[논문]제주도 한라산 남부 지역 분석구 스코리아의 철 화합물에 관한 연구

고정대; 최원준

doi:10.4283/jkms.2016.26.6.213

제주도 한라산 남부 지역 분석구 스코리아의 철 화합물에 관한 연구
A Study on the Iron Compounds of Cinder Cones' Scoria in the Southern Area of Halla Mt., Jeju Island 원문보기

韓國磁氣學會誌 = Journal of the Korean Magnetics Society, v.26 no.6, 2016년, pp.213 - 218

고정대 (제주대학교 기초과학연구소) , 최원준 (제주대학교 기초과학연구소)

초록
AI-Helper

제주도 한라산 중산간지대 남부 지역에 분포하는 스코리아의 특성을 알아보기 위하여 이 지역 스코리아 시료들에 대한 광물 조성과 산화철의 원자가 상태 그리고 자기적 성질을 고찰하였다. XRD 분석으로부터 조성 광물을 확인하였으며, $M{\ddot{o}}ssbauer$ 분광법을 통해 시료 내에 존재하는 철 화합물 특성을 조사하였다. XRD 분석으로부터 구성 광물들은 석영 및 장석 anorite가 주 성분을 이루는 장석 현무암임을 알 수 있었으며, 철 화합물로는 olivine, pyroxene, ilmenite, hematite, magnetite 등으로 구성되어 있음을 알았다. 이들 철 화합물에 관한 $M{\ddot{o}}ssbauer$ 분광 분석으로부터 한라산 남부 지역에 분포하고 있는 스코리아는 대부분 6중 선의 초미세자기장을 나타내는 hematite와 magnetite로 구성되어 있고, olivine, pyroxene, ilmenite에 의한 2중선들도 함께 나타내고 있음을 볼 수 있었다. 이전 연구에서 발표했던 제주 서부 지역의 시료들과 비교한 결과, $Fe^{2+}$인 olivine의 I.S.와 Q.S. 값은 각각 1.22 mm/s와 3.09~3.13 mm/s로써 서로 비슷한 구조의 $Fe^{2+}$ olivine이 함유되어 있음을 알았고, $Fe^{3+}/Fe_{tot.}$의 비율은 85.90~92.82 %이었다. 이 결과로부터 서로 같은 시기에 육상 형성된 시료들임을 추정할 수 있었다. 시료 내의 magnetite에 대한 사면체(A site) 면적 비와 팔면체(B site) 면적 비(B/A)를 조사한 결과, 2보다 작은 0.22~0.55으로 나타났다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study reviewed mineral composition on Scoria samples of this area, atomic value state of oxidized steel, and magnetic property in order to look into characteristics of scoria that was distributed in southern area of mountainous areas, Halla Mt. of Jeju Island. By XRD analysis, mineral composition was confirmed, and characteristics of iron compounds existed in samples were investigated through $M{\ddot{o}}ssbauer$ spectroscope. Composing minerals could be learnt as feldspar basalt from XRD analysis because composting minerals were composed of quartz and feldspar anorite mainly, and iron compounds were made up with olivine, pyroxene, ilmenite, hematite, and magnetite. By $M{\ddot{o}}ssbauer$ spectroscope analysis on these iron compounds. it consisted of hematite and magnetite which showed hyperfine magnetic field of sextet mostly, and also doublet by olivine, pyroxene, ilmenite could be seen as appearing together. As a result of comparing with samples of Jeju western area having been announced in previous research, I.S. and Q.S. values of olivine, $Fe^{2+}$, were 122 mm/s and 3.09~3.13 mm/s respectively, and a fact could be known that $Fe^{2+}$ olivine having similar structure each other was contained, and the ratio of $Fe^{3+}/Fe_{tot.}$. was 85.90~92.82 %. From these findings, it was able to be presumed that they belonged to samples having been formed on the land at the same period of time. As a result of investigating area ratio of tetrahedron (A site) and octahedron (B site) regarding magnetite in samples, it was turn out to be 0.22~0.55 less than 2.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

그러나 이들의 특성을 알아 볼 수 있는 이들 분석구의 주성분 스코리아에 관한 연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 X-선 회절법 (XRD) 그리고 Mössbauer 분광법을 통해 이들 스코리아 시료 내의 철 화합물에 관하여 고찰하였다[4-7].

제안 방법

5425 Å인 CuKα 선을 이용하였고 2θ의 범위는 5~50º , 전류는 30 mA, 가속 전압은 40 kV, 주사 속도는 10^o/분으로 했다. Mössbauer 분광 실험을 위해 RITVERC Gmbh사의 30 mCi Co⁵⁷ 단일 γ 선원을 사용하였고 흡수체와 검출기 사이와의 거리는 160 mm로 유지하였으며, 이 때 측정 오차를 줄이기 위하여 계수가 약 5×10⁵ 이상이 되도록 하였고, Doppler 속도는 ± 16 mm/s가 되도록 조절하였다.
X-선 회절을 위한 측정은 파장이 1.5425 Å인 CuKα 선을 이용하였고 2θ의 범위는 5~50º , 전류는 30 mA, 가속 전압은 40 kV, 주사 속도는 10^o/분으로 했다. Mössbauer 분광 실험을 위해 RITVERC Gmbh사의 30 mCi Co⁵⁷ 단일 γ 선원을 사용하였고 흡수체와 검출기 사이와의 거리는 160 mm로 유지하였으며, 이 때 측정 오차를 줄이기 위하여 계수가 약 5×10⁵ 이상이 되도록 하였고, Doppler 속도는 ± 16 mm/s가 되도록 조절하였다.

