• 제목/요약/키워드: 암석화학

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선산 지역 중생대 심성암류의 저어콘 헝태 및 암석화학 (Zircon Morphology and Petrochemistry of Mesozoic Plutonic rocks in Seonsan Area, Korea)

  • 이윤종;박순자;장용성;정원우;김중욱;황상구;윤성효
    • 암석학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.81-102
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    • 2004
  • 선산 지역의 심성암류는 선캠브리아기 변성암 복합체를 관입하고 있고 낙동층에 의해 부정합으로 피복되어 있으므로 그 관입 시기는 백악기 이전으로 생각된다. 이 심성암류는 섬록암-섬장암질암과 편마상 화강암, 쥬라기의 흑운모 화강암과 세립질 흑운모 화강암으로 구분된다 모드 조성상 섬록암-석장암질암은 석영몬조니암-화강섬록암-토날라이트에 해당되고, 편마상 화강암, 흑운모 화강암과 세립질 흑운모 화강암은 모두 화강암에 해당된다. 섬록암-섬장암질암은 암석화학적으로 다른 화강암에 비해 낮은 SiO$_2$ 함량, 분화지수와 라센지수를 가지며, 저어콘의 형태에서도 기타 화강암들이 (100)형과 (110)형의 중간형이 주로 나타나는데 비해서 (100)형이 우세하게 나타난다 이런 경향은 섬록암-섬장암질암이 보다 고온의 마그마에서 형성되었음을 지시한다. 이 심성암류는 칼크알칼리 암석계열을 따르고 대부분 I-형 화강암이며 자철석 계열이 주를 이루나 부분적으로 티탄철석 계열에 해당되는 부분도 있다. 각 암체의 화성과정은 먼저 섬록암-섬장암질암이 지하 약 17km 부근에 약 5kb의 수증기압을 가지고 관입하였다. 그 후 지하 10km에 3kb 정도의 수증기압을 갖는 편마상 화강암이 관입되었다. 계속적으로 지하 약 2km에 흑운모 화강암이 약 0.7kb의 수증기압을 가지고 관입하였다. 마지막으로 지하 약 8km 정도 지반의 침강이 일어났으며, 여기에 약 3kb 정도의 수증기압을 가진 세립질 흑운모 화강암이 10km 위치에서 관입한 것으로 추정된다.

화강암지역 지하수 수질의 특징과 불소원인에 관한 물-암석반응 연구 (Geochemical Aspects of Groundwater in Granite Area and the Origin of Fluoride with Emphasis on the Water-Rock Interaction)

  • 추창오;김종태;정일문;김남원;정교철
    • 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.

천왕봉과 안양산을 중심으로 한 무등산응회암의 암석학적 연구 (A Petrological Study of the Mudeungsan Tuff Focused on Cheonwangbong and Anyangsan)

  • 정우철;길영우;허민
    • 암석학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.325-336
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    • 2014
  • 중생대 능주분지 내 형성된 무등산응회암은 기존에 여러 암석으로 명명되었으나, 무등산응회암 내 용결구조, 피아메, 암편, 기질의 탈유리화 등을 고려할 때, 무등산응회암이라는 통일된 명칭을 사용하는 것이 바람직하다. 천왕봉 지역과 안양산 지역 무등산응회암은 야외에서 경계가 뚜렷하지 않지만, 암석화학 및 광물화학적 특징과 연대측정 결과에 의해 천왕봉과 안양산 지역 무등산응회암으로 대분된다. 두 지역 무등산응회암은 섭입대 환경의 동원마그마에서 기원한 칼크-알카리 계열의 데사이트질 용결응회암이며, 결정질 응회암이다. 천왕봉 지역 무등산응회암은 안양산 지역 무등산응회암을 형성한 마그마에서 주로 사장석 정출에 의해 형성되었다.

