[논문]동아광산 일대 투각섬석과 양기석의 산출상태 및 광물학적 특성 연구

김성호; 김정진

doi:10.9727/jmsk.2015.28.4.333

동아광산 일대 투각섬석과 양기석의 산출상태 및 광물학적 특성 연구
Mineralogical Characteristic and Occurrence of Tremolite and Actinolite in the Dong-A mine, Korea 원문보기

韓國鑛物學會誌 = Journal of the Mineralogical Society of Korea, v.28 no.4, 2015년, pp.333 - 341

초록
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동아광산에서 채취한 암석 시료의 X-선 회절분석 결과 주 구성광물은 백운석(Dolomite : $CaMg(Co_3)_2$, 투각섬석(Tremolite : $Ca_2Mg_5Si_{18}O_{22}(OH)_2$), 활석(Talc : $Mg_3Si_4O_{10}(OH)_2$), 방해석(Calcite : $CaCO_3$)이며, 소량의 석영(Quartz : $SiO_2$)을 포함하고 있다. 편광현미경 관찰 결과 종횡비는 일반적으로 정의하는 3 : 1의 수치보다 높은 값을 나타내며 신장방향에 대한 소광각은 $8.0-19.5^{\circ}$의 범위로 사소광을 나타낸다. 주사전자현미경 관찰 결과 석면의 장경은 $5{\mu}m$ 이상이고 최대 $250{\mu}m$ 정도이며 종횡비는 3 : 1 정도이다. 암석시료에서 나타나는 석면결정은 벽개면을 따라 성장하고 있으며 결정의 끝부분이 침상형태를 나타낸다. 에너지분산분광분석결과 투각섬석이 주 구성광물인 시료는 대체로 Fe의 함량이 높게 나타난다.

Abstract ▼ AI-Helper

As results of X-ray diffraction analysis, samples of asbestos and soil were composed maily of dolomite ($CaMg(Co_3)_2$, tremolite ($Ca_2Mg_5Si_{18}O_{22}(OH)_2$), actinolite ($Ca(Mg,\;Fe)_6Si_8O_{22}(OH)_2$), talc ($Mg_3Si_4O_{10}(OH)_2$), calcite ($CaCO_3$) and small amounts of quartz ($SiO_2$) and clay minerals. The average size of asbestos fibers was about $100{\mu}m$ and maximum of some asbestos was $250.0{\mu}m$ in length. The aspect ratio of asbestos fiber were over 3 : 1 and inclined extinction in the range of $8.0-19.5^{\circ}$. Single isolated fragments of asbestos are probably fiber and acicula form in crystal edge along the cleavage plane. Tremolite that composed main asbestos mineral in rock and soil around Dong-a mine is higher content of Fe than actinolite asbestos.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 1920년대부터 1960년대까지 ‘지피’라고 불리는 투각섬석 계열의 석면을 채굴했던 동아광산에서 산출되는 석면의 광물학적 특성과 산출상태를 밝히는 데 그 목적이 있다.

제안 방법

투과전자현미경은 수만 배에 이르는 높은 배율로 확대할 수 있어서 미세한 석면 섬유들을 상세하게 관찰하고 유형별로 정확히 감정할 수 있는 장점이 있다(최진범, 2010). DG-02의 암석시료를 대상으로 결정이 변형되지 않도록 부드럽게 분쇄한 후 탄소로 코팅된 구리망의 그리드에 시료를 장치하여 투과전자현미경 관찰을 수행하였다. 투각섬석을 투과전자현미경으로 관찰시 독특한 형태학적인 섬유관 내에 결정화의 형태를 관찰할 수 있다(Malcolm Ross, 2008).
02, CuK α)과 편광현미경으로 실험하였으며, 미세구조와 형태, 구성성분의 정성⋅정량분석을 위해 주사전자현미경(JEOL- JSM-6300 SEM&EDS) 관찰을 실시하였다. 구성광물의 결정학적 특성을 알아보기 위하여 편광현미경(Nikon/JP/ECLIPSE LV 100POL) 관찰을 수행하였으며, 결정의 형태, 화학 조성, 결정 구조를 밝히기 위하여 투과전자현미경(Jeol사의 JEM-2010)분석을 수행하였다.
암석시료 및 토양시료는 기본적으로 광물로 구성되어 있기 때문에 X-선 회절분석(Rigaku사의 D/max 2000, scanning time 1 sec, 5~60°, step 0.02, CuK α)과 편광현미경으로 실험하였으며, 미세구조와 형태, 구성성분의 정성⋅정량분석을 위해 주사전자현미경(JEOL- JSM-6300 SEM&EDS) 관찰을 실시하였다.
투각섬석의 확인을 위하여 DG-02 시료를 대표 시료로 정하고 암석박편을 제작하였으며 Fig. 8에 나타내었다. 침상의 결정들이 벽개면을 따라 생성되는 모습을 보이며 전체적으로 섬유상 또는 침상에 가깝다.

