• Journal of the Mineralogical Society of Korea
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• v.17 no.1
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• pp.23-35
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• 2004

The weathering characteristics of periodically submerged sedimentary rocks in the Sayeon dam, Ulsan was examined by field work, electron probe micro-analysis, X-ray diffraction, and X-ray fluorescence spectrometry. Analysis of fracture zone and exfoliation showed the submerged sedimentary rocks have undergone severe mechanical weathering. Mechanical weathering in the water-rock interface accelerated chemical weathering, such as dissolution and alteration of the most of minerals except for quartz in the weathering zone. The dissolution of carbonates specially calcite, is remarkable creating the cavities, whereas formation of minerals including clay minerals is not active. The sedimentary rocks have been periodically submerged for a certain period of time, and have repeated freezing and thawing. This mechanical weathering favored infiltration, which accelerated mineral dissolution. The high content of easily soluble carbonate of the sedimentary rocks is likely the major cause of intense chemical weathering. The dissolved elements within the infiltrated water interrupted the occurrence of clay and weathering minerals, and expend fractures by infiltrated water accelerated weathering process.

• Journal of the Korean GEO-environmental Society
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• v.17 no.5
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• pp.17-25
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• 2016

The rocks exposed on the surface undergo expedite weathering process due to the effects of climatic process, etc. and the weathering process changes the properties of minerals, thereby lowering the stability of rocks. Therefore, it is important to examine the composition of minerals in order to investigate the resistance of rocks against weathering, which is performed by weathering sensitivity analysis. And microscopic flaking test was performed for the bored samples in this study and the composition of minerals that are vulnerable to weathering was measured through mode analysis. The lithological and mineralogical weathering factors were evaluated through this process. Furthermore, the degree of progress of weathering was identified by quantitatively measuring the actual mineral composition of rocks through X-Ray diffraction analysis and identifying the secondary minerals through observation with a scanning electron microscope. This analyzing the weathering sensitivity was analyzed to be capable of determining appropriate indicators that can determine weather resistance and predicting the weathering grade using chemical weathering speed.

• Journal of the Mineralogical Society of Korea
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• v.13 no.3
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• pp.121-137
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• 2000

Weathering profiles which were developed under a temperate, humid environment and relatively steep geography, show a thick saprolite and soil horiaon in the Precambrian granitic gneiss of the Yoogoo area. In the weathering profiles, secondary minerals such as interstratified biotite/vermiculite, tri- or di-octahedral vermiculite, halloysite, kaolinite, illite, smectite, gibsite and geothite were observed. Kaolinization of biotite is the most prevalent mechanism but vermiculitization is a minor from all ofweathering profiles. Biotite altered to B/V mixed layer-vermiculite, to illite and to halloysite, kaolinite and gibbsite. Halloysite is the most frequently observed weathering product of biotite in these profiles. Goethite is observed at the around or opened fissures of altered biotite. Tubular halloysite aggregates was fDrmed from dissolution-precipitation of plagioclase. The occurrence of halloysite aggregates is divided into a preferentially oriented type and a wrinkled one which were resulted from the dissolved type of plagioclase. Fe-bearing minerals have also been subjected to dissolution leaving the precipitation of geothite along dissolution voids. The profile of granitic gneiss is a typical weathering pattern showing a clay minerals increase toward the surface. Weathering of minerals were controlled by locally acidic and good-drainage environment, and formed a various and complicated secondary minerals in this study area.

• Journal of the Mineralogical Society of Korea
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• v.19 no.2 s.48
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• pp.63-69
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• 2006

When rocks are exposed to the near surface environment, they are broken down due to several factors such as physical and chemical weathering during the geologic time. The feldspar and mica, which are the main rock-forming minerals, are easily broken down relative to other minerals. In order to reproduce some weathered minerals similar to the ones exist in natural weathered granite, there was an experimental interaction between fresh minerals and acidic solution. In low pH condition, biotite initially dissolved and its surface structure broke down, whereas plagioclase dissolved and had a needle-shaped dissolved morphology with some precipitates composed of Al element. The minerals were deeply dissolved in a strong acid condition, showing the prominent dissolved structure. Some etch pits and dissolved textures developed on the natural mineral surfaces are similarly found in our experiment, suggesting the development of mineral dissolution and weathering texture by the influence of the mineral's intrinsic nature.