대상 데이터

본 연구를 위한 스코리아 시료들은 A(어점이악: 33^o 19' 30''N, 126^o 29' 04''E), B(시오름: 33^o 18' 43''N, 126^o 31'06''E), C(미악: 33^o 18' 01''N, 126^o 33' 31''E), D(고근: 33^o26' 67''N, 126^o 51' 32''E), E(각시바위: 33^o 27' 74''N, 126^o52' 62''E) 등의 5곳에서 채취되었으며, 이 위치에 대한지도를 Fig. 1에 나타내었다[8]. 채취된 시료는 공기 중에서 충분히 건조시켜 60 μm 이하가 되도록 분말로 분쇄한 후, X-선 회절 분석 시료로 이용하였고, Mössbauer 흡수체로 사용하기 위한 분말 시료는 시료의 양이 10 mg/cm²가 되도록 평량한 후, 유압기로 10 MPa의 압력을 가하여 가장 흡수율이 좋은 직경 21 mm, 두께 0.
제주도 한라산 남쪽 시오름 주변 분포하는 분석구 스코리아 시료들의 물리 화학적 특성을 조사한 결과를 요약하면 다음과 같다.
1에 나타내었다[8]. 채취된 시료는 공기 중에서 충분히 건조시켜 60 μm 이하가 되도록 분말로 분쇄한 후, X-선 회절 분석 시료로 이용하였고, Mössbauer 흡수체로 사용하기 위한 분말 시료는 시료의 양이 10 mg/cm²가 되도록 평량한 후, 유압기로 10 MPa의 압력을 가하여 가장 흡수율이 좋은 직경 21 mm, 두께 0.5 mm의 원판 모양으로 제작하였다.

이론/모형

2과 같다. 이 스펙트럼을 Lorentzian 함수를 써서 least square fitting법으로 구한 Mössbauer parameter 값들을 Table I에 나타내었다.

성능/효과

X-선 회절 분석에 의하면 구성광물들은 석영 및 장석계열의 anorite가 주 구성 물질이며, 철 화합물로는 olivine, pyroxene, ilmenite, hematite, magnetite 등의 광물이 확인되었고, 점토광물은 확인되지 않았다. 따라서 이곳의 스코리아 시료들 내에는 주로 석영 및 장석과 함께 철 화합물도 다양 하게 포함되어 있지만 풍화 변질이 급격히 진행되지 않았음을 알 수 있다.
시료 내에 포함되어 있는 철 화합물에 대한 Mössbauer 스펙트럼 분석에 의하면 6중선의 hematite와 magnetite의 면적 비는 각각 26.05~31.79 %와 34.53~44.91 %이며 magnetite와 hematite를 합한 면적 비율이 63.19~71.96 %이므로 Fe³⁺ 성분이 철 화합물의 주 구성 성분임을 알 수 있다. 이외에도 olivine, pyroxene, ilmenite에 의한 Fe²⁺ 철 화합물과 그리고 실리카 광물로 추정되는 Fe³⁺ 철 화합물들도 포함되어 있는 것으로 분석되었다.
이것은 이들 분석구들은 후기분석구로서 제주 서부 지역의 분석구들과 형성시기가 비슷함을 알 수 있다. 한편, 시료들의 Fe³⁺/Fe_tot.값은 85.90~92.82 %로 분석되었으며, 기존의 서부 지역 스코리아 성분들 보다 비교적 높고 함량 비의 범위 또한 좁다. 이와 같은 결과들은 기존 연구된 지역 시료들과 달리, 이 지역 시료들은 비슷한 시기에 유사한 분화 과정을 통해 생성되었음을 비교 확인하였다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	제주도 지형의 특징은?	제주도는 한라산(해발 1,950 m)을 중심으로 북동동-남서서 방향의 장축(74 km)과 이에 수직인 방향의 단축(32 km)을 갖는 타원형의 화산섬으로 신생대 제4기 동안의 화산활동에 의해 형성되었으며, 순상화산의 지형으로 그 면적은 약 1,847 km2에 달한다[1, 2].
	제주도는 어느시기 화산활동으로 형성되었는가?	제주도는 한라산(해발 1,950 m)을 중심으로 북동동-남서서 방향의 장축(74 km)과 이에 수직인 방향의 단축(32 km)을 갖는 타원형의 화산섬으로 신생대 제4기 동안의 화산활동에 의해 형성되었으며, 순상화산의 지형으로 그 면적은 약 1,847 km2에 달한다[1, 2].
	한라산 중산간지대 남부 지역에 분포하는 스코리아는 어떤 자기장으로 구성되어 있는가?	XRD 분석으로부터 구성 광물들은 석영 및 장석 anorite가 주 성분을 이루는 장석 현무암임을 알 수 있었으며, 철 화합물로는 olivine, pyroxene, ilmenite, hematite, magnetite 등으로 구성되어 있음을 알았다. 이들 철 화합물에 관한 $M{\ddot{o}}ssbauer$ 분광 분석으로부터 한라산 남부 지역에 분포하고 있는 스코리아는 대부분 6중 선의 초미세자기장을 나타내는 hematite와 magnetite로 구성되어 있고, olivine, pyroxene, ilmenite에 의한 2중선들도 함께 나타내고 있음을 볼 수 있었다. 이전 연구에서 발표했던 제주 서부 지역의 시료들과 비교한 결과, $Fe^{2+}$인 olivine의 I.

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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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