DOI QR코드

DOI QR Code

Applied Petrologic Study of the Daebo Biotite Granites in the mid Gyeonggi Massif

경기육괴 중부에 분포하는 대보 흑운모화강암류의 응용암석학적 연구

  • Yun, Hyun-Soo (Geological Research Division, Korea Institute of Geoscience & Mineral Resources) ;
  • Hong, Sei-Sun (Geological Research Division, Korea Institute of Geoscience & Mineral Resources) ;
  • Park, Deok-Won (Geologic Environment Division, Korea Institute of Geoscience & Mineral Resources) ;
  • Lee, Jin-Young (Geological Research Division, Korea Institute of Geoscience & Mineral Resources)
  • 윤현수 (한국지질자원연구원 국토지질연구본부) ;
  • 홍세선 (한국지질자원연구원 국토지질연구본부) ;
  • 박덕원 (한국지질자원연구원 지구환경연구본부) ;
  • 이진영 (한국지질자원연구원 국토지질연구본부)
  • Received : 2012.04.02
  • Accepted : 2012.04.28
  • Published : 2012.06.30

Abstract

Jurassic Daebo biotite granites, known as one of the main stone resources in the country, are widely and away distributed in the Pocheon and Yangju areas of the mid Gyeonggi massif. The objects of the study are mainly to reveal the unique characteristics of grain size, rock color, mineral composition, physical property and fracture system from the above biotite granites. Biotite granites from the Pocheon area (PG) and Yangju area (YG) are represented by coarse-grained and light gray, and medium to coarse-grained and grayish to light gray, respectively. In modes, main minerals of Qz+Af+Pl (quartz+alkali feldspar+plagioclase) are more increased in the PG, and accessories of biotite are more increased in the YG, which differences can cause the PG more bright light gray than the YG. Specific gravity (SG) shows somewhat more increasing in the YG than the PG. These differences can be caused by more increasing in biotite contents of higher specific gravity compared to the major minerals in the former than the latter. Absorption ratio (AR) and porosity (PR) of the PG and YG show the same values of 0.33 % and 0.86 %, respectively. In the correlations, PR vs SG and AR vs PR show gradually negative and distinctly positive trends, respectively. Compressive strength (CS) and tensile strength (TS) show increasing in the PG (CS: 1,775 $kg/cm^2$, TS: 87 $kg/cm^2$) than the YG (CS: 1,647 $kg/cm^2$, TS: 79 $kg/cm^2$). These strength characteristics could be attributed to the inherent rock textures of them. Abrasive hardness (AH) also shows a little increasing in PG, which can be caused by increase in quartz contents having higher hardness than the other major minerals. Orientations of fracture sets from the PG and YG were compared with those of vertical rift and grain planes in Mesozoic granites of the country. From the overlapped diagram, the distribution pattern between fracture sets and above vertical planes suggests that microcrack systems developed in Mesozoic granites in Korea occur also in the Daebo biotite granite bodies of the mid Gyeonggi massif. From the relation diagram showing the characteristics of fracture patterns for the above two area, PG and YG may have more potentiality for dimension and non-dimension stone resources, respectively.

경기육괴 중부인 포천지역과 양주지역에는 국내 주요 암석자원의 하나인 대보 흑운모화강암이 각각 분포한다. 이 연구의 주 목적은 상기한 두 지역의 흑운모화강암류의 입도, 암색, 광물조성, 물성 및 열극체계 등의 고유한 특성을 밝히는 데 있다. 포천지역의 흑운모화강암(PG)는 조립질과 담회색, 양주지역의 흑운모화강암(YG)은 중립질-조립질과 회색-담회색으로 대표된다. 구성광물의 모우드에서 주성분인 석영+알칼리장석+사장석은 PG에서, 부성분인 흑운모는 YG에서 증가하며, 이러한 광물함유량 차이로 인하여 PG가 YG보다 밝은 회백색을 띠게 된다. 물성 변화 및 특성에서, 비중은 PG보다 YG에서 약간 증가하며 이러한 차이는 전자보다 후자에서 주성분 광물에 비해 높은 비중을 갖는 흑운모의 함량 증가로 볼 수 있다. PG와 YG의 흡수율과 공극률은 0.33%와 0.86%를 가져 동일한 값을 각각 보여준다. 물성간의 상관도에서, 공극률 대 비중은 완만한 부의 경향, 공극률 대 흡수율은 뚜렷한 정의 경향을 보여준다. 압축 및 인장강도는 PG가 1,775 $kg/cm^2$ 와 87 $kg/cm^2$ 그리고 YG가 1,647 $kg/cm^2$와 79 $kg/cm^2$를 각각 가져 모두 PG에서 증가한다. 이러한 강도특성은 내재하는 암석조직에 기인될 수 있다. 마모경도는 PG에서 약간 증가하며, 이러한 마모특성은 다른 주성분 광물에 비하여 보다 높은 경도를 갖는 석영의 함량증가에 기인될 수 있다. 한편 포천 및 양주지역에서 발달하는 단열 조의 방향성에 대하여 국내 중생대 화강암류에서 발달하는 수직 결의 방향성과 비교하였다. 중첩도를 통하여, 단열 조와 상기한 수직 결 사이의 분포형태가 부합된다는 사실은 국내의 중생대 화강암류에 내재하는 미세균열 계는 경기육괴 중부의 대보 흑운모화강암류에서도 발달함을 시사한다. 상기한 두 지역간의 단열형태 특성을 보여주는 도면에서, PG에서는 규격석 그리고 YG에서는 비규격석이 보다 많이 산출될 잠재성이 있다.

