세 방향 레이저 회절방식을 채용한 Microtrac 입도분석기의 퇴적학적 활용 가능성: 체질-피펫 분석법과 입도비교 (Feasibility Assessment of a Microtrac Tri-laser Diffraction Particle Size Analyzer for Use in Sedimentary Geology: A Comparison of Grain-size Analysis with Sieve-Pipette Method)

서지정보

· 발행기관 : 대한지질학회
· 수록지 정보 : 지질학회지 / 46권 / 3호 / 197 ~ 205페이지
· 저자명 : 김민준, 장태수, 이철우, 진재화

초록

세 방항 레이저(tri-laser) 회절 분석기기인 Microtrac 입도분석기의 퇴적학 분야의 활용가능성을 평가하기 위해 표준시료와 해저퇴적물 시료를 대상으로 체질-피펫 분석법과 입도특성을 비교하였다. Microtrac 입도분석기의 재현성을 검증하기 위해 표준시료 BCR의 반복측정 결과 오차가 1% 미만으로 미미했다. 표준시료 HAMA 또한 반복측정 결과 세립질 모래와 중립질 모래에 해당하는 표준시료의 경우는 입도분포가 거의 일치하여 그 재현성이 매우 우수한 반면에, 조립질 및 극조립질 모래에 해당하는 시료의 평균입도와 분급은 각각 0.05φ 그리고 모드값은 0.25φ의 차이가 발생하였다. 이와 같이 표준시료의 입도분석결과 그 정확성은 우수한 것으로 판명되었지만 조립질 모래 입도 이상에 해당하는 경우 주의가 필요하다. 경기만 해저 퇴적물시료를 대상으로 체질-피펫법과 Microtrac의 입도비교결과 평균입도가 1.6φ 차이가 발생하였다. 니 퇴적물의 함량이 20% 미만일 때 두 측정법간의 입도차이는 비교적 작았지만, 그 함량이 30% 이상일 때 최대 50%까지 측정값의 차이가 발생하였다. Microtrac은 니질우세 퇴적물의 경우 그 함량을 체질-피펫 분석에 비해 매우 과소평가하고 모래의 경우는 그 함량을 다소 과대평가하는 것으로 드러났다. 퇴적물유형분류를 확인하기 위해 전체 퇴적물을 삼각다이아그램에 도시한 결과 약 70%가 일치하였고 나머지 30%의 퇴적물은 그 퇴적물 유형이 달라졌다. 위의 입도비교 결과로부터, Microtrac은 소량의 시료를 대상으로 입도분석의 신속성, 정확성 및 습식체질이 필요 없이 사질에서 니질 퇴적물까지 자동화 분석으로 편리성이 확인되었지만 니질우세 퇴적물 시료의 경우 세 방향 레이저를 활용함에도 불구하고 다른 레이저 회절 입도분석기와 마찬가지로 니질 함량을 과소평가하는 것으로, 다시 말해 판상의 점토입자 크기를 과대측정하는 것으로 나타났다. 따라서 퇴적물 이동 모델링과 같은 퇴적물 침전법을 중시하는 연구의 경우, Microtrac은 그 활용이 제한 받을 수 있지만 단시일 내에 많은 양의 시료를 분석해야 할 경우 충분히 활용 가능하다.

영어초록

In order to assess the feasibility of a Microtrac Particle Size Analyzer equipped a tri-laser diffraction system, a comparison of grain-size analysis between sieve-pipette method and laser-diffraction Microtrac was made both using standard particle samples and marine sediments. Reproducibility test using the standard samples BCR revealed that the Microtrac has very high accuracy (<1% in error) in particle measurements. Using the HAMA sample, particularly comprising coarse-grained or very coarse-grained HAMA sediments, repeated measurements showed slight but perceivable deviation in size spectrum, the differences being measured as 0.05φ in mean sizes and 0.25φ in mode. It is thus evident that the Microtrac has high reproducibility, except for the case in coarse-grained particles, which care would be needed. A comparison of size data between sieve-pipette and Microtrac using marine sediments collected in Gyeonggi Bay revealed the mean size difference about 1.6φ in average in all sediment samples. Microtrac seriously overestimates clay-sized particles particularly when the mud content of the sediments is over 30%, by contrast, Microtrac underestimates sand sediments. The sediment types classified by Folk (1968) were plotted 70% in same type but the rest 30% in different class. It is thus proved that the tri-laser Microtrac analyzer may overestimate clay-sized particles, as is common in other laser diffraction analyzer. Nevertheless, it has many advantages such as high reproducibility, fast speed of measurement, and vast measurement range, enough to use the Microtrac, particularly when a number of sediments is treated in a short time. However, the Microtrac is less recommendable for analysing the grain-size of clay-rich sediments, and hence its use may be restricted for modelling perspective with cohesive sediments, which sedimentation method can reflect textural parameters better than laser diffraction.

참고자료

· 없음