대상 데이터

본 연구에서 대상이 되는 투각섬석(tremolite)은 일반적으로 유해성이 가장 큰 것으로 알려진 청석면보다 유해성이 더욱 높은 것으로 알려지고 있다(Stanton et al., 1981). 본 연구에서는 1920년대부터 1960년대까지 ‘지피’라고 불리는 투각섬석 계열의 석면을 채굴했던 동아광산에서 산출되는 석면의 광물학적 특성과 산출상태를 밝히는 데 그 목적이 있다.
불국사층의 흑운모화강암에 의하여 관입되어 독립적으로 분포함으로 대석회암층과 부정합관계로 상부에 놓이며 대동계 지층보다 하위인 것으로 보인다(Lee and Park, 1965). 본 연구지역인 동아광산은 충청북도 제천시 수산면에 소재하는 위치하고 있으며, 지리좌표 상으로 경도 : 128:11:27.4, 위도 : 36:56:54.6, TM 좌표 305824.571, 383958.299에 위치한다. 본 연구 지역인 동아광산에 대한 석면 생산량에 대한 정보는 거의 없지만 1941년 전국 석면 생산량의 90%를 차지했다는 기록이 있다.
시료 채취는 동아광산을 기준으로 1 km 이내에서 암석과 토양시료를 구분하여 채취하였다(Fig. 5). 암석시료는 시료번호 DG-1, DG-2, DG-3, DG-9로 석면을 포함하고 있으며, 갱구 주변에 적치되어있는 폐석 적치장에서 채취하였다.
5). 암석시료는 시료번호 DG-1, DG-2, DG-3, DG-9로 석면을 포함하고 있으며, 갱구 주변에 적치되어있는 폐석 적치장에서 채취하였다. 토양 시료는 시료 번호 DG-4, DG-5, DG-6, DG-7, DG-8로 석면의 비산을 방지하기 위해 적당히 물을 뿌려 습윤화시킨 후 모종삽을 이용하여 5-10개의 부시료를 취합하여 최대한 균질화하여 1개의 시료로 선정하였다.
암석시료는 시료번호 DG-1, DG-2, DG-3, DG-9로 석면을 포함하고 있으며, 갱구 주변에 적치되어있는 폐석 적치장에서 채취하였다. 토양 시료는 시료 번호 DG-4, DG-5, DG-6, DG-7, DG-8로 석면의 비산을 방지하기 위해 적당히 물을 뿌려 습윤화시킨 후 모종삽을 이용하여 5-10개의 부시료를 취합하여 최대한 균질화하여 1개의 시료로 선정하였다.

