• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제13권6호
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• pp.40-49
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• 2008

평평한 fractures에서 공극을 가진 모암으로의 NAPL 확산을 수치적인 방법으로 해석하였다. 2D와 3D에 대한 일회성 디스크 소스와 3D 연속 디스크소스에 대한 모델은 Caralaw and Jaeger(1959)의 이론을 바탕으로 개발하였다. 3D 연속 디스크소스에 대해 공극모암으로 확산되는 NAPL의 총량을 계산할 수 없기 때문에 확산이 반구형으로 이루어진다고 가정하여 등농도선의 합을 이용하여 공극모암으로 확산되는 NAPL의 총량을 계산하였다. 수치적 계산에 따르면 2D 대비 3D의 경우에 NAPL 손실 시간이 현저히 빠른 것으로 나타났으며, 디스크 소스의 중심점에서 normalized된 농도는 일회성 디스크 소스는 시간에 따라 감소하고, 연속 디스크 소스는 증가하는 것으로 나타났으며, 시간과 공간에 따라 확산율은 감소하는 것으로 나타났다. 그리고 NAPL의 mass 손실은 1에 도달하지 못하였으며, 이는 연속 디스크 소스를 semi-infinite로 가정하고 적분했기 때문이다. 확산에 의해 사라지는 시간은 소스의 크기 및 모암 공극률 크기 증가에 비례해서 지수함수적으로 증가하고, 반면 NAPL의 용해성이 증가하면 감소하는 것으로 나타났다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제13권4호
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• pp.378-387
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• 2010

해양전자탐사를 이용한 해저열수광상 탐사에 기초적인 물성 지식을 제공하고자 해저열수광상 주변에서 채취한 암석시료를 원주형 암석코어로 성형한 후 밀도, 공극률 등에 대한 물성 측정법과 그 결과를 제시하였다. 암석 시료는 해저열수광상 주변에서 채취한 모암, 부석, 열수변질대, 침니(chimney) 등을 대상으로 하였으며, 이들은 부스러지기 쉽거나 물 속에서 구성물질이 용해되거나 혹은 공극이 매우 크고 거친 표면 특징을 가지고 있다. 본 연구에서는 이러한 시료들의 특징을 고려하여 각 시료마다 공극률과 전기비저항을 측정하는 방법들은 제시하였다. 측정 결과 전기전도도가 $32,000\;{\mu}S$/cm(0.5 ohm-m)인 소금물에 수포화된 흑색모암, 회색모암, 부석, 침니 암석코어들의 현지 바닷물 온도($2.5^{\circ}C$)에서의 전 기비저항은 각각 102, 39, 11, 0.1 ohm-m로서 침니의 전기비저항을 1이라할 때 바닷물은 5, 부석은 110, 모암은 390~1020의 분포를 보였다. 또한, 실험 결과 물로 수포화된 암석코어는 온도가 증가할수록 전기비저항이 감소하고 특히, $20{\sim}80^{\circ}C$의 구간에서는 직선적으로 감소하며, 임의의 전기전도도를 갖는 간극수로 수포화시킨 암석코어의 전기비저항이 다른 전기전도도를 갖는 간극수로 수포화시킨 암석코어의 전기비저항에 비해 같은 온도에서 A배 증가하면 단위 온도 증가당 전기비저항 변화율도 A배 증가함을 알 수 있었다.

• 보존과학회지
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• 제37권5호
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• pp.545-556
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• 2021

본 연구에서는 정선 아우라지 유적에서 출토된 신석기시대 및 청동기시대 토기 총 11점을 대상으로 재료학적 특성을 연구하였다. 불석결과, 청동기시대 조기 토기의 염기성 및 산성 성분은 신석기시대 토기와 청동기시대 전기 토기의 중간 영역에서 분포하였지만, 각 제작시기에 따른 큰 차이는 확인되지 않았다. 이미 연구되었던 강원지역 출토 토기와 비교해본 결과, 정선 아우라지 출토 토기는 영동지역 출토 토기보다 산성 성분이 적은 경향성을 보였으며, 염기성 성분은 출토유적에 따라 차이가 있었다. 희토류 원소 분포 패턴에서는 분석대상 토기 모두 유사한 패턴 결과를 나타내어 태토원료의 모암이 동일기원임을 확인하였으며, 기 연구되었던 타 유적 토기 태토와의 비교를 통하여 정선 아우라지 출토 토기 태토의 특성을 확인하였다. 미세구조 불석결과 분석대상 토기는 대체로 점토입자 및 공극의 분포가 불규칙하며, 기질이 느슨하여 치밀한 소성이 이루어지지 못했다. 신석기시대 토기에서는 부정형 공극이 많이 확인되었으며, 점토기질과 함께 장석을 포함한 알루미노 규산염의 배열이 관찰된 반면, 청동기시대 전기 토기의 공극은 미정질 입자와 입방체 결정 등으로 채워진 부분이 다수 확인되었다. 정선 아우라지 출토 토기 태토의 주된 광물상은 제작시기와는 별개로 각 토기의 특성에 따른 광물 조성이 검출되기도 했지만, 전체적으로 유사한 조성을 나타내었다. 따라서 토기의 소성온도에는 큰 차이가 없었던 것으로 확인되며, 약 750~850℃ 범위에서 저온소성된 것으로 추정된다.

