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일라이트-스멕타이트 혼합층광물의 팽창성과 MacEwan 결정자 및 기본입자두께에 관한 연구
Relationship between Expandability, MacEwan Crystallite Thickness, and Fundamental Particle Thickness in Illite-Smectite Mixed Layers

강일모   (연세대학교 지구시스템과학과UU0000936  ); 문희수   (연세대학교 지구시스템과학과UU0000936  ); 김재곤   (농업기반공사 환경복원팀CC0186836  ); 송윤구   (연세대학교 지구시스템과학과UU0000936  );
  • 초록

    본 연구는 일라이트-스멕타이트 혼합층광물(I-S)의 구조를 MacEwan 결정자 모델과 기본입자 모델을 통하여 살펴봄으로써, 팽창성(% $S_{XRD}$ ), MacEwan 결정자두께( $N_{CSD}$ ), 평균기본입자두께( $N_{F}$ ) 간의 관계를 정량적으로 해석하고자 하였다. 두 모델에 대한 비교를 통하여, % $S_{XRD}$ , $N_{CSD}$ , $N_{F}$ 는 서로 독립된 변수들이 아니고 I-S 구조 내에서 특정한 기하학적 관계를 가지고 있음을 알 수 있었다. % $S_{XRD}$ 는 단범위적층효과에 의해 $N_{CSD}$ 에 영향을 받고, $N_{F}$ 및 스멕타이트 층간개수( $N_{S}$ )와 $N_{s}$ =( <TEX ( $N_{F-}$ 1)/(100%/% $S_{XRD-}$ $N_{F}$ ) 관계가 성립함을 알 수 있었다. 특히, 이 관계로부터 % $S_{XRD}$ 와 $N_{F}$ 는 물리적으로 제한된 조건인 1 $N_{F}$ $S_{XRD}$ 를 만족해야 한다는 결과를 도출할 수 있었다. 본 연구는 이러한 물리적 제한조건을 이용하여, % $S_{XRD}$ , $N_{F}$ , $N_{s}$ , 질서도 등을 종합적으로 해석하는데 유용할 것으로 사료되는 다이어그램을 제시하였으며, 금성산화 산암복합체에서 산출되는 I-S에 대한 XRD 자료를 이용하여, 이를 검증하였다. 또한, 자연상 I-S는 % $S_{XRD}$ 가 감소할수록, $N_{F}$ 는 물리적 상한조건인 $N_{F}$ =100%/% 100%/% $S_{XRD}$ 에서 점차 멀어지게 됨을 알 수 있었으며, 이러한 결과는 기본입자가 두꺼워질수록 적층능력이 감소하는 것에서 기인한 것으로 사료된다.다.하는 것에서 기인한 것으로 사료된다.다.


    The object of this study was to interpret the ralationship between expandability (% $S_{XRD}$ ), MacEwan crystallite thickness ( $N_{CSD}$ ), and mean fundamental particle thickness ( $N_{F}$ ) in illite-semctite mixed layer (I-S), quantitatively. This interpretation was extracted from comparison of two structural models (MacEwan crystallite model and fundamental particle model) of I-S mixed layers. In I-S structure, % $S_{XRD}$ , $N_{CSD}$ , and $N_{F}$ are not independent parameters but are related to each others by particular geometric relations. % $S_{XRD}$ is dependent on $N_{CSD}$ by short-stack effect, whereas, % $S_{XRD}$ and $N_{F}$ have relation to smectite interlayer number (Ns)=( $N_{F-}$ 1)/(100%/% $S_{XRD-}$ $N_{F}$ . Therefore, % $S_{XRD}$ and $N_{F}$ should satisfy a specific physical condition, 1 $N_{F}$ $S_{XRD}$ , because $N_{s}$ is positive. Based on this condition, this study suggested % $S_{XRD}$ vs $N_{F}$ diagram which can be used to interpret % $S_{XRD}$ , $N_{F}$ , $N_{S}$ , and ordering, quantitatively. The diagram was examined by XRD data for I-S samples from Ceumseongsan volcanic complex, Korea. I-S samples showed that $N_{F}$ departs from the physical upper-limit ( $N_{F}$ =100%/% 100%/% $S_{XRD}$ ) with decrease in % $S_{XRD}$ . This phenomenon may happen due to decrease of stacking-capability of fundamental particles with their thickening.g.s with their thickening.g.


