스카른형 동명회중석광상(東明灰重石鑛床)은 조선계(朝鮮系) 대석회암통(大石灰岩統)에 대비되는 삼태산층(三台山層)과 이를 관입한 쥬라기 화강섬록암(花崗閃綠岩)과의 접촉대에 발달한 접촉교대광상(接觸交代鑛床)이다. 광화작용(鑛化作用)은 스카른시기 열수시기, 후기열수시기의 3회에 걸쳐 진행되었으며, 접촉부로부터 규회석, 투휘석, 투회석-석류석, 석류석, 베스비아나이트 스카른대(帶)가 불규칙한 대상분포(帶狀分布)한다. 회중석(灰重石)은 규회석스카른을 제외한 모든 스카른대(帶)와 열수시기초기 석영맥(石英脈)에서 산출되며, 특히 자류철석(磁硫鐵石), 방연석(方鉛石), 베스비아나이트와 밀접하게 공생(共生)한다. 즉 자류철석(磁硫鐵石)이 침전되면서 유리되 나온 수소(水素)이온은 모암인 석회암(石灰岩)과 반응(反應), 분리된 Ca이온의 활성도(活性度)가 증가되며 회중석(灰重石)이 침전된 것으로 사료된다. 한편 동명광산산(東明鑛山産) 주(主) 및 부성분(副成分) 유화광물(硫化鑛物)을 대상으로한 물성(物性)실험 연구를 통하여, 광화시기(鑛化時期) 및 광물(鑛物)의 내부반사(內部反射)현상에 따른 반사도(反射度) 미경도(微硬度)의 상관성을 검토하고 광학적(光學的) 대칭성(對稱性)을 연구하여 황동석과 벡철석은 2축성(軸性)(-), 반동석은 2축성(軸性)(+)임을 밝혔으며 유비철석은 2축성(軸性)이나 대칭성(對稱性)을 결정할 수 없었다. 미경도(微硬度)실험에서는 경도(硬度)가 낮은 광물일수록 하중에 따른 미경도(微硬度)값의 변화경향이 적으며, 실험된 광물은 모두 특징적인 indentation을 보여 광물감정에 이용될 수 있을 것으로 고려된다.
The mineral medicines mean a sort of mineral or rock for medical treatment and natural material using their chemical components and physical properties. In this study, it was apprehended the mineralogical characteristics of As-bearing group mineral medicines. The extraction test is an vitro test system for predicting the bioavailability of the major and minor elements from mineral medicines and incorporates gastrointestinal tract parameters representative of a human(including stomach and small intestinal pH, stomach mixing time and velocity). The results of the extraction test are used for reaction path modeling in human body. Reaction path modeling in human body can predict digestion with gastric juice as well as bioavailability, speciation. Also, it can predict accumulation of arsenic as pH condition. As the results of the extraction test for digestion, the amounts of Fe extraction was the highest, followed by As, Ca, Ni. In addition, as the results of the reaction path modeling between arsenic compounds and gastric juice using thermodynamic data, when absorbed, major species are followed by H₃As₃S/sub 6/(aq), As₃S/sub 6/ (aq), AsO/sup +/, H₂As₃S/sup 6-/, H₂AsO/sup 3-/, HAs₃S6/sup 2-/, HAsO/sub 3//sup 2-/ and AsO/sub 3//sup 3-/. Specifically the concentration of H₃As₃S/sub 6/(aq) is the highest. As pH increases, the concentration of H₂AsO/sup 3-/, HAsO/sub 3//sup 2-/, HAsO/sub 3//sup 3-/, HAs₃S/sub 6//sup 2-/, H₂As₃S/sup 6-/, and H₃As₃S/sub 6/ increases, whereas the concentration of H₃As₃S/sub 6/ and AsO/sup +/ decreases. On the results of this study, it is able to find out effective and toxic components of poisonous arsenic group of mineral medicines and expected to be widely used for the development of new medicines.