• 보존과학회지
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• 제17권
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• pp.83-94
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• 2005

용암사 마애불의 구성재질은 기계적 및 화학적 풍화작용을 받은 반상흑운모화강암이다. 이 마애불의 모암과 주변의 기반암에는 수직에 가까운 경사와 $N8^{\circ}E$의 주향을 갖는 불연속면이 산재한다. 또한 다른 절리계와 이를 사교하는 절리계가 발달되어 있어 암반의 구조적 불안정을 초래하고 있다. 이 암반의 토압과 편압력은 마애불 전신으로 향해있으며 암반상부에서는 불연속면의 이격을 따라 전도파괴, 평면파괴 및 쐐기파괴의 가능성이 높은 것으로 분석되었다. 따라서 마애불의 구조적 안정을 위한 지반공학적 보강방법이 강구되어야 할 것이다. 한편 마애불이 선각된 암반 사면의 표면과 공극에는 무기물 및 지의류와 선태류의 오염이 심각하며, 절리대는 토양화의 진행에 의하여 잡초와 수근이 암석의 기계적 풍화작용을 가중시키고 있다. 이와 같은 이차적 훼손과 불연속면에 서식하는 식생을 제거하기 위한 생화학적 처리도 필요하다.

• 지질공학
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• 제8권2호
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• pp.175-188
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• 1998

선형계곡을 따라 발달하는 동래 단층대의 단층비지를 조사 연구하였다. 이 단층대는 내적으로 대상구조를 가지며 다중 단층핵의 형태로 산출된다. 단층핵은 비지대와 파쇄대로 구분되며 단층대의 최외곽부인 손상대에 의해 둘러싸인다. 변형작용과 변질작용의 강도는 모암으로부터 손상대 $\rightarrow}$ 파쇄대$\rightarrow}$ 비지대를 향해 증가한다. 비지대를 형성한 변형작용은 초기엔 취성변형작용의 파쇄작용(catalasis)이 주도적이었고, 단층슬립의 최대의 국지화 지역인 파쇄물질의 고변형지역(비지대)에서는 연속적인 취성단열작용의 파쇄유동으로 나아갔을 것으로 생각된다. 단층비지대의 분쇄물질의 높은 공극 및 투수성은 지하로부터 열수유체의 유입을 가능케하여 활발한 열수 변질작용이 일어남에 따라 변형작용 기구는 취성파괴로부터 유체도움 유동으로 일대변화를 겪게 되었다. 열수 유체에 의한 일라이트, 스멕타이트 등의 점토광물 생성과 철광물 및 기타원소의 침전은 단층비지대에 높은 유압을 발생시켜 단열작용과 변질작용을 반복적으로 발생시킬수 있다. 일라이트의 다형은 대부분 1Md형으로 구성된다. 암석이 분쇄되고 나서 변질작용으로 점토광물이 생성될 때까지의 시간은 매우 짧은 것으로 알려져 있다. K-Ar 연령 측정자료에 의할때 열수변질을 수반한 동래단층의 주요 단층활동 시기는 51.4~57.5Ma와 40.3~43.6Ma의 두 시기로 구분될 수 있으나 시.공간적 단층활동 형태를 구명하기 위해서는 더 많은 자료가 필요하다. 그리고 비지대 점토광물의 생성온도환경으로 판단할 때 고기운동의 열수변질이 신기운동에 비해 보다 고온에서 일어난 것으로 추정된다.

• 보존과학회지
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• 제27권2호
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• pp.163-179
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• 2011

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.

