강원도 정선군의 동남광산에서 란시아이트(rancieite)의 Zn단종인 신종광물이 발견되어 이 광물에 대하여 '치무석'(Chimooite)으로 명명하고 그 광물학적 특성을 보고하고자 한다. 치무석은 캄브리아기의 풍촌석회암층을 남북 내지는 북동 방향으로 관입한 능망간석과 황화광물로 형성된 열수광맥의 표층산화대의 산화망간 광물 중에서 발견되었다. 주로 미립의 판상 또는 침상 결정의 집합체로 산출되며, 큰 것은 약 0.2 mm까지 달하나 대부분 0.05 mm이하의 미세 결정체로 산출된다. 한 입자 내에서 중심부의 치무석에서 외각부의 란시아이트로 화학조성이 점이적으로 변한다. 치무석은 푸른빛을 띠는 흑색의 구상 또는 괴상의 집합체로 무광이며 흑갈색의 조흔색을 보인다. 한 방향의 뚜렷한 벽개를 가지며, 경도는 2.5∼4이다. 반사현미경 하에서 치무석은 이방성이며 복굴절을 보여 적갈색의 내부반사색을 보인다. 치무석의 전자현미분석 시 분석위치에 따라 다양한 CaO와 ZnO의 분석값을 보이는데 이로 미루어 치무석과 란시아이트는 양이온 치환에 의한 완전고용체임을 알 수 있다. 치무석의 실험식은 7 $\AA$ 층상구조형 산화망간광물의 일반식인 $R_2_{x}$$_Mn^{4+}$$_{9x}$$O_{18}$$.$n$H_2O$(x=0.81∼1.28, 평균 1.0)에 따라 계산하면(Z $n_{0.78}$$Na_{0.15}$C $a_{0.08}$M $g_{0.01}$$K_{0.01}$)($Mn^{4+}$$_{3.98}$F $e^{3+}$$_{0.02}$)$_{4.00}$$O_{9}$$.$3.85$H_2O$가 되며, 이상적으로는(Zn,Ca)$Mn^{4+}$$_4$$O_{9}$$.$3.85$H_2O$로 나타낼 수 있다. 이는 통상적인 스토이키오메트리 조성식인 $_Mn_4^{4+}$$O_{9}$$.$4$H_2O$와 잘 일치함을 알 수 있다. 치무석은 육방정계이고 단위포는 a=2.840 $\AA$, c=7.486 $\AA$이며 a：c = 1：2.636이다. 시차열분석에 의하면 65, 180, 690 and 102$0^{\circ}C$에서 흡열반응을 보인다. 적외선 흡수분광분석에 의하면 445, 500, 1630 and 3400 $cm^{1}$의 파장에서 흡수대가 나타난다.다.서 흡수대가 나타난다.다.다.
강원도 정선군의 동남광산에서 란시아이트(rancieite)의 Zn단종인 신종광물이 발견되어 이 광물에 대하여 '치무석'(Chimooite)으로 명명하고 그 광물학적 특성을 보고하고자 한다. 치무석은 캄브리아기의 풍촌석회암층을 남북 내지는 북동 방향으로 관입한 능망간석과 황화광물로 형성된 열수광맥의 표층산화대의 산화망간 광물 중에서 발견되었다. 주로 미립의 판상 또는 침상 결정의 집합체로 산출되며, 큰 것은 약 0.2 mm까지 달하나 대부분 0.05 mm이하의 미세 결정체로 산출된다. 한 입자 내에서 중심부의 치무석에서 외각부의 란시아이트로 화학조성이 점이적으로 변한다. 치무석은 푸른빛을 띠는 흑색의 구상 또는 괴상의 집합체로 무광이며 흑갈색의 조흔색을 보인다. 한 방향의 뚜렷한 벽개를 가지며, 경도는 2.5∼4이다. 반사현미경 하에서 치무석은 이방성이며 복굴절을 보여 적갈색의 내부반사색을 보인다. 치무석의 전자현미분석 시 분석위치에 따라 다양한 CaO와 ZnO의 분석값을 보이는데 이로 미루어 치무석과 란시아이트는 양이온 치환에 의한 완전고용체임을 알 수 있다. 치무석의 실험식은 7 $\AA$ 층상구조형 산화망간광물의 일반식인 $R_2_{x}$$_Mn^{4+}$$_{9x}$$O_{18}$$.$n$H_2O$(x=0.81∼1.28, 평균 1.0)에 따라 계산하면(Z $n_{0.78}$$Na_{0.15}$C $a_{0.08}$M $g_{0.01}$$K_{0.01}$)($Mn^{4+}$$_{3.98}$F $e^{3+}$$_{0.02}$)$_{4.00}$$O_{9}$$.$3.85$H_2O$가 되며, 이상적으로는(Zn,Ca)$Mn^{4+}$$_4$$O_{9}$$.$3.85$H_2O$로 나타낼 수 있다. 이는 통상적인 스토이키오메트리 조성식인 $_Mn_4^{4+}$$O_{9}$$.$4$H_2O$와 잘 일치함을 알 수 있다. 치무석은 육방정계이고 단위포는 a=2.840 $\AA$, c=7.486 $\AA$이며 a：c = 1：2.636이다. 시차열분석에 의하면 65, 180, 690 and 102$0^{\circ}C$에서 흡열반응을 보인다. 적외선 흡수분광분석에 의하면 445, 500, 1630 and 3400 $cm^{1}$의 파장에서 흡수대가 나타난다.다.서 흡수대가 나타난다.다.다.
