• 한국지구과학회지
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• 제29권3호
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• pp.246-254
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• 2008

이 연구는 장석 반암에 대한 자연수내 중금속 흡착제로서의 활용 가능성을 검토하기 위해 수행되었다. '맥반석'으로 불리는 연구대상 암석은 프로필리틱 변질작용으로 생성된 녹니석, 녹염석, 방해석을 포함하는 변질 장석반암이다. 용출 실험결과, 용출원소의 대부분은 Ca와 Na이며, 이들은 장석 반정보다는 석기에서 그 용출량이 많다. 흡착 실험결과, Pb, Cu, Fe는 반응 1시간 이내에 각각 99, 98, 97%가 흡착되었으나 As는 24시간 동안 25%가 흡착되었다. 변질 장석 반암의 Pb, Cu, Fe에 대한 높은 흡착능력은 수질정화용 중금속 흡착제로서의 활용 가능성이 있음을 시사한다.

• 광물과 암석
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• 제36권1호
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• pp.41-54
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• 2023

일라이트는 열수변질에 의해 장석이나 운모류로부터 형성되기 쉽고, 열수변질의 정도 등에 따라 다양한 특성이 나타날 수 있다. 그러므로, 지속적인 고품위 일라이트 광석을 채굴하기 위해서는 일라이트 광체의 형성 과정을 이해하는 것이 중요하다. 따라서, 본 연구에서는 주요 일라이트 산출지인 충청북도 영동군 일대에서 나타나는 일라이트 광체 두 곳과 주위 변질대에서 광석시료를 채취하여 구성광물의 함량과 조직의 특성을 알아보고자 하였다. 편광현미경 분석 결과, 일라이트 광체의 광석시료의 경우 일라이트화 작용이 상당히 진행되어 모암인 운모편암의 조직적 특성이 거의 남아있지 않았으며 석영만 일부 잔류된 형태가 나타났다. 변질대의 광석시료의 경우 일라이트, 백운모, 석영, 장석을 관찰하였으며 주로 석영과 장석 주위로 일라이트화가 진행되는 것을 관찰하였다. X-선 회절 분석 결과, 일라이트 광체의 일라이트/백운모 함량은 대략 50-75 wt.%이며, 최대 75 wt.%로 나타났다. X-선 형광 분석 결과, 일라이트 함량이 증가함에 따라 K₂O의 함량이 선형으로 증가하는 경향을 보이며, 분석한 주성분 원소 중 가장 높은 상관관계가 나타났다. 영동지역 일라이트는 단층선을 따라 유입된 열수에 의해 석영과 장석의 변질로 나타나며, 석영보다 장석의 일라이트화가 먼저 일어나는 것으로 판단된다. 본 연구의 결과를 통해, 충청북도 영동군에서 산출되는 일라이트의 고품위 광체 개발에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제23권3호
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• pp.15-22
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• 2022

본 연구는 국내 대표 암석의 팽윤성을 관찰하고 암석의 풍화와 관련하여 시험법의 활용과 선행 분석의 개선점을 제시하고자 한다. 국내 고속도로 시공현장에서 지반조사를 위해 획득한 시추코어를 대상으로 스웰링시험 및 분석하였다. 연구 시험용 암종의 선정은 암석의 분류기준과 분포면적을 고려하였으며, 화성암은 화강암을 선정하였고 퇴적암은 사암과 이암을 선정하였다. 변성암은 편암과 편마암을 선정하였다. 암석의 흡수팽창지수를 결정하는 방법은 ISRM과 한국암반공학회 표준암석시험법(2005) 중 "암석의 시료채취와 시험편 제작 표준법"에 제안된 방법을 이용하였다. 팽창변위의 측정을 위한 시편은 높이 10cm, 지름 5cm의 원주형 이었다. 이에 수직되는 단면에 대해 흡수팽창변형률을 측정하였으며 단면 방향의 변형률은 팽창 방향의 길이를 보정하였다. 본 연구의 스웰링에 의한 풍화민감도 분석 시험 결과, 최대팽창변위보다 변화율이 암석의 팽윤성 판단에 효과적임을 알 수 있었다. 기존 스웰링분석법은 팽창변위의 최고점(최대팽창변위)을 이용하여 풍화민감도를 평가하고 있으나 암반등급별 구분이 불명확하므로 침수시간에 따른 팽창변위의 변화율(기울기)을 이용하는 것이 타당하다. 암반등급외 암석의 등방성과 이방성의 구분, 암종별 장축과 단축의 팽창변위(차이)를 활용한 풍화 특성의 판별이 필요하다. 풍화변질과 단층변질을 구분한 실험이 필요하며 이를 위해 선행적으로 구성 광물의 정량 분석이 필요하다. 또한, 화학적 풍화 단계의 팽창변위 분석을 통한 암종별 장기풍화 예측기술이 필요하다.