• 한국산림과학회지
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• 제86권2호
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• pp.186-199
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• 1997

화강편마암질(花崗片麻巖質) 삼림토양(森林土壤)은 우리나라 국토면적(國士面積)의 1/3에 해당(該當)한다. 이 논문은 우리나라 남부지역에 있는 전남 순천시 소재 화강편마암질(花崗片麻巖質) 삼림토양(森林土壤)의 풍화(風化) 과정(過程)과 1차광물(一次鑛物)이 2차광물(二次鑛物)인 점토광물(粘土鑛物)로 풍화변성(風化變成)하는 광정(過程)에 대하여 연구(硏究)하였다. 이 삼림토양(森林土壤)은 많은 양(量)의 푸오하(風化) 흑운모(黑雲母)와 같은 Ferromagnesian mineral을 함유하고 있으며 풍화(風化)가 잘된 토양(土壤)으로서 강산성(强酸性)이고 유기물(有機物)의 함량(含量)이 적으며 CEC 값이 낮다. 토양단면 Bt층에는 점토광물(粘土鑛物)의 함량(含量)이 C층 보다 배(倍)나 많고 O층은 토층(土層)이 엷고 분해된 식물유휴(植物遺休)가 적으며 다공성(多孔性)으로서 Granic fabric이고 Moder humus의 토양미세형태학적(土壤微細形態學的)인 특징(特徵)을 가지고 있다. E층의 Related distribution pattern은 Enaulic이며 많은 양(量)의 미사(微砂)를 함유(含有)하고 있으나 모래량은 Bt, C층에 비하여 매우 적은 것이 특징(特徵)이다. Bt, C층에서 토양미세형태학적(土壤微細形態學的)인 특징(特徵)으로 볼 수 있는 공극(空隙)에서 Multilaminated clay coating과 Infilling을 볼 수 있으며 토양(土壤)의 색(色)을 붉게 해주는 Ferriargillan이 흑운모(黑雲母)로부터 분리(分離)되어 형성(形成)된다. Bt층에서 점토(粘土)의 함량이 높은 것은 점토(粘土)가 운반 집적된 것은 물론 풍화(風化) 원위치(原位置)에서 강력(彈力)한 풍화작용(風化作用) 결과(結果)에서 비롯된 것이다. 편광현미경과 SEM으로 관찰한 바 토양생성과정(土壤生成過程)중 아주 특이한 것은 흑운모(黑雲母)로부터 산화철(酸化鐵)의 형성(形成)이며, Tubular halloysite의 형성(形成)과 두가지 형태의 흑운모(黑雲母) 풍화(風化)모델 (Wedge weathering과 Layer weathering)의 확인(確認)되었다. 흑운모(黑雲母) 풍화(風化)에서 2차광물(二次鑛物)인 산화철(酸化鐵)이 흑운모(黑雲母) 표면(表面)에 두껍게 입혀지는 것이 특징(特徵)이며 점토광물(粘土鑛物)의 TEM 관찰(觀察)로 밝혀진 바, synthetic hematite의 존재(存在)가 확인(確認)되었다. 점토(粘土)의 화확분석(化學分析)에서 많은 양의 Ca, Na의 유실(流失)을 확인(確認)할 수 있었으며 상당량(量)의 Fe와 Al 이온이 유리(遊離)되어 있음을 밝힐 수 있었다. 점토(粘土)의 XRD에 의하여 운모(雲母)가 Kaolinite, Vermiculite-kaolinite intergrade, Hematite, Gibbsite 등 점토광물(粘土鑛物)로 변성됨을 확인(確認)할 수 있었으며 한편 Halloysite는 다른 1차광물(一次鑛物)에서 풍화형성(風化形成)된다는 것을 알 수 있었다. 또 풍화(風化)가 되지 않은 약간의 Dioctahedral mica의 존재(存在)를 확인(確認)할 수 있었다. 모암(母岩)에 상당량(相當量)의 흑운모(黑雲母)를 함유(含有)하고 있으며 이 화강편마암질(花崗片麻巖質) 삼림토양(森林土壤)은 흑운모(黑雲母)의 풍화(風化)에 대한 특징(特徵)을 보여 주고 있다.

