충남지역 활석광상에서 산출되는 금운모의 광물학적 특성 및 활석화 작용과 연관된 금운모의 생성기원을 연구하였다. 연구지역의 활석광상에서 산출되는 운모류는 녹니석과 더불어 활석광석의 주요 불순광물이다 화학적으로 활석과 공존하는 운모류들은 전형적인 금운모 조성을 보여주고, 활석과 직접적인 관련이 없이 산출되는 운모류들은 흑운모에서부터 금운모 조성까지 광범위한 분포를 보여준다. 금운모는 주로 활석광체의 외곽부의 검은 변질대에 분포하며, 특히 괴상 활석광석에 수반 되어 산출된다. 편광현미경이나 후방산란전자상에서는 금운모와 녹니석이 혼정을 이루고 있는 양상을 흔히 관찰할 수 있으며, 드물게 활석과 함께 혼정을 이루는 양상을 관찰할 수 있다. 금운모의 투과전자현미경관찰결과, 일반적으로 전형적인 $10 \AA$의 격자상 내에 $14 \AA$의 녹니석층이 불규칙하게 혼합되어 있기 때문에 금운모의 생성과정이 녹니석과 밀접한 관계가 있음을 지시하고 있다. 이러한 금운모의 산출상태와 광물학적 특성 및 금운모생성에 필요한 K의 기원을 고려하였을 때, 연구지역의 금운모는 활석화 작용의 후기단계에서, 초기 성분과는 달리 K을 충분히 함유한 열수용액과 활석광체와의 반응에 의해서 주로 생성된 것으로 판단된다. K은 이러한 K-변질작용이 일어나기 용이한 구조조건을 가진 활석광체와 주변 화강암질 편마암과의 접촉부에서 화강암질 편마암으로부터 유입되었다.
충남지역 활석광상에서 산출되는 금운모의 광물학적 특성 및 활석화 작용과 연관된 금운모의 생성기원을 연구하였다. 연구지역의 활석광상에서 산출되는 운모류는 녹니석과 더불어 활석광석의 주요 불순광물이다 화학적으로 활석과 공존하는 운모류들은 전형적인 금운모 조성을 보여주고, 활석과 직접적인 관련이 없이 산출되는 운모류들은 흑운모에서부터 금운모 조성까지 광범위한 분포를 보여준다. 금운모는 주로 활석광체의 외곽부의 검은 변질대에 분포하며, 특히 괴상 활석광석에 수반 되어 산출된다. 편광현미경이나 후방산란전자상에서는 금운모와 녹니석이 혼정을 이루고 있는 양상을 흔히 관찰할 수 있으며, 드물게 활석과 함께 혼정을 이루는 양상을 관찰할 수 있다. 금운모의 투과전자현미경관찰결과, 일반적으로 전형적인 $10 \AA$의 격자상 내에 $14 \AA$의 녹니석층이 불규칙하게 혼합되어 있기 때문에 금운모의 생성과정이 녹니석과 밀접한 관계가 있음을 지시하고 있다. 이러한 금운모의 산출상태와 광물학적 특성 및 금운모생성에 필요한 K의 기원을 고려하였을 때, 연구지역의 금운모는 활석화 작용의 후기단계에서, 초기 성분과는 달리 K을 충분히 함유한 열수용액과 활석광체와의 반응에 의해서 주로 생성된 것으로 판단된다. K은 이러한 K-변질작용이 일어나기 용이한 구조조건을 가진 활석광체와 주변 화강암질 편마암과의 접촉부에서 화강암질 편마암으로부터 유입되었다.
Mineralogical characteristics and genesis of phlogopite in the talc deposits of the chungnam area were studied. Mica is one of the major impurity of talc ores in the study area. Talc-related micas show typical phlogopite composition, whereas talc-unrelated micas show wide compositional variations be...
Mineralogical characteristics and genesis of phlogopite in the talc deposits of the chungnam area were studied. Mica is one of the major impurity of talc ores in the study area. Talc-related micas show typical phlogopite composition, whereas talc-unrelated micas show wide compositional variations between biotite and phlogopite. Phlogopite mainly occurs in the black-wall type zone, especially in the nodular talc ores near the outer part of talc ore bodies. Interleaving textures of phlogopite and chlorite are easily observed under the optical microscope and back-scattered electron images. Interleaving textures of phlogopite and talc are observed also. Examination of the phlogopite by transmission electron microscope reveals that 14 $\AA$ layers of chlorite are randomly interlayered within the 10 $\AA$ layers of phlogopite, which suggests that the genesis of phlogopite is closely related to chlorite. Considering the occurrence and mineralogical characteristics of phlogopite, and the possible origin of K for the formation of phlogopite, phlogopite of the study area was formed by interaction between talc ore body and hydrothermal solution containing sufficient K at the late stage of talc formation. K might be introduced from the granitic gneiss at the contact zone between the talc ore body and the granitic gneiss under favorable structural condition for the potash metasomatism.
