• 지질공학
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• 제18권1호
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• pp.103-115
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• 2008

이 연구의 목적은 경남 북서부 화강암 분포지역 지하수의 지구화학적 특징 및 불소의 원인을 물-암석반응으로 이해하는 데 있다. 이를 위하여 지하수의 수질과 모암인 화강암의 주요 성분간의 부화경향성을 검토하였으며, 변질된 암석내 광물의 미세조직을 전자현미경으로 관찰하고 화학성분을 분석함으로써 물-암석반응에 따른 지하수내 불소의 용존 원인을 해석하였다. 불소함량과 경도를 비교한 결과 이들 간에는 뚜렷한 상관성은 나타나지 않는다. 그러나 불소함량과 pH는 대체로 서로 비례하는 경향을 보이며, 공의 심도가 깊어질수록 불소함량도 증가한다. 흑운모의 변질작용은 벽개를 따라 일어나거나, 결정의 가장자리 부분에서 가장 우세하게 일어난다. 물-암석반응에 의하여 흑운모가 쉽게 변질되므로 본 연구지역의 지하수내 불소의 주공급원이 될 가능성이 가장 높다.

• 자원환경지질
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• 제43권3호
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• pp.211-222
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• 2010

물-암석 반응에 따른 물속의 Sr의 농도와 $^{87}Sr/^{86}Sr$ 비의 변화를 조사하기위해 실온에서의 회분식 실험(batch experiment)을 수행하였다. 실험방법은 기원이 서로 다른 2종류 화강암(강화 석모도 흑운모 화강암과 포천 석류석 화강암), 증류수, 지표수를 사용하여 암석을 증류수 및 지표수와 1:1의 비율로 각각 반응시킨 후의 물속의 양이온 및 음이온의 농도변화 및 물속의 $^{87}Sr/^{86}Sr$ 비를 측정하였다. 그리고 암석과 지표수의 경우, 혼합비의 차이에 의한 비교를 위해 암석과 지표수의 비율을 1:10으로 하여 반응시킨 후의 물속의 양이온과 양이온의 농도변화 및 $^{87}Sr/^{86}Sr$ 비를 측정하였다. 연구결과에 의하면, 물속의 용존성분의 함량은 초기 3-4개월간은 증가하였지만, 1년간 방치하여 놓은 시료에서는 함량이 현저하게 줄어들었다. 반면에 물속의 $^{87}Sr/^{86}Sr$ 비는 시간의 경과와 더불어 암석의 $^{87}Sr/^{86}Sr$ 비로 이동해가면서 비교적 안정되는 경향을 보여주었다. 이는 물-암석반응에 의한 물속의 $^{87}Sr/^{86}Sr$ 비는 거의 거의 평형에 도달한 이후에는 Sr 함량이나 기타 용존이온들보다 쉽게 안정됨을 지시해주는 것으로 볼 수 있다. 이 연구결과는 서로 다른 대수층에 분포하는 지하수의 연계성 혹은 혼합비를 계산하는데 있어서 $^{87}Sr/^{86}Sr$ 비가 유용하게 활용되어 질 수 있음을 지시해준다.

• 한국환경생태학회지
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• 제15권2호
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• pp.139-152
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• 2001