• Journal of the Mineralogical Society of Korea
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• v.14 no.1
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• pp.39-51
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• 2001

공주군 유구면 일대의 화강암질 편마암의 풍화작용에 따른 원소의 거동과 pH와 이차광물과의 관계를 XRF, ICP-AES, ICP-MS를 이용한 원소분석결과를 통하여 검토하였다. 이 지역의 암석은 pH6 내외의 산성환경, 침철석, 아나타제와 같은 다양한 이차광물을 생성하면서 심각한 화학조성의 변화를 초래했다. 주원소의 화학조성을 이용한 풍화지수는 토양층에서 79~88로 모암 중의 사장석이 용해되고 흑운모가 변질되어 캐올리광물의 생성이 활발한 방향으로 풍화작용이 진행되었다. 지표층으로 가면서 Al에 대한 주 원소의 거동은 Si, Ca, Na, K, P가 감소하고 Fe, Ti, Mn이 증가하는 경향을 보이며 pH가 낮은 풍화단면에서 주 원소의 변화량이 더 크다. 이 풍화대에서 Mg은 거의 일정하다. Li, As 모든 전이원소는 pH가 감소함에 따라 증가하며 특히 이들 원소는 Fe의 함량과 비례해서 증가해 침철석과 공침하였거나 표면에 흡착되어 있는 것으로 보인다. Ga은 Fe와 비례하기는 하지만 변화량은 전 풍화단면에서 일정하다. Zr, Mo, Sn, Cd은 pH에 변화에 상관없이 일정한 반면에 Rb, Sr, Ba, Y, Pb, Th, U 등은 감소하는 경향을 보인다. 특히 Rb 과 Sr은 Ca에 비례해서 감소한다. 희토류원소는 전 풍화단면에서 감소하는 경향을 보이는데 $Al_2$$O_3$에 대한 상대적인 변화량을 보면 경희토류원소는 사프롤라이트(saprolite)하부와 상부에서 부화되어 있고 중부 사프롤라이트와 토양층에서 감소하는 반면에 중희토류원소는 사프롤라이트 하부와 상부에서 감소하고 중부사프롤라이트 및 토양층에서 부화되는 경향을 보인다. 전반적으로 희토류원소의 원자번호가 클수록 손실율이 커진다. 이 풍화단면에서 원소의 거동은 각 풍화층의 pH와 생성된 이차광물의 조성에 지배를 받았다.

• Journal of the Mineralogical Society of Korea
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• v.21 no.4
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• pp.331-339
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• 2008

In the upstream of Nakdong river in Bonghwa-gun, Gyeongsangbuk-do, certain areas of riverside were found to be covered by weathered mine tailings which were assumed to be migrated and deposited by flood. This study was conducted to investigate the formation and characteristics of the secondary minerals from tailings and related leaching behavior of heavy metals in the severely weathered tailing deposits by river waters. Quartz, feldspar, micas, chlorite, hornblende, talc, pyroxene (johannsenite), pyrite, and calcite were identified as primary minerals by XRD. Kaolinite can be formed by the weathering of tailings, but considering the short period of weathering time, kaolinite in the deposits is considered to be from unweathered tailings or moved from soils. The secondary minerals such as goethite, gypsum, basanite, and jarosite were also identified. The formation of the secondary minerals was affected by the species of primary minerals and pH conditions. The weathering of pyrite produced sulfate minerals such as gypsum, basanite, jarosite, and also goethite. Mn oxide was also identified by SEM, coated on the primary minerals such as quartz. This Mn oxide was poorly crystalline and thought to be the weathering product of johannsenite (Mn-pyroxene). The Fe and Mn oxides are the main minerals determining the brown/red and black colors of weathered tailings. EDS results showed that those oxides contain high concentrations of Pb, Zn, and As, indicating that, in the river, the formation of Fe and Mn oxides can control the behavior and leaching of heavy metals by co-precipitation or adsorption.