Mineralogical characteristics and genesis of phlogopite in the talc deposits of the chungnam area were studied. Mica is one of the major impurity of talc ores in the study area. Talc-related micas show typical phlogopite composition, whereas talc-unrelated micas show wide compositional variations between biotite and phlogopite. Phlogopite mainly occurs in the black-wall type zone, especially in the nodular talc ores near the outer part of talc ore bodies. Interleaving textures of phlogopite and chlorite are easily observed under the optical microscope and back-scattered electron images. Interleaving textures of phlogopite and talc are observed also. Examination of the phlogopite by transmission electron microscope reveals that 14 $\AA$ layers of chlorite are randomly interlayered within the 10 $\AA$ layers of phlogopite, which suggests that the genesis of phlogopite is closely related to chlorite. Considering the occurrence and mineralogical characteristics of phlogopite, and the possible origin of K for the formation of phlogopite, phlogopite of the study area was formed by interaction between talc ore body and hydrothermal solution containing sufficient K at the late stage of talc formation. K might be introduced from the granitic gneiss at the contact zone between the talc ore body and the granitic gneiss under favorable structural condition for the potash metasomatism.
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문제 정의
이처럼 연구지역의 활석광상에 대한 광물학적 및 생성기원 연구는 많은 연구자들에 의해 연구되어 있으며, 특히 불순광물 중 녹니석에 대한 연구는 활석광상의기원과 연관지어 자세한 연구가 수행된 바 있으나(Kim and Kim, 1995, 2000), 녹니석과 더불어 주요 불순광물로 산줄되는 금운모에 대한 자세한 연구는 수행된 바 없다. 이번 연구는 충남지역 활석광상에서 산출되는 운모류에 대한 광물학적 연구로서, 특히 금운모의 광물학적 특성과, 사문암의 변질작용에 의한. 활석화 작용과 연관된 금운모의 생성기원을 규명하고자 하였다.
이번 연구는 충남지역 활석광상에서 산출되는 운모류에 대한 광물학적 연구로서, 특히 금운모의 광물학적 특성과, 사문암의 변질작용에 의한. 활석화 작용과 연관된 금운모의 생성기원을 규명하고자 하였다.
제안 방법
활석광석의 광물조성 및 금운모의 감정을 위해서 서울대학교 지구환경과학부의 X-선회절분석기(Rigaku Geigerflex RAD3-C)를 이용하여 X선회절분석(XRD)을 수행하였다. 층상광물의 미세한 구조 관찰과 상호 공생관계를 확인하기 위해 , 서울대학교와 기초과학지원연구원에서 각각 후방산란전자상(BSEI, JEOL JXA 733)과 주사 전자현미경(SEM, CAMECA SX50)관찰을 수행하였으며, 운모류 광물의 화학조성은 서울대학교의 전자현미분석기(JEOL JXA 733)를 이용하여 분석하였다. 특히 금운모의 격자상 및 공생 광물과의 미세구조적 관계를 규명하기 위해 서울대학교 기초과학 공동기기원의 투과전자현미경(TEM, JEOL JEM 2000EXII)을 이용하였다.
층상광물의 미세한 구조 관찰과 상호 공생관계를 확인하기 위해 , 서울대학교와 기초과학지원연구원에서 각각 후방산란전자상(BSEI, JEOL JXA 733)과 주사 전자현미경(SEM, CAMECA SX50)관찰을 수행하였으며, 운모류 광물의 화학조성은 서울대학교의 전자현미분석기(JEOL JXA 733)를 이용하여 분석하였다. 특히 금운모의 격자상 및 공생 광물과의 미세구조적 관계를 규명하기 위해 서울대학교 기초과학 공동기기원의 투과전자현미경(TEM, JEOL JEM 2000EXII)을 이용하였다.
활석광석의 광물조성 및 금운모의 감정을 위해서 서울대학교 지구환경과학부의 X-선회절분석기(Rigaku Geigerflex RAD3-C)를 이용하여 X선회절분석(XRD)을 수행하였다. 층상광물의 미세한 구조 관찰과 상호 공생관계를 확인하기 위해 , 서울대학교와 기초과학지원연구원에서 각각 후방산란전자상(BSEI, JEOL JXA 733)과 주사 전자현미경(SEM, CAMECA SX50)관찰을 수행하였으며, 운모류 광물의 화학조성은 서울대학교의 전자현미분석기(JEOL JXA 733)를 이용하여 분석하였다.
