적도 북동 태평양, 클라리온-클리퍼톤 균열대에서 산출되는 망간단괴내의 자생 필립사이트

Authigenic Phillipsite in Deep-sea Manganese Nodules from the Clarion-Clipperton Fracture Zones, NE Equatorial Pacific

망간단괴내에 자생하는 필립사이트는 단괴의 핵을 이루는 풍화된 화산암편과 고화된 해저퇴적물 또는 단괴를 이루는 망간광물들의 층간에서 산출된다. 이 광물은 주로 화산성 유리질 석기들의 가상조직을 보이고 있으며, 연한 노란색을 갖는 등립질의 판상으로 산출된다. 필립사이트 입자들은 자형의 삼각능, 사각기둥 또는 도변상을 가지며 크기는 길이 $2{\sim}20{\mu}m$, 두께 $2{\sim}5{\mu}m$정도이다. 이 광물의 화학조성은 $({Ca_{0.1}Mg_{0.3}Na_{1.1}K_{1.5}})_3{(Fe_{0.3}Al_{4.2}Si_{11.8})O_{32}{\cdot}10H_2O}$이며, $Si/(Al+Fe^{+3})=2.37-2.78$, Na/K=0.59-0.81 로서 Si와 알카리의 함량이 아주 높다. 결정구조는 단사정계($P2_l/m$) 속하며 $a=10.005{\AA}$, $b=14.129{\AA}$, $c=8.686{\AA}$, ${\beta}=124.35^{\circ}$ 이고 $V=1013.6{\AA}^3$ 이다. 심해저 환경으로 보아 망간단괴에서 산출되는 필립사이트는 보통 $10^{\circ}C$ 이하의 온도, 0.7 kb 정도의 압력, pH 8 정도의 조건에서 자생하는 것으로 추정된다.

The occurrence, optical property, chemical composition, crystal structure and formation environments of the phillipsite within deep-sea manganese nodules were systematically investigated in this study. Phillipsite in manganese nodules occurs in nucleus of nodules along with consolidated bottom sediments, weathered volcanic debris, and interstitial grains in the each layer of manganese encrusts. Phillipsite is predominantly pseudomorphs of volcanic shards, and occurs as white to pale yellow in color lath-shaped and equant crystals. These show aggregations of prismatic, blocky, and bladed of 2 to $20{\mu}m$ long, and 2 to $5{\mu}m$ thick. The simplified average chemical formula of phillipsite is $({Ca_{0.1}Mg_{0.3}Na_{1.1}K_{1.5}})_3{(Fe_{0.3}Al_{4.2}Si_{11.8})O_{32}{\cdot}10H_2O}$ with a very siliceous and alkalic. The $Si/(Al+Fe^{+3})$ ratio is 2.37 to 2.78 and alkalis greatly exceed the divalent exchangeable cations, and Na/K ratio is 0.59 to 0.81. The phillipsite is monoclinic ($P2_l/m$) with the unit-cell parameters, $a=10.005{\AA}$, $b=14.129{\AA}$, $c=8.686{\AA}$, ${\beta}=124.35^{\circ}$, and $V=1013.6{\AA}^3$. Phillipsites in manganese nodules formed apparently authigenically at a temperature less than $10^{\circ}C$, and they crystallized at a pressure of less than 0.7 kb, and pH of about 8 in deep-sea environments.