충남 서부 활석광산 주변의 수계에 대한 원소 함량특성에 대해 알아보고자 대흥 및 광천광산에 대해 수질 및 하상 퇴적물 시료와 함께 광산 주변 토양 및 모암 시료를 채취, 비교하였다. 대흥지역 퇴적물은 대부분 원소에서 SP가 GN에 비해 높았는데 이는 퇴적물 내 유색 및 무색광물 함량 차이로 판단된다. 절대 함량 비교에서 광물 결정구조 내 쉽게 Mg와 치환하는 원소는 낮은비율을, Fe와 치환하는 원소는 높은 비율을 보였는데 이는 퇴적물 내 주 구성광물내 원소 치환특성을 반영하기 때문으로 판단된다. 절대 함량의 감소 순서와 타원소들과 높은 상관관계(>0.85)의 빈도를 보이는 원소들 사이의 차이는 퇴적물 화학조성에 이차광물과 비정질 광물등의 조성도 반영되었음을 암시한다. 대흥지역 지표수는 대부분 원소에서 MSP가 SP와 GN의 중간값을, MSG는 LGN과 MSP의 중간값을 조여 수계의 혼합특성을반영하는 것으로 판단된다. 절대 함량관계에서는 SP는 GW1과 유사했고, GN은 LGN과 유사했으며, 절대함량은(Mg, Fe), (As, Sc), (Mo, V, Se) 순서로 낮아졌다. 광천지역은 갱내수가 천부 지하수에 비해 대부분 원소에서 높은 함량을 보였는데, 이는 갱내수가 더욱더 많은 물-암석반응을 거친 때문으로 판단된다. 절대 함량은 Mg, Br, Fe, (Sc, Cr), (An, Ni, V)순서로 감소하였다. 갱냉수의 지역간 원소 함량 차이는 사문암화가 우세한 광천지역과 활석화가 우세한 대흥지역 모암들 사이의물-암석 상화반응의 차이를 보여주는 것으로 판단된다 두 지역의 상부 토양 및 모암 조성에서 SP가 GN에 비해 높은 Mg 비, Ni, Cr, Co 등 함량을 보였는데, 이는 사문암 지역 내 Mg, Ni, Cr 등이 풍부한 광물들 탓으로 판단된다. 퇴적물과 수질 사이에서는 함량 경향을 뚜렷하지 않았고 원소에 따라 서로 다른 힘량 차이를 보였는데, 이는 퇴적물 원소 함량이 수계 조성을 반영하는 것이 아님을 나타낸다. 상부-토양-암석-수계의 조성관계에서 대흥지역 지표수 중 SP 조성이, 광천지역은 갱냉수가 지하수의 조성에 가까웠다.

• 지질공학
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• 제17권3호
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• pp.445-453
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• 2007

이 연구는 거창, 합천, 창녕지역 지하수를 대상으로 물-암석 반응에 따른 수질특성을 해석하고, 지질과 수질간의 통계학적 분석을 통하여 상관성을 규명하는 데 그 목적을 두고 있으며 수질변화를 결정하는 물-암석반응 메커니즘을 해석하였다. 이들 암종과 수질과의 상관성을 분석한 결과 불소의 경우 섬록암류에서는 철과 알루미늄, 안산암류에서는 염소와 질산성질소와의 상관성이 높게 나타난다. 경도, 증발잔류물, 황산이온 등은 화강암을 포함한 모든 암종에서 서로 높은 상관성을 나타내며 특히, 퇴적암에서 더욱 밀접한 관계를 나타낸다. 암반지하수 수질은 심도가 깊어짐에 따라 물-암석과의 반응을 많이 거치면서 TDS(불소, 경도, 증발잔류물, 황산이온 등)가 증가한다고 인식되어 왔으나, 본 연구결과 개발심도와 수질결과와의 상관성은 미약한 것으로 나타났다. 이는 본 지역 대수층의 수리지질학적 요소가 복잡하거나, 심도에 따른 물-암석반응의 경로에 일관성이 결여되었기 때문인 것으로 보인다.

• 한국광물학회지
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• 제7권1호
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• pp.40-48
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• 1994

남산 화강암의 풍화를 물과 광물작용의 흡착작용의 관점에서 연구하였다. 순수한 증류수만으로도 광물-물의 흡착반응이 일어나며, 그 반응속도는 암석/물의 비율에 따라 수초-수 시간이내로 매우 빠르다. 광물과 물이 반응할 때 가장 영향을 미치는 것은 광물의 표면의 결합상태와 물의 수산이온농도이며, 암석/물의 비율은 용액의 수산이온농도를 좌우한다. 광물 입자의 크기는 반응속도에 큰 영향을 미치지만 암석/물의 비율이 약 7g/200 ml 이상이 되면 큰 변화를 보이지 않는다. 풍화를 받지 않은 화강암은 양의 pH edge (최대 pH 10)를 보이며 pH 7.1~7.5으로 하강하는 양상을 보인다. 그러나, 풍화를 받아서 점토 광물이 섞이 화강암은 음의 pH edge (최소 pH 4.8)를 보이며 pH 6을 넘지 않는다. 흡착반응 동안에 겔이 수면 위에 생성된 후 이것은 후에 깁사이트로 변하고, 암석/물의 비율이 높을수록 그리고 pH 변화가 클수록 많이, 그리고 빨리 형성된다.

