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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 노열
- 발행연도
- 2015
- 저작권
- 전남대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수4
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사문석군 광물은 초염기성암 또는 석회 규산염암이 변성 및 열수변질을 받아 형성되는 광물로써 크리소타일, 안티고라이트, 리자르다이트를 포함한다. 이들 광물은 사면체판과 팔면체판 내 Mg와 Si 성분이 치환됨에 따라 다른 결정구조와 형태를 지닌다. 국내에서 보고된 기존 연구에 의하면 크리소타일은 섬유상으로, 그 외 안티고라이트와 리자르다이트는 판상으로 산출되는 것으로 보고되어졌다. 하지만 국외에서 안티고라이트도 섬유상으로 발달하여 인체에 유해성을 줄 수 있다는 연구가 보고된 바 있어 홍성과 가평 사문암 내 섬유상으로 산출되는 사문석군 광물의 종류 및 광물·화학적 특성을 알아보고자 하였다.
연구지역인 홍성은 각섬석 편암이 부분적으로 사문암화 또는 활석화 되어 있으며, 가평은 석회질 편암이 사문석화 작용을 받아 석회암 및 각섬암 내 사문암대를 형성하고 있다. 이 연구를 위해 cross fiber, slip fiber, radial fiber 형태로 산출되는 섬유상 광물을 포함한 암석 시료를 채취하였다. 광물 동정을 위해 XRD, FT-IR 분석을 실시하였으며 형태 및 광물·화학적 특성을 파악하기 위해 PLM, SEM, EDS, EPMA 분석을 실시하였다.
광물동정 결과 cross fiber 시료에서 산출되는 광물은 크리소타일이고 slip fiber 시료에서 산출되는 광물은 크리소타일과 안티고라이트로 확인되었다. Radial fiber 시료는 활석과 함께 사문석군 광물 3종이 확인되었다. 섬유상 광물의 형태를 관찰한 결과 크리소타일은 휘어지며 끝이 갈라진 섬유 다발의 형태를 보였고, 안티고라이트는 개별 섬유가 모인 긴 섬유상 또는 한 방향의 벽개를 보이는 주상 내지 판상으로 관찰되었다. 분산염색법을 실시한 결과, 크리소타일은 수평(n∥)에서 magenta, 수직(n⊥)에서 blue의 분산염색색상을 보였고, 안티고라이트는 수평(n∥)에서 gold to golden magenta, 수직(n⊥)에서 blue magenta의 분산염색색상을 나타냈다. 박편 내에서는 cross fiber의 섬유상 광물 주변으로 열수의 유입이 확인되었고, 섬유상의 세맥이 사문석 결정경계를 따라 관찰되었다. 박편 관찰과 SEM 분석을 통해 판상의 사문석 또는 암석 내 1차 광물이 열수의 영향을 받아 섬유상의 광물을 형성한 것으로 판단된다. 섬유상 광물을 EPMA 분석을 통해 구조식을 계산한 결과, 크리소타일은 (Mg3.16Fe0.01)(Si1.88Al0.03)O5(OH)4, (Mg3.14Fe0.02)(Si2.08Al0.09)O5(OH)4 이였고 안티고라이트는 (Mg3.27Fe0.03)(Si1.84Al0.01)O5(OH)4 로 계산되었다.
본 연구를 통해 연구 지역의 사문암에서 섬유상의 크리소타일과 안티고라이트가 존재함을 확인하였으며, 섬유상의 안티고라이트는 주로 암석 내에서 slip fiber 형태로 산출되는 것으로 나타났다. 섬유상의 안티고라이트는 X-선 회절 패턴과 형태적 특성이 크리소타일과 비슷하여 혼동될 수 있으나 서로 다른 분산염색색상을 나타내므로 분산염색법을 통해 두 광물의 구별이 가능한 것으로 확인하였다. 따라서 섬유상의 안티고라이트가 석면으로는 포함되지 않지만 크리소타일과 산출환경 및 광물학적 특성이 매우 유사하므로 석면 함유 평가 시 두 광물의 구별이 고려되어져야 하며, 추후 섬유상 안티고라이트에 대한 인체 유해성 연구도 필요할 것으로 사료된다.