도토기의 태토(기원물질)산지를 추적하기 위한 지구화학적 응용연구: 지구화학연구기법의 고고학적 응용을 위한 기초연구 (Geochemical Application for Clarifying the Source Material of the Earthenware: A Preliminary Study for Archaeological Application of Geochemical Tool)

  • 이승구;이길용;윤윤열;양명권;김규호;이성주;안상두
    • 암석학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.181-197
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    • 2010
  • 고대 도 토기와 같은 고고학 유물을 만든 원료(태토)의 기원지 규명에 적합한 지구과학적 인자를 도출하기위한 연구를 수행하였다. 연구방법은 경북 경주, 경산 및 경남 함안지역에서 생산되었거나 출토된 토기와 토기채취지역 주변에 분포하는 암석과 토양을 채취하여 이들의 광물조성 및 화학조성을 비교하였다. 연구결과에 의하면, 토기는 구워지면서 광물조성이 바뀌기 때문에 광물조성의 비교에 의한 태토 및 원암의 유추는 어려운 것으로 나타났다. 그리고 주성분조성을 이용한 일반적인 화학조성간의 상대적인 비교 또한 원암-태토(토양)-토기로 가면서 대부분의 화학조성비가 변하기 때문에 상호간의 상관성이 거의 없음을 확인하였다. 반면에 희토류원소 분포도는 암석-토양-토기로 진행되면서 상대적인 분포도가 주성분조성변화에 비해 거의 없고, 희토류원소의 하나인 Nd의 동위원소비에 의한 모델연대에서도 유사성을 보여주었다. 그리고 Nd 동위원소와 Sr 동위원소 또한 태토와 토기간에 연관성이 있음을 보여주었다. 이 연구결과 고고학적 유물의 재료를 밝혀내는데 있어서 희토류원소의 분포도와 Nd, Sr 동위원소의 지구화학적 특성이 다른 지구화학적 연구기법에 기법에 비해 더 유용하게 활용될 수 있음을 확인할 수가 있었다.

화학적 풍화에 의한 결정질 암석내의 미세조직 발달특징과 암반공학적 의미 (Characterization of Microtextures formed by Chemical Weathering in Crystalline Rocks and Implications for Rock Mechanics)

  • 추창오;정교철
    • 지질공학
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    • 제21권4호
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    • pp.381-391
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    • 2011
  • 암석의 풍화작용은 암석의 강도를 약화시키고 궁극적으로는 지질공학적 대상물의 안정성을 저하시키게 된다. 화학적 풍화지수와 같이 암석의 풍화등급을 이용하여 암반의 안정성을 평가하는 여러 가지 지표가 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 편광현미경 관찰, XRF 전암분석에 의한 화학적 풍화지수, X-선회절 (XRD)분석에 의한 광물의 종류와 함량분석, 전자현미경(SEM/EDS)에 의한 미세조직 분석, BET측정법에 의한 기공크기와 비표면적 분석, 미소촛점 X-선 CT 등을 이용하여 결정질 암석(편마암, 화강암)의 풍화정도와 미세조직, 공극의 특성을 분석하였다. 이차광물의 생성과 미세구조의 발달특정은 광물의 용해, 침전, 파쇄반응과 같이 복합적인 요소에 의하여 영향을 받게 된다. 그러므로 단순히 전암분석치를 이용하여 계산하는 풍화지수(CIA, CWI 등)와 같은 기존의 화학적 풍화지표들은 암석의 풍화정도를 제대로 반영하지 못함이 밝혀졌다. 따라서 이 외에도 광물조성비, 미세조직, 미세공극의 특성을 고려한 새로운 평가기법이 요구된다.