• 한국환경과학회:학술대회논문집
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• 한국환경과학회 2002년도 봄 학술발표대회 발표논문집
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• pp.275-276
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• 2002

CaO는 물과 반응하여 발열반응을 일으켜서 CaO에 코팅된 계면활성제를 용해시키며 그리고 규산소다에 흡착된 중금속과 유기물을 고정화 시키는 역할을 담당한다. 그리고 규산소다는 물과 가수분해하여 다공성이 되면서 중금속과 유기물 등을 흡착시키는 역할을 담당한다. 또 CaO에 코팅된 계면화성제는 기름과 반응성이 우수하므로 $80^{\circ}C$～$90^{\circ}C$에서 용해하여 기름과 반응하는 특성을 갖고 있다. 미분 슬래그는 보간 중에 암석화되는 과정을 도와 주므로 시간이 경과하면 pH가 점점 중성으로 변화하는 현상을 보여 주었다.

• 한국광물학회지
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• 제3권1호
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• pp.18-33
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• 1990

각종 콘크리트 구조물의 기초공사에서 생기는 문제점 외에 시멘트와 골재자체의 반응, 즉 알카리-골재반응에 의한 물리, 화학적인 변화가 구조물에 피해를 주는 일차적인 요인으로 작용된 사례가 최근 10년간 외국에서는 잇달아 보고 되고 있다. 국내산 콘크리트 구조물에 대한 본 연구에 의하면 변성작용을 받은 이축성 석영, 자아석류가 시멘트로부터 공급된 알카리용매에 쉽게 반응, 붕괴되며 조립질보다 세립질 골재에 더 큰 영향이 나타난다. 골재와 시멘트 사이의 반응에 의하여 K, Na, Ca 및 Si 성분이 함량이 높은 부분으로부터 낮은 곳으로 상호 치환 이동되는데 그 과정에서 smectite와 illite같은 점토광물이 반응생성물로 정출된다. 이러한 광물은 구조물 내에서 수분의 흡수와 방출에 의하여 부피의 팽축이 거듭됨으로써 콘크리트 구조물에 심각한 손상을 야기시킨다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2002년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.225-228
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• 2002

서울 지하철 A설계구간에서의 전체 21개 지하수 시료에 대하여 수질분석을 실시하였다. 배경수질은 주로 Ca-HCO$_3$ type으로 전 지역에서의 물-암석 반응 자체는 큰 차이가 없음을 보인다. 본 조사에서 실시한 분석요소 중, 먹는 물 기준치를 초과하지 않은 시료는 3개이며, 나머지 18개 시료는 중금속과 불소, 황산염 등에 의해 이미 오염되어 있는 것으로 나타났다. 지하수 오염도는 BH-l~5 지역에서 보이는 카드뮴에 의한 오염현상과 BH-6~23 지역에서 보이는 다른 중금속 이온들에 의한 오염으로 뚜렷한 지역적인 차이가 보이는데, 이는 자연적인 지하매질과 지하수의 물-암석 반응에 의한 것이기보다는, 이들 지역에 매립된 인위적인 오염물질의 차이에 의해 결정되는 것으로 추정된다.

• 암석학회지
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• 제6권1호
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• pp.52-64
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• 1997

캐나다 노바스코시아주 남서쪽에 분포하는 이질암류는 셀르론화강암의 관입에 의해 넓은 지역이 접촉변성을 받았다. 이곳에 분포하는 접촉변성대는 15km 두께에 이른다. 잘 발달된 가상구조(pseudomorphic textures)에 의하면 사장석-백운모-흑운모가 십자석과 홍주석으로 치환되어있다. 이러한 치환반응이 가능하려면 반응물에는 존재하나 생성물에는 존재하지 않는 K, Na, Ca 원소들의 반응게에서 빠져 나와야만 가능하다. 이는 연구지역에서 원소들이 넓은 접촉 오레올을 이동한 광역의 변성교대작용이 발생하였음을 암시해 주고 있다. 홍주석을 함유하는 전형적인 시료의 모달 분석결과 반응물과 생성물의 체적비율이 1:1 관계를 보이고 있다. 동일체적일 경우 생성물(홍주석)에 함유된 Al의 양이 반응물들(사장석-백운모-흑운모)에 함유된양 보다 3배가 많음을 감안할때 이러한 화학반응을 가능하게 하려면 Al 역시 접촉변성 지역에서 원거리를 이동하였다는것을 알 수 있다.

• 대한자원환경지질학회:학술대회논문집
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• 대한자원환경지질학회 2000년도 춘계 공동학술발표회
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• pp.63-65
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• 2000