열처리를 통한 자기미세구조의 변화: 경상분지 구산동응회암에서의 사례연구

Abstract

대자율이방성(AMS)은 암석의 미세구조 분석에 매우 효과적인 방법으로, 여러 장점들로 인해 다양한 지질학 분야에서 광범위하게 활용되고 있다. 하지만 특수한 경우, 암석의 실제 미세구조와 자기미세구조가 서로 다른 역 또는 혼합미세구조가 보고되기도 한다. 이번 연구에서는 경상분지 구산동응회암을 대상으로 시료의 열처리를 통해 자기미세구조의 변화를 분석하고, 이로부터 자기미세구조의 향상과 역미세구조 문제의 해결에 관해논의하였다. 단계별 열처리에 따른 자기미세구조 변화는 주축들의 방향 변화에 근거하여, ① 모든 온도 구간에서 세 주축 방향의 변화가 없는 Type-0, ② k1이 열처리 전의 k2를 향해 그리고 k2는 열처리 전의 k1을 향하여 방향이 바뀌며, k3의 방향 변화가 없는 Type-I, ③ k2와 k3의 방향이 서로 뒤바뀌는 반면, k1은 변화가 없는Type-II, ④ 세 축의 방향이 모두 변화하여 서로의 위치가 뒤바뀌는 Type-III의 4가지 유형으로 분류된다. 또한, Type-III는 k1→k2, k2→k3, k3→k1으로 변화하는 Type-IIIA와 k1→k3, k3→k2, k2→k1으로 변화하는 Type-IIIB의두 아유형으로 다시 분류된다. 이와 같은 변화과정을 통해 열처리 전 수평한 k3와 수직한 k1은 열처리 후 수직한k3와 수평한 k1으로 각각 변화한다. 각 유형에서 나타나는 주축의 방향과 크기의 변화 양상은 역미세구조와 정미세구조의 혼합에 근거한 이론적 모델과 잘 부합된다. 또한, 골격입자 배열 분석 결과는 암석의 실제 미세구조가 열처리 전이 아닌 열처리 후의 자기미세구조와 일치함을 알려준다. 이와 같은 특징들은 열처리 전의 역 또는혼합미세구조가 열처리 후에 정미세구조로 전환됨을 지시하는 것으로, 시료의 열처리를 통해 자기미세구조를향상시키고 역미세구조의 문제를 해결할 수 있음을 보여주고 있다.