Keywords

References

  1. 고희재, 송교영, 2005, 한국지질도(1:50,000) 의정부도폭 및 설명서. 한국지질자원연구원, 37p.
  2. 곽영훈, 2001, 한국지체구조도. 한국지질자원연구원.
  3. 기원서, 조등룡, 김복철, Armstrong, R., 2007, 포천지역 쥬라기 화강암질암의 산상과 SHRIMP U-Pb 저어콘 연대측정. KIGAM Bulletin, 11, 17-26.
  4. 기원서, 조등룡, 김복철, 진광민, 2005, 한국지질도(1:50,000) 포천도폭 및 설명서. 한국지질자원연구원, 66p.
  5. 김동학, 1993, 한국석재도감. 한국자원연구소, 221p.
  6. 김두영, 윤지선, 전기찬, 1996, 서울 화강암의 전단강도에 관한 기초적 연구. 한국자원공학회지, 33, 282-290.
  7. 김형식, 임병조, 정명헌, 1978, 화강암질암류의 압축강도와 그 입도 및 광물성분과의 관계에 관한 연구. 지질학회지, 14, 175-185.
  8. 박덕원, 2007, 국내의 중생대 화강암류에서 발달하는 수직의 1번 및 2번 면의 방향석. 암석학회지, 16, 12-26.
  9. 박덕원, 2008, 경상분지 남서부 일대의 불국사 화강암류에서 발달하는 미세균열의 방향성. 암석학회지, 17, 206-221.
  10. 박덕원, 김형찬, 이창범, 홍세선, 장세원, 이철우, 2004, 포천지역의 쥬라기 화강암에 발달된 결의 특성. 암석학회지, 13, 133-141.
  11. 소칠섭, 최병열, 1975, 암석역학적으로 고찰한 서울화강암의 절리에 관한 연구. 지질학회지, 11, 233-239.
  12. 윤현수, 1995, 포천-의정부일대에 분포하는 화강암류의 산상과 암석화학. 암석학회지, 4, 91-103.
  13. 윤현수, 1997, 포천-의정부지역 화강암류 석재자원의 암석학적 특성연구. 암석학회지, 6, 34-44.
  14. 윤현수, 박덕원, 홍세선, 김주용, 양동윤, 장수범, 2005, 쥬라기 운악산 및 백악기 속리산 화강암류의 조직과 물성과의 관계. 지질공학회지, 15, 169-184.
  15. 윤현수, 박용순, 이춘오, 이병대, 김경수, 1993, 문경-상주사이에 분포하는 화강암류 석재의 암석학적 특성. 암석학회지, 2, 32-40.
  16. 윤현수, 홍세선, 2004, 진안일대에 분포하는 백악기 홍색 화강암류의 암석화학 및 물성특성. 암석학회지, 13, 161-177.
  17. 윤현수, 홍세선, 김정민, 2006, 경기북부 갈말-영북일대 백악기 홍색 각섬석흑운모화강암의 암석화학. 암석학회지, 15, 167-179.
  18. 윤현수, 홍세선, 박석환, 이병태, 1998, 석재자원조사 및 산업화연구. 한국자원연구소, KR-98(C)-17, 13-81.
  19. 윤현수, 홍세선, 이윤수, 2002, 포천-기산리일대에 분포하는 쥬라기 대보화강암류의 암석 및 암석화학. 암석학회지, 11, 1-16.
  20. 이병주, 김유봉, 기원서, 2006, 한국지질도(1:50,000) 기산도폭 및 설명서. 한국지질자원연구원, 39p.
  21. 이병주, 김유봉, 이승렬, 김정찬, 강필종, 최현일, 진명식, 1999, 한국지질도(1:250,000) 서울-남천점도폭 및 설명서. 한국자원연구소, 64p.
  22. 이태섭, 2007, 한국석재도감. 한국지질자원연구원, 355p.
  23. 좌용주, 최진범, 김건기, 김종선, 황길찬, 2007, 거창지역에서 산출되는 화강암 석재의 품질기준. 암석학회지, 16, 38-45.
  24. 좌용주, 이상원, 김진섭, 손동운, 2000, 경주 불국사와 석굴암의 석조 건축물에 사용된 석재의 공급지에 대하여. 지질학회지, 36, 335-340.
  25. 황재하, 김유홍, 2007, 한국지질도(1:50,000) 지포리도폭 및 설명서. 한국지질자원연구원, 54p.
  26. Daly, R.A., Manger, G.E. and Clark, Jr, S.P., 1966, Density of rocks. In handbook of physical constants(ed. S.P. Clark, Jr.), Geol. Soc. Am., Mem., 97, 20-26.
  27. Dershowitz, W.S. and Einstein, H.H., 1988, Characterizing rock joint geometry with joint system models. Rock Mechanics and Rock Engineering 21, 21-51. https://doi.org/10.1007/BF01019674
