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[국내논문] 태백지역 만항층 셰일에서 산출되는 백운모-파이로필라이트 혼합상에 대한 연구
A Study on the Muscovite-Pyrophyllite Mixed Phase in the Shale from the Manhang Formation, Taebaek Area 원문보기

韓國鑛物學會誌 = Journal of the Mineralogical Society of Korea, v.24 no.4, 2011년, pp.313 - 320  

최승현 (전북대학교 지구환경과학과) ,  문향란 (전북대학교 지구환경과학과) ,  이영부 (한국기초과학지원연구원 전주센터) ,  이정후 (전북대학교 지구환경과학과)

초록
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강원도 태백지역에 분포하는 만항층 셰일의 운모류 층상규산염광물입자에 대한 EPMA 및 TEM 연구를 수행하였다. EPMA 분석에 의한 만항층 셰일 내 운모류 층상규산염광물의 평균 화학식은 $K_{1.35}(Fe_{0.18}Mg_{0.03}Al_{3.86})(Si_{6.55}Al_{1.45})O_{20}(OH)_4$이며, 이는 백운모의 이상화학식과 비교하면 층간 양이온인 K의 함량이 낮아서 일라이트에 가까운 조성을 갖는다. X-선 회절 분석에 의하면 만항층 셰일에서 파이로필라이트가 흔히 백운모와 함께 산출된다. TEM 격자상 관찰에 의하여 $10{\AA}$의 백운모와 $9.3{\AA}$의 파이로필라이트 층들이 단일 층 수준에서의 층간 혼합 및 층 내 혼합 현상이 동시에 관찰되었다. EPMA 분석에서 K 함량이 백운모에 비해 낮게 분석된 원인은 이처럼 입자 내에서 백운모와 파이로필 라이트가 밀접하게 공존하기 때문으로 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Mica-type phyllosilicate particles in the shales of the Manhang formation at the Taeback area in the Kangwon Province were studied using electron probe microanalysis (EPMA) and transmission electron microscopy (TEM). The average chemical formula of the mica-type phyllosilicate mineral analysed by EP...

Keyword

#일라이트   #백운모   #파이로필라이트   #격자상  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 이번 연구는 강원도 태백시 장성동 일대에 분포하는 평안누층군의 만항층 셰일을 대상으로 하였다. 암석 시료에 대한 EPMA 정량분석과 BSE상 관찰을 통하여 백운모/파이로필라이트(M/P) 혼합층상의 존재 유무를 확인하고, TEM 격자상 관찰을 통하여 백운모와 파이로필라이트가 어떠한 형태로 혼합층상을 이루고 있는지를 확인하고자 하였다.
  • 이번 연구를 위한 야외조사와 암석 시료 채취에 많은 도움을 준 전북대학교 지구환경과학과 광물 연구실의 학부생들에게 고마움을 전한다. 그리고 지질도 작업 및 그림작업에 도움과 조언을 한 장용석 박사에게도 감사의 뜻을 전한다.
  • TEM 관찰은 격자상에서 일라이트와 백운모의 차이점을 규명하기 위한 목적에서 실시되었다. 일반적으로 일라이트의 격자상은 불규칙하여 구불구불한 모습을 보여주며 백운모는 규칙적으로 나타나는데, 이러한 차이점에 착안하여 구불구불한 일라이트의 격자상을 정확히 규명하고자 하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
셰일과 같은 이질 퇴적암에 함유되어 있는 점토 광물들은 속성작용의 증가에 따라 다른 광물로 전이되는데 이과정에서 나타나는 것은? , 1985). 이 과정에서 다양한 형태의 혼합층상이 나타나는데(Lee et al., 1985), 먼저 스멕타이트의 속성작용에 의해 생성된 일라이트는 스멕타이트와 혼합층상(I/S)을 이루게 된다(Srodon and Eberl, 1984). 일라이트/스멕타이트(I/S) 혼합층상은 스멕타이트녹니석으로 전이 단계의 중간 광물인 사문석 구조의 광물(berthierine)과의 혼합층상(I/Sp), 일라이트/녹니석(I/C) 혼합층상, 백운모/녹니석(M/C) 혼합층상을 수반하면서 각각의 광물(백운모와 녹니석)로 진화한다(Lee and Peacor, 1983; Lee et al., 1984; Lee et al.
일라이트와 백운모를 구분하는 것은 쉽지 않은 이유는? 일라이트와 백운모는 화학 조성[KAl2Si3AlO10(OH)2]과 결정구조에서 큰 차이를 보이지 않으므로, 이 두 광물을 정확히 구분하는 것은 쉽지 않다. 이들의 TEM 10 Å 격자상을 비교하면, 전반적으로 불규칙한 층을 갖는 일라이트와 달리, 백운모는 구불구불하거나 층의 결손구조가 보이지 않는 완벽한 형태의 모습을 보여준다(최승현 외, 2008).
셰일과 같은 이질 퇴적암에 함유되어 있는 점토 광물 속성작용의 증가에 따라 어디로 전이되는가? 셰일과 같은 이질 퇴적암에 함유되어 있는 점토 광물들은 속성작용의 증가에 따라 다른 광물로 전이되는데, 이 과정에서 생성된 일라이트는 온도가 증가하면서 백운모로 전이된다(Lee et al., 1985).
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참고문헌 (17)