• 한국산림과학회지
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• 제89권3호
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• pp.323-334
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• 2000

산사태(山沙汰)와 땅밀림 발생(發生)의 직접적(直接的)인 원인(原因)은 연속강우량(連續降雨量)이라고 생각되며 산사태는 화강암과 화강편마암 지대에서 주로 발생하였고 땅밀림은 니암지대(泥岩地帶)에서 발생빈도가 높았다. 이들 모암(母岩)의 풍화토(風化土)에 대한 물리적(物理的) 성질(性質)이 산사태(山沙汰)와 땅밀림 발생(發生)에 영향(影響)을 주는 것으로 생각된다. 풍화토(風化土)의 토성(土性)과 고상(固狀), 함수율(含水率), 공극률(孔隙率), 밀도(密度)는 산사태 발생과 관계가 있었다. 화강암(花崗岩)과 화강편마암(花崗片麻岩)의 풍화토(風化土)는 토양단면(土壤斷面)의 상부(上部)에 모래함량이 많아 빗물이 쉽게 침투(浸透)할 수 있었고 하층부(下層部)에는 점토(粘土)와 미사토(微砂土)가 많아 침투수(浸透水)에 의해 포화(飽和)된 흙은 점착력(粘着力)과 전단저항력(剪斷抵抗力)이 작아져 쉽게 활동(滑動)하며 땅속에는 미풍화(未風化)된 암반층(岩盤層)이 있어 암반(岩盤)위의 흙은 쉽게 포화(飽和)되어 활동(滑動)이 쉬운 것으로 생각된다. 산사태(山沙汰)와 땅밀림은 중력(重力)에 의해서 아래로 활동(滑動)하므로 사면((斜面)의 경사도(傾斜度)가 산사태 발생에 크게 영향(影響)을 주었고 토양(土壤)의 고상(固狀)과 밀도(密度)는 지괴(地塊)의 중력(重力)과도 관계가 있을 것으로 생각된다. 산사태(山沙汰)는 돌발적(突發的)으로 발생(發生)하므로 예측이 매우 어렵고 풍화토(風化土)의 물리적(物理的) 성질(性質)과 토층(土層)아래 암반(岩盤)의 유무(有無)를 파악(把握)하므로 어느 정도 예측(豫測)이 가능할 것으로 생각되며 땅밀림은 서서히 진행(進行)되므로 발생원인(發生原因)을 제거(除去)함으로써 활동(滑動)을 어느 정도 저지(沮止)할 수 있을 것으로 생각된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제24권4호
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• pp.194-201
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• 2021

유도분극 효과는 지층 내 광물입자와 공극수 사이 계면에서의 전기화학적인 반응에 의해 발생하는 것으로 알려졌다. 광대역 유도분극 탐사는 다중 진동수의 교류전류를 지하로 송신할 때 측정되는 위상과 전기비저항 스펙트럼으로부터 지층 내 이상 구간을 파악하는 전기탐사 기술이다. 이 기술은 다양한 광물탐사에서 효과적으로 적용되고 있다. 경기도 포천시 관인면 고남산 일대에는 티탄철광석을 개발하는 광산이 운영되고 있다. 이 광석에는 0.4% 이상의 바나듐을 함유하고 있어서 함바나듐 티탄철광상으로 분류된다. 바나듐은 바나듐 레독스 흐름전지의 핵심원료이고, 이 전지는 대용량 에너지 저장시설에 적합한 것으로 알려졌다. 신규 잠두광체의 부존 여부를 파악하고, 잠재 자원량을 산정하기 위하여 체계적인 광물탐사가 이뤄졌다. 물리탐사에서 노두와 시추코어 시료를 이용한 실내 암석 물성 측정결과는 현장자료부터 신뢰할 수 있는 물성 모델을 생성하는데 도움이 된다. 따라서 이 연구는 함바나듐 티탄철광상의 광석과 주변암석사이의 유도분극 특성 차이를 이해하고, 이를 바탕으로 광대역 유도분극의 VTM 광상 탐사 적용성을 파악하고자 실내 광대역 유도분극 연구를 수행했다. 연구결과 갱도와 시추코어에서 확인한 광석의 위상과 전기비저항 스펙트럼 형상은 몬조섬록암과 석영 몬조섬록암으로 이루어진 주변모암의 스펙트럼 형상과 확연하게 달랐다. 암석의 유도분극 특성은 주로 100 Hz 이하의 진동수에서 반응 차이를 가지게 만든다. 이 진동수 영역에서 광석과 주변 암석의 평균 위상과 평균 전기비저항을 계산했다. 가장 낮은 진동수인 0.1 Hz 진동수에서 광석의 평균 위상은 -369 mrad, 주변 암석은 -39 mrad 이었다. 같은 진동수에서 광석의 평균 교류 전기비저항은 16 Ωm, 주변 암석은 2,623 Ωm이었다. 광석의 실내 광대역 유도분극 특성은 주변 암석과 상당한 차이가 나므로 광대역 유도분극 탐사가 함바나듐 티탄철광상 광물탐사에 효과적으로 적용할 수 있고, 이러한 특성은 현장 탐사 자료를 해석하는 데 도움이 될 것으로 판단된다.