A new mineral, Zn analogue of rancieite (Chimooite), has been discovered at the Dongnam mine, Korea. It occurs as compact subparallel finegrained flaky or acicular aggregates in the massive manganese oxide ores which were formed by supergene oxidation of rhodochrositesulfide ores in the hydrotherm...
A new mineral, Zn analogue of rancieite (Chimooite), has been discovered at the Dongnam mine, Korea. It occurs as compact subparallel finegrained flaky or acicular aggregates in the massive manganese oxide ores which were formed by supergene oxidation of rhodochrositesulfide ores in the hydrothermal veins trending NSN25E and cutting the Pungchon limestone of the Cambrian age. The flakes of chimooite are 0.2 mm for the largest one, but usually less than 0.05 mm. The acicular crystals are elongated parallel to and flattened on (001). This mineral shows gradation to rancieite constituting its marginal part, thus both minerals are found in one and the same flake. Color is bluish black, with dull luster and brown streak in globular or massive aggregates. Cleavage is perfect in one direction. The hardness ranges from 2.5 to 4. Under reflected light it is anisotropic and bireflectant. It shows reddish brown internal reflection. Chemical analyses of different parts of both minerals suggest that rancieite and chimooite constitute a continuous solid solution series by cationic substitution. The empirical chemical formula for chimooite has been calculated following the general formula, $R_2_{x}$ M $n^{4+}$$_{9x}$$O_{18}$$.$n$H_2O$ for the 7 $\AA$ phyllomanganate minerals, where x varies from 0.81 to 1.28 in so far studied samples, thus averaging to 1.0. Therefore, the formula of Znrancieite is close to the wellknown strochiometric formula $_Mn_4^{4+}$$O_{9}$$.$4$H_2O$. The mineral has the formula (Z $n_{0.78}$N $a_{0.15}$C $a_{0.08}$M $g_{0.01}$$K_{0.01}$)(M $n^{4+}$$_{3.98}$F $e^{3+}$$_{0.02}$)$_{4.00}$$O_{9}$$.$3.85$H_2O$, thus the ideal formula is (Zn,Ca)M $n^{4+}$$_4$$O_{9}$$.$3.85$H_2O$. The mineral has a hexagonal unit ceil with a=2.840 $\AA$ c=7.486 $\AA$ and a : c = 1 : 2.636. The DTA curve shows endothermic peaks at 65, 180, 690 and 102$0^{\circ}C$. The IR absorption spectrum shows absorption bands at 445, 500, 1630 and 3400 c $m^{1}$. The mineral name Chimooite has been named in honour of late Prof, Chi Moo Son of Seoul National University.ity.versity.ity.y.