성능/효과

9개의 시료에 대한 X-선 회절분석(XRD) 결과 암석 시료를 구성하고 있는 주 광물은 백운석[Dolomite : CaMg(CO₃)₂], 투각섬석[Tremolite : Ca₂Mg₅Si₈O₂₂(OH)₂], 양기석 혹은 녹섬석[Acti nolite : Ca₂(Mg, Fe)₅Si₈O₂₂(OH)₂], 활석[Talc : Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂], 방해석[Calcite : CaCO₃]이며, DG-01에서 소량의 석영[Quartz : SiO₂]을 포함하고 있다(Fig. 6). 시료 DG-02는 방해석, 활석, 투각섬석이 주 구성광물이며, DG-03의 경우 구성광물은 양기석과 백운석이지만, 대부분은 백운석이고 미량의 양기석을 포함하고 있다.
광산 주변에 방치된 암석 4곳, 토양시료 5곳에서 채취한 시료의 X-선 회절분석 결과 암석시료의 주 구성광물은 백운석, 투각섬석, 양기석, 활석, 방해석이며, DG1에서 소량의 석영을 포함하고 있지만 토양시료의 주 구성광물과 거의 유사하다. 투각섬석의 경우 토양에서 투각섬석 보다 신선한 암석 내의 투각섬석이 섬유상 내지 침상형을 나타내며 암석시료보다 좀 더 넓은 회절선을 나타내고 강도가 약하게 나타났다.
양기석은 섬유상의 광물이 다발형태를 이루고 있지만 투각섬석은 섬유상의 결정이 분리되어 있거나 주상 또는 침상의 형태로 나타난다. 이들에 대한 에너지분산분광분석(EDS) 결과 양기석이 주구성광물인 DG-03과 DG-07의 시료에서 대체로 Fe의 함량이 높게 나타난다(Table 2).
광산 주변에 방치된 암석 4곳, 토양시료 5곳에서 채취한 시료의 X-선 회절분석 결과 암석시료의 주 구성광물은 백운석, 투각섬석, 양기석, 활석, 방해석이며, DG1에서 소량의 석영을 포함하고 있지만 토양시료의 주 구성광물과 거의 유사하다. 투각섬석의 경우 토양에서 투각섬석 보다 신선한 암석 내의 투각섬석이 섬유상 내지 침상형을 나타내며 암석시료보다 좀 더 넓은 회절선을 나타내고 강도가 약하게 나타났다.
5°의 사소광의 성질을 나타내고 전체적으로 섬유상 또는 침상에 가깝다. 편광현미경의 분해력 한계로 인하여 수만 배에 이르는 높은 배율로 미세구조를 관찰한 투과전자현미경 관찰 결과 튜브형태의 모습을 보이고 SAED 관찰로 투각섬석임을 알 수 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	석면광물을 나타내는 다양한 단어는?	고대 그리스 철학자들이 쓰는 두 가지 단어(amiantos, asvestos)의 사용으로 추정되는 asbestos, asbestus, asbestion, asbest, asbeste, asbeston, abeston, amiantos, amiantus, amianthus, aminant, amiante의 석면광물을 나타내는 다양한 단어들이 고대에 사용되었다. 고대 그리스 작가의 일부는 생석회라는 의미에 asvestos를 사용했다.
	사문석계와 각섬석계에는 각각 어떠한 것이 있나?	19세기부터 20세기에 발견된 자연계에 존재하는 6종의 섬유상 광물질을 칭하는 석면은 크게 사문석계와 각섬석계의 2가지 광물 군으로 구분할 수 있다. 사문석계에 속하는 석면(Guthfic and Mossman, 1993)은 백석면(chrysotile)이 있으며 갈석면(amosite), 청석면(crocidolite), 안소필라이트(anthophyllite), 투각섬석(tremolite), 엑티놀라이트(actinolite)는 각섬석계의 석면으로 구분된다.
	고대 그리스 작가는 생석회라는 의미의 단어로 어떤 것을 사용했나?	고대 그리스 철학자들이 쓰는 두 가지 단어(amiantos, asvestos)의 사용으로 추정되는 asbestos, asbestus, asbestion, asbest, asbeste, asbeston, abeston, amiantos, amiantus, amianthus, aminant, amiante의 석면광물을 나타내는 다양한 단어들이 고대에 사용되었다. 고대 그리스 작가의 일부는 생석회라는 의미에 asvestos를 사용했다. 로마인들은 전투에서 적들을 질식시키기 위해 사용되었던 생석회를 석면이라 오역하는 것에서 유래하여 본래 석면이 가진 위험성에 대해 인지하고 있었다(Browne and Murray, 1990).

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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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