• Korean Journal of Soil Science and Fertilizer
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• v.31
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• pp.36-44
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• 1998

우리 나라에서 토양의 점토광물에 관한 최초의 연구는 1958년 김제지방의 답 토양에 관한 연구로 (Dewan, 1958)시작되었다. 1960년대 시작하여 1970년대 까지는 주로 토양점토광물의 동정이 이루어 졌다. 점토광물의 동정(同定)에 사용된 잔적토(殘積土)(Residual Soil)로는 화강암(花崗岩), 화강편마암(花崗片麻岩), 현무암(玄武岩), 석회암(石灰岩), 혈암(頁岩), 제(第)3기층(紀層), 홍적층(洪積層) 유래 토양과 토양종류별(土壤種類別)로는 과부식회색토(寡腐植灰色土), 염류토(鹽類土), 충적토(沖積土), 적황색토(赤黃色土), 화산회토(火山灰土), 퇴적토(堆積土), 갈색토(褐色土), 암쇄토(岩碎土), 저위생산답(低位生産畓)이였으며, 토양점토광물(土壤粘土鑛物)과 작물수량성(作物收量性) 관계에 관한 연구가 실시되었다. 1980년대에 들어와서는 토양중의 1차광물과 점토광물의 풍화에 대한 안정도와 1차광물의 동정이 행해졌으며, 이밖에 Kaolinite 입자의 전하에 관한 연구등 점토광물의 흡착과 활성 연구, 점토광물의 토양개량재로서의 흡착과 화학적 특성 변화 연구와 점토광물의 토양개량 시용효과에 관한 연구가 행해졌다. 1990년대에 들어와서는 토양 중의 1차광물과 점토광물의 정량에 대한 자료가 축척되었고, 토양의 풍화에 대한 안정성과 생성기작, Zeolite와 새로운 광물이 합성되었다. 또한 합성광물을 이용한 농업과 산업광물로의 응용성 환경 산업에서의 적용가능성에 대한 평가가 시도되었다. 토양의 점토광물의 조성에 관한 연구는 토양 모재를 중심으로 이루어졌는데, 화강암(花崗岩)에서는 Halloysite, 화강편마암(花崗片麻岩)에서는 Kaolinite, Metahalloysite, Illite, 산성암(酸性岩)에서는 Kaolinite, Venrmiculite와 Chlorite의 중간광물, 현무암(玄武岩)에서는 Illite, Kaolinite, Vermiculite, 석회암(石灰岩)에서는 Vermiculite-Chlorite 중간광물, Kaolinite와 Illite, 혈암(頁岩)에서는 Kaolinite, Halloysite, Illite 외 Vermiculite-Chlorite, 화산회토(火山灰土)에서는 Allophane이 주광물이었다. Soil Taxonomy와 토양광물과의 관계에서, 답 토양에서는 Entisols의 주점토광물은 2:1형과 1:1형 광물이지만 Inceptisols와 Alfisols에서는 Halloysite가 대부분이다. 밭 토양의 경우는 Alfisols의 주점토광물은 Vermiculite, Illite, Kaolinite이었고, Ultisols에서는 Vermiculite-Chlorite 중간광물이었다. 산림토양에서는 Inceptisols중에서 Andept는 Allophane, Alfisols에서는 2:1 광물이지만, Ultisols에서는 Halloysite이다. 모재별 조암 광물의 풍화와 점토광물의 생성과정에서 화강암(花崗岩)과 화강편마암(花崗片麻岩)의 장석류(長石類)는 kaoline광물로, 이 밖의 운모광물(雲母鑛物), 녹니석(綠泥石), 각섬석(角閃石), 휘석(輝石)으로부터 생성된 illite, chlorite, vermiculite는 풍화중간에 혼층단계(混層段階)를 거쳐서 kaoline 광물로 풍화된다. 석회암(石灰岩) 토양의 smectite가 Mg농도가 높은 토양용액으로부터 침전되어 생성되었거나 운모 또는 chlorite에서 유래된 vermiculite의 변성작용에 의해 생성되고, 혈암(頁岩)토양의 점토에 illite가 주로 풍화에 저항성이 큰 미립자의 함수백운모(含水白雲母)로부터 유래되며, 현무암(玄武岩) 중의 장석류(長石類)는 kaoline광물로, 휘석(輝石)은 chlorite${\rightarrow}$illite의 풍화과정을 거친다. Zeolite, 함불석 Bentonite, Bentonite 등 우량점토 광물이 분포과 광물조성, 이화학적 특성이 조사되었고, 토양의 물리적, 화학적 성질의 개선을 필요로 하는 토양의 개량을 위해서 Bentonite, Zeolite, Vermiculite 등의 토양 개량재(改良材)로서의 기초연구와 이들 개량재 시용효과에 관한 연구 등이 주로 논토양에서 수행되었다. 점토광물과 수량관계를 보면 Montmorillonite를 주점토광물로 함유된 답 토양의 수도수량이 1:1 광물을 주점토광물로 함유하고 있는 토양에서의 수도수량 보다 높았다. 토양광물에 관한 기초연구(基礎硏究)로서 양이온교환능과 포화이온의 영향, 입자의 전기화학적 성질, 흡탈착 성질, 표면적과 등전점, 해성점토에 대한 압밀점토(壓密粘土)의 변형율(變形率)의 추정 등이 주로 연구되었다. 부가가치가 낮거나 폐기되는 광물을 이용하여 토양개량재 혹은 흡착제를 형성하는 연구가 알카리 처리에 의한 Zeolite 합성에 집중되었다.