이 연구의 목적은 울릉도 남서부 지역에 분포하는 흑요암의 화산학적, 광물학적 특징을 통하여 흑요암의 성인과 산출의미를 고찰하는 데 있다. 흑요암은 곰바위용결응회암 하부에서 국부적으로 발달하며, 다양하고 복잡한 조직과 유동띠가 관찰된다. 흑요암은 알칼리장석 반정과 응회암 및 조면암의 암편과 혼재하여 산출된다. 흑요암은 파동형, 렌즈상의 덩어리로 산출되거나 파쇄된 흑요암 입자들로 인해 얇은 층리로 발달한다. 진주상 균열, 둥근 또는 구형균열과 같은 냉각균열이 특징적으로 발달하는데, 이는 빠르게 냉각하여 규산질이 풍부한 비정질 상태의 흑요암이 형성되었음을 지시한다. 수화작용은 흑요암의 가장자리에서 상대적으로 현저하여 변질띠를 이룬다. 흑요암의 유리질 기질에는 자형의 새니딘과 아노소클레이스 같은 알칼리장석 반정 외에도, 투휘석, 흑운모, 티탄철석, 철산화물 등이 수반된다. 특히 산점상의 미세결정들은 대부분 알칼리장석류와 티탄철석으로 구성된다. EPMA 정량분석 결과, 흑요암의 유리 기질부는 조면암질 조성을 보이며, 철 함량은 약 3 wt.%로 높은 편이다. 본 흑요암은 용암돔이나 칼데라의 붕괴에 의하여 고온상태에서 역-화산재 흐름 퇴적물이 계곡부로 운반된 후, 차가운 지표면과 접촉하였으며 유동성을 띠는 가운데서 급랭하여 형성된 것으로 보인다.
韓半島에 분포하는 第四紀 地層들에 대한 기존의 지질학적 연구는 극히 미소한 편이였으며 계곡이나 평야등지에 분포하는 沖積層들이 第四紀 동안의 유일한 地層으로 대표되어 왔다. 따라서 韓半島의 第四紀 地質時代는 그 대부분이 堆積보다는 浸蝕이 우세하였던 시대로 認識되었으며 기존의 지질도들에 의하면 沖積層의 형성시기를 제외한 第四紀는 不整合으로 표시되었다. 이는 韓半島의 지질과 지형이 第四紀 地層이 형성되어 현재까지 殘存해 있을 수 있는 커다란 堆積盆地를 이루지 못한데 있다. 이와 반면에 現 地形의 산록이나 해안주변등에서는 서로 堆積 환경과 時代를 달리하는 第四紀 地層들이 소규모적이나 수직적으로는 良好한 분포를 보이는 지역들을 발견할 수 있다. 그 대표적인 예로서 동해안의 3개지역(북평, 울진, 포항)과 서해안의 고창지역에서는 砂礫이나 砂質粘土등으로 구성되어 있는 第四紀 地層들이 발달하여 있다. 本 地層들의 분포위치, 堆積相 및 古地磁氣 연구로서 地質時代를 규명하였으며 堆積構造와 粘土광물 분석등을 통하여 이들의 古環境을 해석하여 第四紀 동안 韓半島의 地質史를 규명하였다.
이 연구는 대전 원신흥동 유적에서 출토된 도가니, 토기 및 기와의 재료학적 특성과 원료의 동질성 검토를 통한 원산지 해석을 목적으로 수행하였다. 현미경 관찰 및 X-선 회절분석 결과, 각 시료의 광물조성은 거의 일치하나 기벽의 두께 및 포함된 광물의 분급에서 상당한 차이를 보인다. 이 중 토기는 0.5~0.7cm의 얇은 기벽에 가장 정선된 태토 특성을 보이는 반면 도가니와 기와는 기벽이 1.3~2.5cm로 두꺼우며 분급이 불량한 석영, 정장석 및 사장석이 다량 관찰된다. 도가니의 경우, 태토에 혼합된 짚이 소성과정에서 탄화되어 크고 길쭉한 공극이 관찰되는 느슨한 기질적 특성을 가진다. 이와 같이 재료학적으로 차이를 보이지만 이들은 유적지 토양과 광물조성 및 지구화학적 거동특성이 상당히 일치하고 있어 모두 동일한 모암의 풍화에 의해 생성된 점토를 이용해 제작한 것으로 추정된다. 또한 $1,050{\sim}1,150^{\circ}C$의 소성온도를 경험한 것으로 판단되는 경질토기를 제외하면 모든 세라믹 유물들은 $850{\sim}950^{\circ}C$의 온도영역에서 소성하였을 것으로 해석된다. 한편 도가니의 용융물은 구리와 주석의 편석을 일부 포함한 슬래그로 판단되나 부분적으로 치밀한 적색 및 녹색 유리질 조직이 관찰되는 것으로 보아 유리 용융물의 가능성도 있어 보인다.