대상 데이터
연구지역은 광범위하게 유구 화강암질 편마암으로 구성되어 있으며, 국지적으로 사문암이 변질되어 형성된 활석광체가 발달하고 있다. (Fig.
성능/효과
9）. 따라서 전체적으로는 초염기성암의 관입-사문암화 작용-활석화 작용（사문암의 열수 변질）-K의 유입에 의한 금운모 생성（K-변질작용）-후기 풍화작용에 의해 현재의 활석광상이생성되었으며, 이러한 과정을 거치면서 금운모는 화강암질 편마암과 활석광체와의 접촉부에 주로 농집된 것으로 해석된다. 또한, K의 유입단계 이전（혹은 동시 기）에 AI2O3와 CaO 등의 유입정도에 따라 현재 괴상활석광석에서 관찰되는 녹니석, 투각섬석, 금운모 등의 분포양상을 갖게 되었다（Fig.
이는 운모류의 팔면체 치환에서의 구조적 제한 때문에 Fe2+가 Mg를 많이 치환할수록 팔면체 내의 AP함량이 증가한다는 이론(Hazen and Wones, 1972)과 잘 일치한다. 또한 활석과 공존하는 운모류들도 활석광체와 화강암질 편마암과의 접촉대로 갈수록 Fe함량이 높아지는 경향을 보이는 것으로 보아, 금운모를 포함하여 연구지역의 삼 팔면체 운모류의 화학조성은 활석광체와 주변 모암인 화강암질 편마암 사이에서 산출되는 공간적 분포양상에 따라 변화하고 있음을 알 수 있다. 일반적으로 자연산 흑운모의 화학조성은 모암의 화학조성과 공존광물에 따르는 것으로 알려져 있으며 (Pattison, 1987), 이는 광범위한 흑운모-금운모 조성을 보여주는 연구지역의 운모류에 대해서도 비교적 잘 일치한다.
그러나 금번 연구결과에 의하면, 금운모의 산출상태와 공간적 분포현황 및 활석광체의 모암인 사문암에는 거의 없는 K의 공급기원을 고려하였을 때, 금운모의 생성단계를 활석화 과정 이후의 단계로 따로 세분하는 것이 보다 합리적인 것으로 사료된다. 즉, 활석의 생성과정이 충분히 진행된후, 열수변질작용 말기에 화강암질 편마암과 충분히 반응하여 초기성분과는 다르게 K을 충분히 함유한 후기 열수용액과 기존 활석광체와의 반응에 의해서 금운모가 생성된 것으로 판단된다（Fig. 9）.
연구지역 내의 금운모를 포함한 운모류를 공존광물 및 산출상태에 따라 구분하면, 활석과의 공존여부에 따라 크게 2가지로 구별할 수 있다. 화학분석결과는 전체적으로 흑운모에서 금운모까지의 연속적인 화학변화를 보여주고 있으나, 활석과의 공존여부에 따라서는 명확히 구분되어, 활석과 공존하는 운모류들은 전형적인 금운모 조성을 보여주고, 활석과 직접적인 관련이 없이 산출되는 운모류들은 흑운모에서부터 금운모에 가까운 조성까지 광범위한 분포를 보여준다. 또한 매우 일정한 Al2O3 함량을 유지하면서 MgO와 FeO의 함량비에 따라 화학조성이 주로 변화하고 있으며, 또한 활석과 공존하는 운모류들도 활석광체와 화강암질 편마암과의 접촉대로 갈수록 Fe 함량이 높아지는 경향을 보인다.
후속연구
이러한 생성과정에 대한 해석은 투과전자현미경 관찰에서도 확인되어, 녹니석이나 활석층이 금운모 내에 일부 잔존하면서 불규칙한 혼합층상광물을 이루고 있음이 관찰되었다. 그러나 이들은 금운모의 생성시 함께, 동시기적으로 생성된 것으로도 해석할 수도 있으므로 금운모와 녹니석과의 성인적 관계는 투과 전자현미경 연구 이외에 각 광물별 동위원소 연구 등과 같은 추가적인 연구가 필요하다. 그렇다 하더라도 금운모의 생성시기는 주된 활석광체의 생성시기 이후로서, 외부로부터 K의 유입에 따른 K-변질작용에 의한 것으로 해석하는 것은 큰 무리가 없는 것으로 판단된다.
참고문헌 (16)
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