연구지역인 홍성은 각섬석 편암이 부분적으로 사문암화 또는 활석화 되어 있으며, 가평은 석회질 편암이 사문석화 작용을 받아 석회암 및 각섬암 내 사문암대를 형성하고 있다. 이 연구를 위해 cross fiber, slip fiber, radial fiber 형태로 산출되는 섬유상 광물을 포함한 암석 시료를 채취하였다. 광물 동정을 위해 XRD, FT-IR 분석을 실시하였으며 형태 및 광물·화학적 특성을 파악하기 위해 PLM, SEM, EDS, EPMA 분석을 실시하였다.
광물동정 결과 cross fiber 시료에서 산출되는 광물은 크리소타일이고 slip fiber 시료에서 산출되는 광물은 크리소타일과 안티고라이트로 확인되었다. Radial fiber 시료는 활석과 함께 사문석군 광물 3종이 확인되었다. 섬유상 광물의 형태를 관찰한 결과 크리소타일은 휘어지며 끝이 갈라진 섬유 다발의 형태를 보였고, 안티고라이트는 개별 섬유가 모인 긴 섬유상 또는 한 방향의 벽개를 보이는 주상 내지 판상으로 관찰되었다. 분산염색법을 실시한 결과, 크리소타일은 수평(n∥)에서 magenta, 수직(n⊥)에서 blue의 분산염색색상을 보였고, 안티고라이트는 수평(n∥)에서 gold to golden magenta, 수직(n⊥)에서 blue magenta의 분산염색색상을 나타냈다. 박편 내에서는 cross fiber의 섬유상 광물 주변으로 열수의 유입이 확인되었고, 섬유상의 세맥이 사문석 결정경계를 따라 관찰되었다. 박편 관찰과 SEM 분석을 통해 판상의 사문석 또는 암석 내 1차 광물이 열수의 영향을 받아 섬유상의 광물을 형성한 것으로 판단된다. 섬유상 광물을 EPMA 분석을 통해 구조식을 계산한 결과, 크리소타일은 (Mg3.16Fe0.01)(Si1.88Al0.03)O5(OH)4, (Mg3.14Fe0.02)(Si2.08Al0.09)O5(OH)4 이였고 안티고라이트는 (Mg3.27Fe0.03)(Si1.84Al0.01)O5(OH)4 로 계산되었다.
본 연구를 통해 연구 지역의 사문암에서 섬유상의 크리소타일과 안티고라이트가 존재함을 확인하였으며, 섬유상의 안티고라이트는 주로 암석 내에서 slip fiber 형태로 산출되는 것으로 나타났다. 섬유상의 안티고라이트는 X-선 회절 패턴과 형태적 특성이 크리소타일과 비슷하여 혼동될 수 있으나 서로 다른 분산염색색상을 나타내므로 분산염색법을 통해 두 광물의 구별이 가능한 것으로 확인하였다. 따라서 섬유상의 안티고라이트가 석면으로는 포함되지 않지만 크리소타일과 산출환경 및 광물학적 특성이 매우 유사하므로 석면 함유 평가 시 두 광물의 구별이 고려되어져야 하며, 추후 섬유상 안티고라이트에 대한 인체 유해성 연구도 필요할 것으로 사료된다.
목차
1. 서 론 12. 연구 지역 5가. 연구 지역 및 일반 지질 5나. 야외 조사 및 시료 채취 83. 연구 방법 14가. 광물 동정 141) X-선 회절 분석(XRD) 142) 프리에 변환 적외선 분광 분석(FT-IR) 15나. 광물학적 및 화학적 특성 171) 편광현미경 분석(PLM) 17가) 분산염색법 17나) 박편관찰법 182) 주사전자현미경 분석(SEM-EDS) 193) 전자현미분석(EPMA) 204. 연구 결과 및 토의 21가. 광물 동정: XRD 및 FT-IR 분석 211) Cross fiber 212) Slip fiber 243) Radial fiber 28나. 광물학적 특성: PLM 및 SEM-EDS 분석 311) 광물의 종류, 형태 및 화학조성: 분산염색법 및 SEM-EDS 분석 31가) 크리소타일(chrysotile) 31나) 안티고라이트(antigorite) 37다) 리자르다이트(lizardite) 42라) 활석(talc) 442) 광물 관찰 및 형성과정 유추: 박편관찰 및 SEM-EDS 분석 47가) 박편관찰 47나) SEM-EDS 분석 54다. 화학적 특성: EPMA 분석 561) Mapping analysis 562) 정량분석(Quantitative analysis) 615. 결론 및 고찰 71참고문헌(References) 74영문초록(Abstract) 78
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