인광석분말(燐鑛石粉末)의 화학(化學) 및 광물학적(鑛物學的) 특성(特性)을 구명하고 인광석분말(燐鑛石粉末)의 구용성(枸溶性) 인산함량(燐酸含量)을 증대시키기 위한 시험을 수행하여 인광석분말(燐鑛石粉末)의 직접시용(直接施用)을 위한 기초자료(基礎資料)를 얻기 위해 실시한 결과를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 인광석(燐鑛石)의 주광물(主鑛物)은 인회석(燐灰石)(Apatite, $Ca_5(PO_4)_3$ OH, F, Cl) 중(中) Carbonate apatite이었으며 부광물(副鑛物)로는 방해석(方解石)과 석영(石英) 등(等)이 함유되어 있었고 시차열분석(示差熱分析)(DTA)결과를 보면 $1,000^{\circ}C$까지 뚜렷한 흡열(吸熱)이나 발열(發熱)peak를 볼 수 없었다. 2. 인광석분말(燐鑛石粉末)은 입도(粒度)가 가늘어질수록 구용성(枸溶性) 인산함량은 증가(增加)하나 수용성(水溶性) 인산함량은 입도(粒度)에 관계없이 증가(增加)하지 않았고, 소성(燒成)할 경우 소성시간(燒成時間)이 길어질수록 구용율(枸溶率)은 감소하였으며, 항온온도(恒溫溫度)가 높거나 항온시간(恒溫時間)이 길어질수록 구용율(枸溶率)이 증가하였다. 3. 인광석분말(燐鑛石粉末)을 퇴구비(堆廐肥)와 발효(醱酵)시키거나 산처리(酸處理)를 하면 인산구용율(燐酸枸溶率)이 증가하며 산농도(酸濃度)가 동일할 경우에는 황산(黃酸)이 질산(窒酸) 보다 우수하였다. 30% 황산처리(黃酸處理)는 기간이 진전될수록 구용성(枸溶性) 및 수용성(水溶性) 인산함량(燐酸含量)이 증가하였으나 당밀폐액(糖蜜廢液)처리는 크게 증가하지 않았고, 30% 황산처리(黃酸處理) 후 당밀폐액(糖蜜廢液)으로 제립(製粒)한 시험제품이 당밀폐액(糖蜜廢液)만 처리한 시험제품 보다 구용성(枸溶性) 및 수용성(水溶性) 인산함량(燐酸含量)이 높았다.
다양한 온도에서 스트루바이트(struvite, MgNH4PO4·6H2O)들이 합성 및 건조되었다. 스트루바이트의 결정화와 그 구조적 특성은 합성 온도와 건조 온도 모두에게 큰 영향을 받았다. 스트루바이트는 합성 온도 ≤30℃에서 순조롭게 형성되었으며, 결정도는 합성 온도와 역의 관계를 보였다. 또한, 스트루바이트 결정도는 건조 온도가 45℃에서 60℃로 증가함에 따라 감소되었으며, 이는 열분해로 인해 발생한 구조적 물 분자와 암모늄 이온의 손실로 촉진되었다. 그러나 낮은 합성 온도에서 합성된 스트루바이트 일수록 높은 결정도를 가지며, 열분해에 의한 비정질화가 억제되었다. 본 결과는 저온의 열역학적으로 안정한 조건에서 형성된 스트루바이트는 높은 결정성을 보이며, 이에 따른 구조 안정성과 열저항성을 갖음을 입증한다.
김해평야(金海平野)에 분포(分布)하는 특이산성토(特異酸性土)인 김해통(金海統)에 대하여 산화(酸化)와 환원조건(還元條件)에서 토양(土壤)의 pH 및 Eh와 수용성(水溶性)의 $SO_4$, Fe, K, Na 및 Ca 함량(含量) 변화(變化)에 따른 토양(土壤)중 pyrite-S와 jarosite-S 형태(形態)의 변화(變化)와 이들 광물(鑛物)의 생성과정(生成過程)을 항온시험(恒溫試驗)으로 연구(硏究)하였다. 항온시험(恒溫試驗)의 결과(結果) 환원조건(還元條件)에서 pH는 상승(上昇)되고 Eh는 하강(下降)하였다. 산화조건(酸化條件)으로 전환(轉換)시킬 때 심토(心土) 시료(試料)의 pH가 4 이하(以下)로 유지(唯持)되고 Eh는 400mV 이상(以上)으로 상승(上昇)되어 jarosite가 생성(生成)될 수 있는 조건(條件)을 충족(充足)시켰다. 수용성(水溶性) K함량(含量)은 환원(還元)에 의하여 증가(增加)하였고 산화(酸化)에 의하여 감소(減少)하였으며 산화조건(酸化條件)에서 Ca 함량(含量)을 높인 경우 jarosite의 분해(分解)로 인하여 급증(急增)하였다. 수용성(水溶性) Ca는 Ca 함량(含量)을 높인 경우 산화진전(酸化進展)에 따라 석고(石膏) 생성(生成)으로 인하여 격감(激減)한 것으로 생각된다. Jarosite는 환원진전(還元進展)에 따라 생성(生成)되었으나, Ca 함량(含量)을 높인 경우는 환원(還元) 및 산화상태(酸化狀態)에서 계속 분해(分解)되었다. 그러나 pyrite는 환원진전(還元進展)에 따라 생성(生成)되고 산화진전(酸化進展)에 따라 분해(分解)되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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