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문제 정의
- 이번 연구에서는 텍타이트의 경우 집중적으로 발견되고 있는 지역 중, 아직 연구가 이루어진 바가 없는 아시아 권역의 중국 광동성 마오밍産 텍타이트를 연구대상으로 하였으며 이들의 보석학적 특징을 연구하고자 하였다. 이와 비교할 흑요석은 백두산의 북쪽 산사면에 널리 분포하고 있는 흑요석을 대상으로 하였으며, 동일한 연구를 실시하여 두 물질의 보석학적 차이점을 규명하는 것을 연구목적으로 하였다.
- 이와 비교할 흑요석은 백두산의 북쪽 산사면에 널리 분포하고 있는 흑요석을 대상으로 하였으며, 동일한 연구를 실시하여 두 물질의 보석학적 차이점을 규명하는 것을 연구목적으로 하였다. 또한 이 논문에서는 중국 광동성 마오밍산 텍 타이 트는 광동 텍타이트로, 백두산에서 채취한 흑요석은 백두산 흑요석으로 표기하였다.
제안 방법
- X-선형광분석과 ICP-MS분석은 한국기초과학지원연구원 대구분원과 부산분원에 의뢰하여 분석하였으며, 전자현미분석과 X-선회절분석은 충남대학교 공동실험실습관에서 실시하였다. 본 논문의 미비점을 지적하여 보완할 수 있도록 수고해 주신 심사위원께 감사드린다.
- 광동 텍타이트와 백두산 흑요석의 미량 구성성분을 규명하기 위해 유도결합플라즈마 질량분석 (Inductively coupled plasma spectrometer)-a 실시하였으며, 그 결과는 표 2와 같다.
- 광동 텍타이트와 백두산 흑요석의 주요 구성성분을 규명하기 위해 텍타이트와 흑요석을 분말로 만든 다음 KBr을 혼합시켜 압축기를 이용하여 둥근 원반 형태로 성형시킨 다음 X-선 형광분석기로 분석하였다. 분석 결과에 의하면(표 1), 광동 텍타이트인 경우 주구성 화학성분(wt%) 이 SiC>2(68.
- 광동 텍타이트와 백두산 흑요석의 표면구조를 알아보기 위해 시료를 2~3 mm 정도의 두께로 절단한 다음 1 gm 입도의 연마제로 양면을 연마하였다. 실체현미경을 통해 관찰한 결과, 광동 텍타이트의 연마 표면에서는 반구 형태의 함몰체가 무수히 관찰되며(그림 5), 측정된 최대 직경은 약 0.
- 우선 각 시료에 대해 표면구조, 형태, 광택 등과 같은 외견상 특징을 기술하고, 이들을 박편 및 연마박편으로 제작한 후 편광현미경 및 반사현미경으로 관찰하여 광학성, 표면조직, 내부조직 및 내포물 등에 대해 관찰하였으며, 굴절계를 이용하여 굴절율을 측정하고, 비중저울을 사용하여 비중을 측정하였다. 또한 결정질 또는 비정질인지를 확인하기 위해 X-선 분말 회절 분석을 실시하였으며, 주요 구성화학성분 및 미량성분의 종류 및 함량을 측정하기 위해 X- 선형광분석과 ICP-MS분석을 실시하였다. 특히 흑요석 내에 들어있는 백색 및 흑색 불투명 고체 내포물을 규명하기 위하여 X-선회절분석과전자현미분석을 각각 실시하였다.
- 연구에 사용된 시료는 텍타이 트인 경우, 캐 나다자연 사연 구소로부터 2001년 5월에 기증받은 것이며, 흑요석은 1991년 7월 실시되었던 충남대학교 개교40주년 백두산 자연생태계 조사 때 저자가 직접 채취한 것이다. 우선 각 시료에 대해 표면구조, 형태, 광택 등과 같은 외견상 특징을 기술하고, 이들을 박편 및 연마박편으로 제작한 후 편광현미경 및 반사현미경으로 관찰하여 광학성, 표면조직, 내부조직 및 내포물 등에 대해 관찰하였으며, 굴절계를 이용하여 굴절율을 측정하고, 비중저울을 사용하여 비중을 측정하였다. 또한 결정질 또는 비정질인지를 확인하기 위해 X-선 분말 회절 분석을 실시하였으며, 주요 구성화학성분 및 미량성분의 종류 및 함량을 측정하기 위해 X- 선형광분석과 ICP-MS분석을 실시하였다.
- 이는 쌍정면에서 발생하는 현상으로 해석되며, 따라서 장석인 것으로 추정된다. 이 광물에 대한 확인을 위해 X-선 회절 분석을 실시하였다. 광동 텍타이트와 백색 내포물이 없는 흑요석은 모두 검은 색을 띠며, 깨진 파편일 경우 패각상 단구를 나타낸다.
- 텍타이트와 흑요석의 전체적인 결정상태를 확인하기 위해 X-선회절분석을 실시하였으며, 분석조건은 30 kV, 35 mA이었다. X-선 회절 분석자료는 그림 12와 같으며, 모두 비정질인 것으로 확인되었다(A, B).
- 또한 결정질 또는 비정질인지를 확인하기 위해 X-선 분말 회절 분석을 실시하였으며, 주요 구성화학성분 및 미량성분의 종류 및 함량을 측정하기 위해 X- 선형광분석과 ICP-MS분석을 실시하였다. 특히 흑요석 내에 들어있는 백색 및 흑색 불투명 고체 내포물을 규명하기 위하여 X-선회절분석과전자현미분석을 각각 실시하였다.