• 터널과지하공간
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• 제15권6호
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• pp.411-424
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• 2005

풍화작용은 심부에서 생성된 암석이 지표에서 파괴되고 변질되어 현재의 환경조건과 평형을 이루는 산물을 형성하는 과정이다. 본 연구에서는 국내에서 가장 분포면적이 넓은 화강암질암의 풍화단계별 시료를 채취하여 편광현미경관찰, X-선 회절분석, 전자현미경관찰, 화학분석, 물성시험등을 수행하였다. 실험결과에 의거하여 풍화에 의해 형성되는 2차광물, 특히 점토광물의 형성과정을 확인하였고, 풍화에 따른 암석의 공학적인 성질변화와 물성저하의 메카니즘을 규명하였다.

• 한국광물학회지
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• 제3권1호
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• pp.7-17
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• 1990

화산 유리질 암석을 출발 물질로 사용하여 저온 ($80^{\circ}C$)에서 수열 처리하여 Na-P Na-X 및 Na-A 제올라이트를 합성하였다. 합성과정은 (1) 유리질 분말 시료와 알칼리 용액과의 용해.변질 반응에 의한 1차적인 Na-P의 합성 방식과 (2) 여기서 잔류된 규산질 모액에 Al(OH)3나 NaAlO2의 수용액을 공급하여 보다 고순도의 Na-P, Na-X 및 Na-A를 효과적으로 합성할 수 있었다. 원암의 암상과 조성은 제올라이트들의 화학 조성과 순도 및 백색도같은 물리적 특성에는 영향을 주지만, 합성된 제올라이트의 광물종을 규제하는 주된 요인은 아닌 것으로 해석된다. 합성된 제올라이트의 광물상은 반응 용액의 pH, Al(OH)4 및 Na+에 대한 농도 조건에 주로 의존되는 경향을 나타낸다. 또한 화산 유리질 암석을 제올라이트 합성원료로 활용하는 데에 있어서 (2)와 같음 합성 방안이 보완적으로 시행되면 그 생산성과 효율성을 제고시킬 수 있을 것으로 여겨진다.

• 한국광물학회지
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• 제22권3호
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• pp.199-206
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• 2009

유적지의 소성유구와 도기가마 주변에서 출토된 백색암석을 광물화학적으로 분석하여 이들 암석의 특성과 상호관계를 밝히고, 나아가 소성유구의 용도를 추정하고자 하였다. 시료는 백색 암석이 출토된 3곳의 유적지(충남 아산시 산양리와 용두리, 청양군 광대리)에서 총 9점을 대상으로 하였다. 박편 분석결과, 8개의 암석은 교대 및 열수작용 등을 받아 광물상이 변질되거나 재결정화 된 석회암이었고, 결정구조 분석에서도 석회석의 주요구성 광물인 방해석이 동정되었다. 반면, 나머지 1개의 암석은 석영과 미사장석, 백운모 등으로 구성된 백색 이질암이었다. 성분분석 결과에서는 백색 이질암을 제외하고 는 나머지 암석들의 주성분이 CaO였다. 또한 주성분과 미량원소 함량을 서로 비교한 결과 유적지들간에 상관성이 적었다. 결론적으로 유적지별로 서로 다른 석회석 광산에서 원석을 채취하여 사용한 것으로 판단되며, 세 가마의 용도는 석회석을 가열하여 생석회를 만들어내는 가마였을 가능성이 높다.

