[논문]H-스멕타이트의 광물학적 특성과 생성관계

노진환; 홍진성

H-스멕타이트의 광물학적 특성과 생성관계
Mineralogical Properties and Paragenesis of H-smectite 원문보기

韓國鑛物學會誌 = Journal of the Mineralogical Society of Korea, v.23 no.4, 2010년, pp.377 - 393

초록
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제3기 마이오세 화성쇄설성 퇴적층인 범곡리충군의 주요 구성 암층인 부석질 응회암의 흡착기능성 광물자원으로서의 자원잠재성을 평가하기 위하여 그 응용광물학적 특성 및 그 규제 요인에 대하여 해석하였다. 장기 지역 범곡리층군에서 주된 암상을 이루는 부석질 응회암은 속성변질되어 저품위 제올라이트 및 벤토나이트를 이룬다. 이들은 부석편의 존재로 인한 성분적 특수성에 기인하여 일부 광석들은 양이온치환 능력, 비표면적 및 산성의 pH 농도와 연관된 우수한 흡착기능성을 나타낸다. 이 흡착기능성 광물질에서 낮은 pH 농도를 유발하는 것은 주로 결정구조상 층간에 수소 이온을 갖는 H-스멕타이트의 존재에 의한 것으로 밝혀졌다. 이 H-스멕타이트는 층간 교환성 양이온으로서 수소 이온의 존재에 의해 결정구조상 불규칙성이 야기되어 엽편상의 결정 가장자리가 다소 말린 형태를 보이고, X-선회절 분석에서는 (001) 회절선을 비롯한 주요 기저 회절선들이 일반적인 Ca-유형의 스멕타이트에 비해 상대적으로 낮은 강도를 보이는 것이 특정이다, 이 H-스멕타이트의 원물질 해석과 광물 공생관계를 토대로 이 독특한 점토광물의 생성 모델을 제시하였다. 즉, 부석질 유리편이 속성과정 동안에 필연적으로 야기되는 수화 변질의 결과로 규산이 해리되면서 생성된 수소 이온에 의해 공극수의 pH가 감소되어 단백석이 생성됨으로써 스멕타이트의 생성을 조장한 것으로 여겨진다. 강한 산성을 유발하는 이같은 H-스멕타이트의 존재에 의해서 범곡리층군의 저품위 흡착기능성 광물자원의 산업적 효용도, 특히 산성백토나 상토 부문 등에서 긍정적으로 평가될 수 있을 것으로 여겨진다.

Abstract ▼ AI-Helper

Pumiceous tuffs occurring in the Beomgockri Group are examined applied-mineralogical characteristics and their controling factors to evaluate their potentials as the adsorption-functional mineral resources. The pumiceous tuffs are diagenetically altered to low-grade zeolitcs and bentonites in the Janggi area. Compositional specialty due to the presence of pumice fragments induces the altered tuffs to exhibit the characteristic adsorption property combined with cation exchange capacity, specific surface area, and acidic pH. Unusual lower pH in the adsorption-functional mineral substances is turned out to be originated from the presence of H-smectite having $H^+$ in the interlayer site of the sheet structure. On account of disordered crystallinity resulting from the exchanged $H^+$ in the interlayer site, the smectite commonly forms crenulated edges in the planar crystal form and exhibits characteristic X-ray diffraction patterns showing comparatively lower intensities of basal spacings including (001) peak than conventional Ca-smectite. Based on the interpretation of paragenetic relations and precursor of the H-smectite, a genetic model of the peculiar clay mineral was proposed. The smectite formation may be facilitated resulting from the precipitation of opal-CT at decreasing pH condition caused by the release of H+ during diagenetic alteration of pumice fragments. Because of the acidic smectite, the low-grade mineral resources from the Beomgockri Group may be applicable to the adsorption industry as the raw materials of acid clays and bed-soil.

주제어

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	저품위 흡착기능성 광물자원은 어떤 점에서 산업응용적 중요성이 부각되고 있는가?	최근에 이르러 국내에서의 벤토나이트 자원의 고갈 문제와 더불어 저품위지만 색다른 기능을 갖는 소위 ‘흡착기능성(adsorption-functional) 광물자원’의 용도(상토, 산성백토 등) 개척 및 수요 신장에 따라 새로운 관점에서의 저품위 제올라이트와 벤토나이트 자원에 대한 연구의 필요성이 제기되고 있는 상황이다(노진환, 2006). 더욱이 이 저품위 흡착기능성 광물자원들은 대규모의 개발이 가능하다는 점에서 그 산업응용적 중요성이 새롭게 부각되고 있다. 이같은 시각에서 비교적 단일 암상으로 대규모의 화산쇄설성 퇴적층을 이루는 범곡리층군은 특히 주목할만한 연구 대상이 될 수 있을 것이다.
	H-스멕타이트의 산출상태는 어떠한가?	지금까지 H-스멕타이트의 성인이나 산출상태, 광화양상 등에 대한 연구는 이루어진 바가 없기 때문에 H-스멕타이트의 산출상태와 결정상 및 조직적인 특징에 대해 검토해 보았다. 주사전자현미경을 통한 관찰 결과, H-스멕타이트는 엽편상의 결정 가장자리가 구부러진(crenulated) 형태를 취하고 있으며 심한 경우 말린 형태를 보인다(그림 10A, C). 이는 Ca, Mg, Na, K와 같은 다른 교환성 양이온에 비해서 상대적으로 작은 크기를 가지는 수소 이온이 층간에 존재하게 됨으로써 스멕타이트의 결정형태의 변화를 유발하게 된 것으로 여겨진다.
	Takeshi는 스멕타이트가 무엇으로 인해 산성의 pH를 나타낸다고 하였는가?	이같은 시각에서 비교적 단일 암상으로 대규모의 화산쇄설성 퇴적층을 이루는 범곡리층군은 특히 주목할만한 연구 대상이 될 수 있을 것이다. 일찍이 Takeshi (1978)는 스멕타이트가 풍화과정에 의해 Mg2+나 Ca2+와 같은 양이온들이 H+이온으로 치환되어 H-스멕타이트(H-smectite)를 형성하며 이로 인해 산성의 pH를 나타낸다고 보고하였다. 그렇지만 별다른 관심을 끌지 못하고 그 이후에 이와 연관된 연구도 잘 이루어지지 않고 있는 상황이다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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