성산광산(聲山鑛山) 명반석(明礬石)의 광물학적(鑛物學的) 특성(特性)

Mineralogy of Alunite from the Sungsan Mine

성산광산(聲山鑛山)의 명반석(明礬石)은 백악기(白堊紀) 황산응회암층(黃山凝灰岩層)에서 3가지 형태, 즉 괴상(塊狀), 공동충전상(空洞充塡狀) 및 세맥상(細脈狀)으로 산출된다. 명반석(明礬石)은 유문암질응회암(流紋岩質凝灰岩)이 열수변질작용(熱水變質作用)을 받아 형성된 것으로 생각되며, 딕카이트, 석영(石英)과 중정석(重晶石)을 수반(隨伴)한다. EPMA분석(分析)을 통하여 구해진 성산광산(聲山鑛山) 명반석(明礬石)의 평균화학조성은 $(K_{0.93}Na_{0.07})Al_{3.00}(SO_4)_{2.00}(OH)_6$로써, 명반석(明礬石) 구조(構造)의 A자리에 K를 치환(置換)하는 Na의 원자함량(原子含量)은 5.9에서 9.2%까지 변화한다. Na의 원자함량(原子含量)이 증가할수록 단위포(單位胞)의 부피와 c축은 감소한다. 명반석(明礬石)의 열분석(熱分析) 및 고온(高溫) x선회절분석(線回折分析)에 의하면, 구조수(構造水)의 이탈(離脫)(12.86%)을 수반하는 명반석(明礬石)구조의 파괴(破壞)는 약 $550^{\circ}C$에서 일어나고, 무수명반(無水明礬)의 $Al_2(SO_4)_3$, arcanite와 thenardite로의 전이(轉移) 및 ${\gamma}-Al_2O_3$의 결정화(結晶化)는 약 $720^{\circ}C$에서 일어난다. 또한 전체 $SO_3$의 3/4의 증기화(蒸氣化) (27.32%)를 수반하는 $Al_2(SO_4)_3$의 파괴는 약 $760^{\circ}C$에서 일어난다.

Alunite occurs as massive, cavity-filling and veinlets in the Cretaceous Hwangsan Formation in the Sungsan mine, Korea. It is a hydrothermal alteration product of rhyolitic tuffs, and associated with dickite, quartz and barite. The average chemical formula of alunite in the mine is $(K_{0.93}Na_{0.07})_{1.00}Al_{3.00}(SO_4)_{2.00}(OH)_6$. Atomic percentage of Na substituting for K in A site of the alunite structure varies from 5.9 to 9.2. Unit-cell volume and c dimension decrease with increasing Na atomic percentage. On the basis of thermal and high temperature XRD analyses, the decomposition of alunite into $KAl(SO_4)_2$ and $NaAl(SO_4)_2$ concomitant with the liberation of structural water (12.86%) occurs at about $550^{\circ}C$. The reconstruction of $KAl(SO_4)_2$ and $NaAl(SO_4)_2$ to $Al_2(SO_4)_3$, arcanite and thenardite, and the crystallization of ${\gamma}-Al_2O_3$ take place at about $720^{\circ}C$. The destruction of $Al_2(SO_4)_3$ structure takes place at about $760^{\circ}C$ removing 3/4 of total $SO_3$ (27.32%).