  1. 박수인 (1989) 사북-고한지역에 분포하는 평안누층군의 코노돈트 생층서에 관한 연구. 지질학회지, 25, 192-201. 

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  2. 이영부 (1993) 직운산층과 만항층의 속성 및 변성작용에 대한 광물학적 연구 : EPMA, TEM 연구. 전북대학교 지구과학과 석사 학위논문. 

  3. 최승현, 문향란, 이영부, 최문철, 이정후 (2008) TEM을 이용한 일라이트-백운모 전이에 대한 연구 : 태백지역 퇴적암에 대한 예비 연구. 2008년 추계지질과학연합 학술발표회 초록집, 대전컨벤션센터, 10월 23일, 142p. 

  4. 최승현 (2009) 태백지역 퇴적암에서 산출되는 Illite에 대한 광물학적 연구 : EPMA, TEM 연구. 전북대학교 지구환경과학과 석사 학위논문. 

  5. 태백산지구지하자원조사단 (1962) 태백산지구 지질도. 국립지질조사소. 

  6. 홍민화 (1986) 강원도 영월, 상동-태백, 소도리 간에 분포하는 조선누층군 상부(직운산층, 두위봉층)의 층서와 고생물학적 연구. 연세대학교 지질학과 석사 학위논문. 

  7. Ahn, J.H. and Peacor, D.R. (1986) Transmission and analytical electron microscopy of the smectite to illite transition. Clays and Clay Minerals, 34, 165-179. 

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  8. Brattli, B. (1997) A rectorite-pyrophyllite-chlorite-illite assemblage in pelitic rocks from Colombia. Clay Mineralogy, 32, 425-434. 

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  9. Evans, B.W. and Guggenheim, S. (1988) Talc, pyrophyllite and related minerals. Reviews in Mineralogy, 19, 225-294. 

  10. Frey, M. (1987) Very low grade metamorphism of clastic sedimentary rocks. In: Frey, M. (ed.), Low temperature metamorphism, Blackie & Son Ltd., Glasgow, 9-58. 

  11. Jiang, W.T., Essene, E.J., and Peacor, D.R. (1990) Transmission electron microscopic study of coexisting pyrophyllite and muscovite : Direct evidence for the metastability of illite. Clays and clay minerals, 38, 225-240. 

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    원문보기 상세보기

  13. Lee, J.H. and Peacor, D.R. (1983) Intralayer transitions in phyllosilicates of the Martinsburg Shale. Nature, 303, 608-609. 

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  14. Lee, J.H., Peacor, D.R., Lewis, D.D. and Wintsch, R.P. (1984) Chlorite-illite/muscovite interlayered and interstratified crystals: A TEM/STEM study. Contrib. Mineral. Petrol., 88, 372-385. 

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  15. Lee, J.H., Ahn, J.H. and Peacor, D.R. (1985) Textures in layered silicates: progressive changes through diagenesis and low-temperature metamorphism. J. Sediment. Petrol., 55, 532-540. 

  16. Montaya, J.W. and Hemley, J.J. (1975) Activity relations and stabilities in alkali feldspars and mica alteration reactions. Econ. Geol., 70, 577-583. 

    상세보기 crossref

  17. Srodon, J. and Eberl, D.D. (1984) Illite, Reviews in Mineralogy. vol. 13, Micas, ed. S.W. Bailey, 495-544. 

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