암석과 광물에 저장된 태양계 탄생과 초기 진화의 기록 (Records of the origin and early evolution of the solar system in rocks and minerals)

  • 최변각
    • 천문학회보
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    • 제43권1호
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    • pp.71.2-71.2
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    • 2018
  • 태양계 질량의 대부분은 플라즈마, 기체, 또는 액체 상태로 존재하며, 극히 일부만이 고체 즉 암석과 광물로 존재한다. 하지만, 반응 특히 혼합(mixing)이 일어나는 속도가 매우 느린 고체의 특성상 태양계의 탄생과 진화 과정의 기록은 고체태양계 물질에 더 잘 보관되어 있다. 지구를 제외한 고체 태양계 물질을 확보하기 위해서는 지구로 낙하한 암석인 운석(meteorites)을 발견하거나, 우주로 나가 시료를 가져와야 한다. 아폴로 미션(Apollo mission)에 의한 월석(lunar rocks) 채취(Papike et al., 1998), 하야부사 미션(Hayabusa mission)에 의한 소행성(asteroid) 시료 채취(Nakamura et al., 2011), 스타더스트 미션(Stardust mission)에 의한 혜성 시료 채취(Zolensky et al., 2006) 등이 후자에 속한다. 능동적으로 가져온 시료는 아직까지는 그 종류와 양에서 운석에 비해 매우 부족하므로 현재까지 우리가 알고 있는 고체 태양계에 관한 대부분은 운석 연구를 통해 얻어졌다. 운석은 크게 미분화운석 즉 콘드라이트(chondrites)와 분화운석(differentiated meteorites)으로 구분한다. 분화운석 중 일부는 달운석(lunar meteorites) 또는 화성운석(martian meteorites)이며, 나머지 분화운석과 콘드라이트는 암석-지구화학적 특징과 성인적 연관성에 의해 다양한 그룹으로 세분되는데 각 그룹은 하나의, 또는 둘 이상의 매우 유사한, 소행성에서 유래한 것으로 해석된다(Krot et al., 2014; 최변각 2009). 다양한 종류의 운석과 구성 광물에 포함된 기록으로는 (1) 태양계 이전 존재한 항성의 대기에서 생성된 광물, 즉 선태양계 광물(presolar grains), (2) 태양계 성운 탄생과 각 진화 단계의 정확한 시기, (3) 태양계 성운의 화학조성-동위원소 조성, 온도-압력 조건 등을 포함한 물리-화학적 특징, (4) 가스-먼지로부터 미행성, 소행성, 행성으로의 진화 과정, (5) 행성 진화의 열원, (6) 소행성 핵의 생성 과정 등이 있다. 강연에서는 이들을 간략히 살펴보고자 한다. 운석연구 등을 통해 태양계 생성과 진화과정에 관한 다양한 정보가 축적되었지만, 앞으로 연구할 것들이 더 많다. 또한 태양계 물질 중에는 운석의 형태로 지구로 들어왔거나 앞으로 들어올 수 있는 것도 있지만 그렇지 않은 것도 있다. 가스나 기체의 경우가 그러할 것이며, 고체지만 결합이 약해 일부라도 원형을 유지한 채 대기권을 통과 할 수 없는 것도 있을 것이다. 또 공전궤도나 중력 등 물리적 이유로 지구권 진입이 불가능한 것도 있다. 이러한 태양계 구성원에는 우리가 아직까지 얻지 못한 정보들이 다량 보존되어 있을 것이다. 미래의 태양계탐사가 기대되는 이유 중 하나이다.

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서울 삼천사지 대지국사탑비의 암석학적 특성과 산지해석 (Petrological Characteristics and Provenance Interpretation of Daejiguksatapbi (State Preceptor Daeji's Memorial Stele) in Samcheonsaji Temple Site, Seoul)