  • 주제어

    일라이트-스멕타이트 혼합층광물(I-S) .   MacEwan 결정자모델 .   기본입자모델 .   팽창성($%S_{XRD}$) .   MacEwan 결정자두께($N_{CSD}$) .   평균기본입자두께($N_{ F}$) .   스멕타이트 층간개수($N_{S}$).  

  • 참고문헌 (32)

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  • 이 논문을 인용한 문헌 (2)

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    2. Kang, Il-Mo 2012. "About Short-stacking Effect of Illite-smectite Mixed Layers" 자원환경지질 = Economic and environmental geology, 45(2): 71~78     

 저자의 다른 논문

  • 문희수 (65)

    1. 1986 "삼기층(三紀層)에 배태(胚胎)된 벤토나이트의 산소(酸素) 및 수소동위원소(水素同位元素) 연구(硏究)" 광산지질 = Journal of the Korean Institute of Mining Geology 19 (no.spc): 131~138    
    2. 1987 "국내산(國內産) 벤토나이트의 몇 가지 물리화학적(物理化學的) 특성(特性)에 관(關)하여" 광산지질 = Journal of the Korean Institute of Mining Geology 20 (3): 159~168    
    3. 1988 "동양활석광상(東洋滑石鑛床)에서 산출(産出)되는 활석(滑石)에 대한 광물화학적(鑛物化學的) 및 성인적(成因的) 연구(硏究)" 광산지질 = Journal of the Korean Institute of Mining Geology 21 (3): 235~255    
    4. 1988 "감포지역(甘浦地域) Ca-몬모릴로나이트의 열적(熱的) 및 광물학적(鑛物學的) 특성(特性)" 광산지질 = Journal of the Korean Institute of Mining Geology 21 (2): 175~184    
    5. 1988 "감포지역(甘浦地域) Ca-몬모릴로나이트의 광물학적(鑛物學的) 및 열적특성(熱的特性) : 전자현미경(電子顯微鏡)에 의한 형태적(形態的) 연구" 韓國鑛物學會誌 = Journal of the Mineralogical Society of Korea 1 (2): 117~130    
    6. 1989 "서산지역의 변성퇴적암류에 대한 온도-압력 추정" 광산지질 = Journal of the Korean Institute of Mining Geology 22 (4): 371~379    
    7. 1989 "감포지역(甘浦地域) Ca-몬모릴로나이트의 광물학적(鑛物學的) 및 열적특성(熱的特性) : 죽전(竹田) 및 용동리지역(龍洞里地域) 광상(鑛床) 비교연구(比較硏究)" 광산지질 = Journal of the Korean Institute of Mining Geology 22 (3): 207~219    
    8. 1989 "인성(仁成) 금(金)·은(銀) 광상(鑛床)에서 산출(産出)되는 광석광물(鑛石鑛物)과, 물리화학적(物理化學的) 생성환경(生成環境)" 광산지질 = Journal of the Korean Institute of Mining Geology 22 (3): 237~252    
    9. 1989 "강화도(江華島) 온수리(溫水里) 지역(地域) 화강암(花崗岩)의 풍화작용(風化作用)에 의한 카올리나이트의 형성(形成)" 광산지질 = Journal of the Korean Institute of Mining Geology 22 (1): 65~80    
    10. 1990 "전남(全南) 옥매산광상(玉埋山鑛床)의 열수변질작용(熱水變質作用) 및 광석광물(鑛石鑛物)에 대한 광물학적(鑛物學的) 연구" 광산지질 = Journal of the Korean Institute of Mining Geology 23 (3): 287~308    
  • 송윤구 (24)

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