대상 데이터
- 사용하였다. 연구에 사용된 시료는 텍타이 트인 경우, 캐 나다자연 사연 구소로부터 2001년 5월에 기증받은 것이며, 흑요석은 1991년 7월 실시되었던 충남대학교 개교40주년 백두산 자연생태계 조사 때 저자가 직접 채취한 것이다. 우선 각 시료에 대해 표면구조, 형태, 광택 등과 같은 외견상 특징을 기술하고, 이들을 박편 및 연마박편으로 제작한 후 편광현미경 및 반사현미경으로 관찰하여 광학성, 표면조직, 내부조직 및 내포물 등에 대해 관찰하였으며, 굴절계를 이용하여 굴절율을 측정하고, 비중저울을 사용하여 비중을 측정하였다.
이론/모형
- 두 물질의 비중은 아르키메데스의 원리를 이용한 비중저울을 사용하여 측정하였다. 광동 텍 타이 트는 2.
성능/효과
- 1) 광동 텍타이트와 백두산 흑요석은 검은색의 유리광택을 띠는 물질로서, 전자는 납작한 구형 물질 또는 아령모양으로, 후자는 괴상체로발견된다. 광동 텍타이트에서는 약간의 지방 광택이 나타난다.
- 2) 광동 텍타이트의 굴절율은 1.510, 비중은 2.66이며, 백두산 흑요석은 굴절율이 1.489, 비중이 2.67~2.68이다. 따라서 광동 텍 타이트와 백두산 흑요석은 굴절율에서 큰 차이를 나타내므로 두 물질로 가공한 보석을 구별할 수 있는 특징적인 성질이다.
- 3) 광동 텍타이트의 화학성분은 주요 화학성분 (wt%) 은 SiCb(68.95 ~ 70.67), A12O3(12.7~ 12.9), Fe2O3(5.03), Ti02(0.70~0.71), CaO(2.26 ~2.30), MgO( 1.64—1.70), K2O(2.31-2.34), Na20(0.52~0.56), L.O丄(0.3)이며, 백두산 흑요석은 Si6(73.79), A12O3(13.2), Fe2O3(1.17), TiO2(0.02), CaO(0.54), MgO(n.d.), K2O(4.35), Na2O(3.1), L.O丄(0.12)이다.
- 4) 광동 텍타이트의 주요 미량원소(ppb)로는 Zn, U, Cr, Ce, Ni, La, Y, Co, Pb 등이 있다. 그러나 백두산 흑요석은 Zn만 광동 텍 타이트에 비해 적을 뿐 기타 원소는 훨씬 풍부하다.
- 5) 광동 텍타이트 내부에는 구형 또는 일그러진 형태의 기포가 다수 발달하며, 실리카 용융체(lechatelierte)가 간혹 관찰된다. 한편 백두산 흑요석에는 기포가 없으며, 유상구조 및 자철석과 새니딘 장석이 내포물이 발견된다.
- 6) X-선회절분석 결과 텍타이트와 흑요석은 모두 비정질 상태의 고체임이 확인되었다.
- 표준시 료(standard)는 전자현미분석용으로 준비되어 있는 자철석을 사용하였다. EDS 자료로 부터(그림 11) 철(Fe)이 주구 성원 소임을 알 수 있으며, 정량적인 화학성분을 분석한 결과(표 3), 각 원소의 함량(wt%)은 SiO2(4.02~4.50), Al2O3(0.19~0.25), Fe2O3(94.67 -98.48), MnO(0.43 ~0.82), MgO(0.22~0.65)인것으로 측정되었다. 이 분석자료로부터 고체 입자의 주 구성성분은 철(Fe)임을 알 수 있으며 따라서 자철 석 (magnetite) 혹은 적철 석 (hematite) 일 가능성이 있는데, 반사현미경 관찰로부터 등방성이 입증됨으로 자철석임을 알 수 있다.
- 또한 백두산 흑요석 내에는 흰색 광물 결정이 다수 존재하는데(그림 4) 이들을 분리해 X-선회절분석을 실시한 결과(그림 13) 정장석임이 확인되었다(표 4).
- 분석하였다. 분석 결과에 의하면(표 1), 광동 텍타이트인 경우 주구성 화학성분(wt%) 이 SiC>2(68.95~70.67), Al2O3(12.67~12.90), Fe2O3 (5.03), TiC>2(0.70~0.71), CaO(2.26~2.30), MgO (1.64~1.70), 险0(2.31~2.34), Na20(0.52~0.56), L.O.I(0.3)이다. 백두산 흑요석의 경우는 SiO2 (73.
- 65)인것으로 측정되었다. 이 분석자료로부터 고체 입자의 주 구성성분은 철(Fe)임을 알 수 있으며 따라서 자철 석 (magnetite) 혹은 적철 석 (hematite) 일 가능성이 있는데, 반사현미경 관찰로부터 등방성이 입증됨으로 자철석임을 알 수 있다. 이 분석자료로부터 계산된 자철석의 화학식은 (Fe%.
- 따라서 이 금속광물이 적철석(이방성)이 아니라 자철석임을 알 수 있다. 흥미로운 사실은 흑요석의 투명도와 색의 짙기는 그 속에 들어있는 자철석 침상체의 수효에 관련되어 있음을 알 수 있었다. 즉, 불투명한 침상체의 수효가 증가할수록 투명도가 감소하고, 동시에 색도 짙어진다.
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