  • 김지영;이명성;이찬희
    • 자원환경지질
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    • 제46권2호
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    • pp.93-104
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    • 2013
  • 삼천사지 대지국사탑비는 고려시대 대지국사 법경의 행적을 기록한 석비이다. 이 탑비는 귀부, 비신 및 이수로 구성되어 있으며 비신은 발굴조사를 통해 약 255점의 파편으로 확인되었다. 탑비의 비신, 귀부 및 이수를 구성하는 암석은 각각 응회암질 각력암, 조립질 홍장석 화강암 및 세립질 화강암으로 동정되었다. 비의 구성암석과 동종의 암석 산출지를 탐색하기 위해 지표지질조사를 실시한 결과, 강화도 해협 양안에 점재하는 응회암질 각력암을 확인하였으며 조립질 홍장석 화강암과 세립질 화강암은 현재 삼천사지가 위치한 북한산에서 확인되었다. 비의 구성암석과 추정 산지 암석의 성인적 동질성을 규명하기 위해 암석학적 및 지구화학적 분석 결과, 추정 산지 암석의 광물조성, 조직, 암상적 특징과 지구화학적 거동특성이 탑비 구성암석과 매우 유사하였다. 따라서 비신은 강화도 해협 일대, 귀부와 이수는 삼천사지 주변이 석재 공급지였을 가능성이 아주 높은 것으로 해석된다. 이 결과는 현재 심하게 파손된 비신의 복원 시 신석재를 선택할 수 있는 근거자료로 활용될 수 있을 것이다.

시간에 따른 강도변화를 고려한 암반사면의 풍화민감특성 분석 (Weathering Sensitivity Characterization for Rock Slope, Considering Time Dependent Strength Changes)

  • 이정상;배성호;유영일;오정배;이두화;박준영
    • 터널과지하공간
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    • 제16권2호
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    • pp.109-134
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    • 2006
  • 암반(암석)은 생성시와는 다른 온도 압력조건, 대기와 지하수 및 강우 등의 영향으로 풍화작용을 겪게된다. 풍화작용은 암석을 구성하는 조암광물의 화학적 성질을 변화시키며, 불연속면을 따른 물리, 화학적 제반특성에 영향을 준다. 암석이 풍화작용을 겪게 되면 암석(암반)의 물성이 저하되는 현상이 나타나 이로 인한 사면의 파괴, 지하수의 유출, 암종간의 차별풍화로 인한 문제가 발생하기도 한다. 따라서, 대규모 사면 절개시에는 현재의 풍화특성을 분석하여 풍화상태가 앞으로 어떻게 진행될 것인지 예측하고, 이 결과를 토대로 비탈면 보호 및 보강공법에 기준을 판단하는 것이 요구된다. 이러한 요구에 부응하기 위해 기존의 여러 건설사업의 설계단계에서 화학적 풍화속도와 암석의 다른 특성들을 종합하여 분석하는 화학적 풍화민감도 분석 기법이 적용되어 왔다. 그러나 기존의 화학적 풍화민감도 분석은 본래 암반이 아닌 토양의 풍화에 대해 개발된 기법이며 고려되어야 할 변수들의 수가 많고 그 관계가 복잡하며, 공학적 시간단계별로 암반사면의 풍화민감특성을 적용하는데 한계가 있다. 또한, 기존의 방법은 주로 등방성이 강한 화강암질 암석에 특성분석 기법을 적용하여 퇴적암과 같이 이방성이 강한 암반에 적용하기 어려운 문제도 있다. 풍화지형을 연구하는 지형학자들의 연구(Oguchi et al., 1994; Sunamura, 1996; Norwick and Dexter, 2002)에서 시간에 따라 진행되는 풍화에 의한 암석의 강도저하는 음지수 함수의 형태를 나타내는 것을 제안되었다. 이 관계를 공학적으로 적용하면, 풍화에 작용하는 여러 요인들의 결과를 강도저하로 표현할 수 있으며, 강도라는 암석의 물성을 설명함으로써 공학적으로 의미가 있는 결과를 도출할 수 있다. 따라서, 이 연구에서는 전술한 관계에 의해 풍화진행 시간에 따른 암석의 강도특성 변화를 고려하여 퇴적암에 특화시킨 풍화민감특성 분석을 암반사면의 풍화민감특성을 설명하고 설계에 직접적으로 적용할 수 있는 방법으로 제안한다.