Irregular iron oxide and sulfide minerals hosted in Santa and Parihuanca formations are observed. The mineralization observed on the surface consist of primary sulfides consisting of sphalerite with galena and chalcopyrite, and iron and manganese oxide produced from oxidation of primary sulfides. Skarn minerals are accompanied by tremolite, garnet, epidote and quartz.

경량 기포콘크리트를 이용한 광물탄산화 연구

채수천 ( Soo-chun Chae ),이승우 ( Seung-woo Lee ),방준환 ( Jun-hwan Bang ),송경선 ( Kyoung-sun Song ) 한국암석학회·(사)한국광물학회 2020 광물과 암석 (J.Miner.Soc.Korea) Vol.33 No.4

온실가스의 대기 방출에 기인된 지구온난화는 범세계적인 주요 문제로 다루어지고 있으며, 이에 대한 많은 대책 중의 하나로 광물탄산화가 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 다양한 조건에서 경량 기포콘크리트를 이용한 광물탄산화 실험을 수행하여 이들의 탄산화 재료로써의 가능성을 파악코자 하였다. 경량 기포콘크리트는 광물탄산화의 주요성분인 CaO의 함량이 약 27wt.%에 달하여 탄산화를 위한 유망한 재료로 간주할 수 있다. 이 함량 모두가 광물탄산화에 참여한다는 가정 하에 계산된 CaCO₃ 함량은 약 40wt.%이다. 경량 기포콘크리트로부터 광물탄산화 반응의 최적 조건은 단일상의 방해석이 형성된 고액비 0.01, 반응시간 180분이며, 그리고 단일상 여부와 무관하게 즉 방해석과 바테라이트가 공존하는 경우, 고액비 0.06, 반응시간 180분인 것으로 확인된다. 고액비 0.06이상인 경우, 방해석과 더불어 바테라이트가 공존하였으며, 이는 광물탄산화에 따라 초기에 형성된 바테라이트가 점차 방해석으로 상전이 된 데 반하여 후기에 형성된 바테라이트는 반응 종료 시까지 방해석으로 상전이 되지 못한데 원인이 있는 것으로 해석된다. Global warming caused by the emission of greenhouse gases into the atmosphere is being treated as a major problem for the human life, and mineral carbonation is drawing attention as one of many countermeasures against this situation. In this study, mineral carbonation experiments using autoclaved lightweight concrete (ALC) were performed under various conditions to determine its potential as a carbonation material. ALC can be regarded as a promising material for carbonation because it contains about 27 wt.% of CaO, a major component of mineral carbonation. The CaCO₃ content produced as a result of the carbonation of ALC calculated on the assumption that all of the CaO content participates in mineral carbonation is about 40 wt.%. The optimum conditions for the mineral carbonation reaction from ALC are the solid-liquid ratio of 0.01 and the reaction time of 180 minutes when calcite is considered as a single product, or 0.06 and 180 minutes when mixture of calcite and vaterite can be considered. The coexistence of vaterite with calcite at solid-liquid ratio of 0.06 or higher was interpreted to be the case where vaterite formed in the later stage and did not change to calcite until the reaction was completed.