A new mineral, Zn analogue of rancieite (Chimooite), has been discovered at the Dongnam mine, Korea. It occurs as compact subparallel finegrained flaky or acicular aggregates in the massive manganese oxide ores which were formed by supergene oxidation of rhodochrositesulfide ores in the hydrothermal veins trending NSN25E and cutting the Pungchon limestone of the Cambrian age. The flakes of chimooite are 0.2 mm for the largest one, but usually less than 0.05 mm. The acicular crystals are elongated parallel to and flattened on (001). This mineral shows gradation to rancieite constituting its marginal part, thus both minerals are found in one and the same flake. Color is bluish black, with dull luster and brown streak in globular or massive aggregates. Cleavage is perfect in one direction. The hardness ranges from 2.5 to 4. Under reflected light it is anisotropic and bireflectant. It shows reddish brown internal reflection. Chemical analyses of different parts of both minerals suggest that rancieite and chimooite constitute a continuous solid solution series by cationic substitution. The empirical chemical formula for chimooite has been calculated following the general formula, $R_2_{x}$ M $n^{4+}$$_{9x}$$O_{18}$$.$n$H_2O$ for the 7 $\AA$ phyllomanganate minerals, where x varies from 0.81 to 1.28 in so far studied samples, thus averaging to 1.0. Therefore, the formula of Znrancieite is close to the wellknown strochiometric formula $_Mn_4^{4+}$$O_{9}$$.$4$H_2O$. The mineral has the formula (Z $n_{0.78}$N $a_{0.15}$C $a_{0.08}$M $g_{0.01}$$K_{0.01}$)(M $n^{4+}$$_{3.98}$F $e^{3+}$$_{0.02}$)$_{4.00}$$O_{9}$$.$3.85$H_2O$, thus the ideal formula is (Zn,Ca)M $n^{4+}$$_4$$O_{9}$$.$3.85$H_2O$. The mineral has a hexagonal unit ceil with a=2.840 $\AA$ c=7.486 $\AA$ and a : c = 1 : 2.636. The DTA curve shows endothermic peaks at 65, 180, 690 and 102$0^{\circ}C$. The IR absorption spectrum shows absorption bands at 445, 500, 1630 and 3400 c $m^{1}$. The mineral name Chimooite has been named in honour of late Prof, Chi Moo Son of Seoul National University.ity.versity.ity.y.
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제안 방법
전자현미분석에 의한 분석으로는 Mn4+와 Mn2+의 구분이 불가능하므로, 총 Mm의 양으로부터 7 Å 층상구조형 산화망간광물의 일반식인 R2xMn4+9-xO18·nH2O을 이용한 계산으로 구분하였다. H2O의 함량은 총합이 100%가 되도록 차이를 이용하여 산출하였다.
대상 데이터
층상구조형 산화망간광물의 연구를 위하여 다양한 산상의 란시아이트(rancieite), 버네사이트(bumessite) 및 타카넬라이트(takanelite)의 시료를 채취하였다. 이들 중에서 부채상의 침상결정체의 집합체로 산출되는 비교적 결정도가 좋은 시료에 대한 X-선 회절분석, 화학분석, 열분석 및 적외선분광분석 결과 이 광물이 ZnO 함량이 13%에 달하는 란시아이트의 Zn-단종임을 알 수 있었다.
치무석의 X-선 회절상은 Mn 필터를 사용한 FeKa선으로 57.3 mm Debye-Scherrer 카메라를 이용하여 획득하였다. 그 결과는 Table 3에 제시하였다.
이론/모형
화학조성
화학분석은 서울대학교의 JEOL Superprobe 733에 의해 수행되었으며, 가속전압 20 kV, 전류 10 nA 및 조사빔 직경 1 ㎛이의 조건으로 분석하고 Link automation system의 ZAF 보정법에 의해 보정되었다.
적외선 흡수분광분석은 KBr 펠렛 방법을 이용하여 실시하였다. 300 메쉬 이하의 시료 2mg을 KBr 600 mg과 섞어 진공하에서 1200 kg/cm2의 압력으로 압착하여 펠렛을 만들어 적외선을 통과시켜 흡수곡선을 얻었다.
성능/효과
채취하였다. 이들 중에서 부채상의 침상결정체의 집합체로 산출되는 비교적 결정도가 좋은 시료에 대한 X-선 회절분석, 화학분석, 열분석 및 적외선분광분석 결과 이 광물이 ZnO 함량이 13%에 달하는 란시아이트의 Zn-단종임을 알 수 있었다. 이에 우리는 이 광물을 고 손치무(孫致武) 교수님의 존함을 따서 '치무석'(致武石, Chimooite)으로 명명하고 국제광물학회연합(IMA)의 공인을 받기 위하여 준비 중이다.
위의 결과로 이상적인 치무석의 화학식은 ZnMn4O9・4H2O로 나타낼 수 있다.
참고문헌 (14)
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