  28. Duncan, N., 1969, Engineering geology and rock mechanics. Leonard Hill, 252p.
  29. Farmer, I.W., 1968, Engineering properties of rocks. London: E. and F.N. Spon Ltd, 180p.
  30. Farmer, I., 1982, Engineering behaviour of rocks. Chapman and Hall., 493p.
  31. Hawkes, R.D. and Mellor, M., 1970, Uniaxial texting in rock mechanics laboratories. Eng. Geol., 4, 177-285.
  32. Hudson, R.D. and Priest, S.D., 1979, Discontinuity spacings in rock. Int. Jour. Rock Mech. Min. Sci. & Geomech. Abst., 13, 15-148.
  33. Irfan, T.Y., 1996, Mineralogy, fabric properties and classification of weathered granites in Hong Kong. Quater. Jour. Eng., 29, 5-35.
  34. IUGS, 2004, International stratigraphic chart. ICS(International commission on stratigraphy).
  35. Klein, C. and Hurlbut, C.S., Jr., 1985, Manual of mineralogy. John Wiley & Sons, Inc. 596p.
  36. Nelson, R.A., 1985, Geologic analysis of naturally fractured reservoirs. Gulf Pub. Comp., 721p.
  37. Lee, S.R., Cho, M., Cheong, C.-S., Kim, H. and Wingate, M.T.D., 2003, Age, geochemistry, and tectonic significance of Neoproterozoic alkaline granitoids in the northwestern margin of the Gyeonggi massif, South Korea. Precam. Res., 122, 297-310. https://doi.org/10.1016/S0301-9268(02)00216-4
  38. Smith, M.R.(ed.), 1999, Stone: building stone, rock fill and armourstone in construction. The geological society of London, 317-322, 441-449.
  39. Tugrul, A. and Zarif, I.H., 1998, Correlation of mineralogical and textural characteristics with engineering properties of selected granitic rocks from Turkey. Eng. Geol., 303-313.
  40. Twindale, C.R., 1982, Granite landforms. Elsevier Sci. Pub. Comp., 372p.
  41. Winkler, E.M., 1973, Stone: properties, durability in man's environment. Springer-Verlag, 230p.

Cited by

  1. Case Study of a Stability Analysis of a Granitoid Slope in the Gansung-Hyunnae area, GangwonDo vol.22, pp.3, 2012, https://doi.org/10.9720/kseg.2012.3.331
  2. Petrological characteristics of the Yeongdeok granite vol.23, pp.2, 2014, https://doi.org/10.7854/JPSK.2014.23.2.31
  3. Characteristics of the Rock Cleavage in Jurassic Granite, Geochang vol.24, pp.3, 2015, https://doi.org/10.7854/JPSK.2015.24.3.153