• Proceedings of the KSEG Conference
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• 2004.03a
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• pp.12001-12049
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• 2004

암석의 풍화과정은 화학적인 변질, 물리적인 분해 및 생물학적인 작용으로 나뉘어 진다. 풍화에 영향을 주는 요소는 기후, 조성광물의 종류 및 구조, 절리와 단층, 열수변질작용과 광화작용, 염기성 및 산성암맥과 지형 등이다. 또한 암석의 풍화는 성인에 따라 다양한 양상으로 진행되는데 이는 암석을 이루고 있는 각각 광물들이 열역학적인 반응경로가 서로 다르고, 이에 수반되는 물리적인 풍화진행속도가 차이가 있으며, 암석의 균질성, 투수성 등이 암종별로 다양하기 때문이다. 현장에서 암석의 풍화정도는 조성광물의 변질과 분해정도를 육안 등으로 정성적으로 판단하고 분류하는 것이 일반적이다. (중략)

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 2004.04a
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• pp.266-271
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• 2004

지리적으로 이격된 마산과 서부산 지역의 불국사 화강암 분포지에서 정량적인 풍화도를 판별하기 위해 화학적 풍화지수와 등급을 산정하였다. 연구를 위해 채취된 시료에 대해 풍화 생성광물 동정, 전암분석, 산침수에 의한 이온용출 시험을 실시하였으며, 풍화지수와 지형적인 요소와 풍화속도를 고려하여 풍화등급들 산정하였다. 분석 결과 동일한 물리적, 광물학적 특성을 가지고 있으나 풍화에 따라 생성되는 점토광물의 종류와 함량에서 차이를 보여주며, 풍화의 진행 경로과 범위는 매우 상이한 결과를 보여 준다. 이러한 결과는 암석의 풍화가 모암의 조건 외에 지형, 지질구조, 기온, 강수량과 같은 환경적인 요소에 밀접하게 관련되어 있는 것을 의미할 뿐만 아니라 풍화도 산정에서 환경적인 요소에 대한 해석이 반드시 요구된다.

• Proceedings of the KSEEG Conference
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• 2003.04a
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• pp.57-60
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• 2003

광업활동이 중지된 후 적절한 조치없이 방치된 폐광석들은 보다 빠르게 풍화될 수 있는 환경에 접하게 된다. 황화광물이 풍화되면 중금속이 용해되어 주변의 지표수나 지하수 및 토양의 오염을 초래한다. 용해된 중금속 이온들은 물리화학적 환경변화가 야기되면 보다 안정한 상태로 침전, 공침 또는 흡착되어지게 될 것이다. 만약 침전된 2차광물들이 불용성 광물이거나, 산성환경에서 비교적 안정한 광물에 흡착되어 제거된 중금속이라면 자연적으로 발생하고 있는 화학반응을 통하여 자연정화가 일어난다고 할 수 있다. (중략)