• 한국광물학회지
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• 제5권2호
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• pp.61-71
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• 1992

화산 유리질 암석인 진주암을 대상으로 60-150${\circ}C$의 온도 범위에서 다양한 농도의 알칼리 용액으로 수열 처리하므로서, 유리질 성분의 변질 양상 및 제올라이트의 합성 과정을 폐쇄계의 조건에서 연구하였다. 진주암을 속성 기원 제올라이트의 생성 환경에 해당되는 80${\circ}C$ 및 pH=8-12의 조건에서 100일간 처리하여도, 양간의 단순 용해 양상이 인지될 뿐 제올라이트는 합성되지 않았다. 여기서 처리 용액의 pH가 증가함에 따라, Si과 Al의 농도는 점진적으로 증가되지만 Si/Al의 농도비는 감소하는 경향을 나타내었다. 진주암을 0.1M 이상의 NaOH 용액으로 수열 처리하여 Na-P, 아날심, 체바자이트, Na-X와 같은 제올라이트를 합성하였다. 대개 100${\circ}C$를 경계로 60-100${\circ}C$의 온도 범위에서 Na-P, 그리고 100-150${\circ}C$에서 아날심이 주로 합성되었다. Na-P의 합성 과정에서 시료에 대한 용액의 혼합 조성비가 낮은 경우(<10ml/g)에 체바자이트, 그리고 처리 용액의 NaOH 농도가 높을 경우 (>3M)에 Na-X가 Na-P에 수반되어 생성되는 양상을 볼 수 있다. 제올라이트 합성 과정에 있어서 진주암질 유리의 알칼리 용액에 의한 변질은 화산 유리의 속성 변질에 의한 천연 제올라이트 생성 과정과 같은 용해${\cdot}$변질 반응(incongruent dissolution)의 형식으로 진행되는 것으로 해석된다. 그러나 반응 속도론적인 측면에서 보면, 이 실험으로부터 도출된 제올라이트의 합성 조건들은 화산 유리의 속성 변질에 의한 천연 제올라이트 생성 조건의 해석에 직접 적용될 수 없을 것으로 생각된다.

• 지질공학
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• 제27권1호
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• pp.67-79
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• 2017

암석내 화학종의 함량을 이용한 풍화지수는 암석의 풍화 정도와 2차 광물의 생성을 예측하는데 매우 효과적이다. 풍화의 과정은 암석의 종류에 따라 다르게 나타나는데 국내의 경우 화강암의 분포 면적이 넓은 이유로 풍화지수의 연구는 산성질 화성암에 편중되어 왔다. 이 연구는 쇄설성 퇴적암에 속하는 사암, 이암, 셰일의 전암분석(X-선 형광분석)을 이용하여 풍화지수들을 산정하고, 상관성 분석을 통해 지수들의 유의성을 검토하였다. 쇄설성 퇴적암 중 장석의 비중이 높게 나타나는 사암과 셰일의 경우 장석의 풍화를 나타내주는 Wp, CIA, CIW, PIA 풍화지수가 높은 유의성을 보였다. 화학적 변질지수(CIA)는 풍화경로와 변질점토의 생성을 예측할 수 있는 장점이 있으나 풍화 정도의 변별력을 높이기 위해 화학적 풍화지수를 동시에 고려하는 것이 효과적이다. 탄산염 계열의 광물이 포함된 경우 이에 대한 효과를 산정식을 통해 제거하지 못하였고 정확한 풍화지수 산정을 위해 X-선 회절분석 등을 통해 탄산염 물질의 함량이 높은 시료는 분석과정에서 배제해야 한다.

• 암석학회지
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• 제3권2호
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• pp.138-155
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• 1994

대홍활석광상의 주위에 넓게 발달하고 있는 화강암질편마암내에는 호상편마암이 잔류되어 있으며 이들은 녹색편암상과 녹염석-앰피볼라이트상에 해당되는 2회에 걸친 광역변성작용과 이에 수반된 화강암화작용에 의하여 규질-알루미나(silico-aluminous) 암석으로부터 형성된 동일기원의 변성암이다. 이들 편마암류의 주구성광물은 화강암질편마암에 다량 산출되는 퍼어사이트를 제외하고는 거의 동일하다. 즉 화강암질편마암내에도 2회에 걸친 광역변성작용에 의해 형성된 광물군집이 잔규되어 있다. 이 암석들의 주구성광물중 흑운모, 백운모 및 녹니석의 화학조성은 암석의 전체화학조성, 기원광물의 화학조성, 그리고 변성 및 변질작용 등의 환경에 의하여 규제되어졌다. 이들중 공존하는 광물들 사이에는 화학적평형이 잘 이루어져 있어 광역변성작용이 대체로 안정된 조건하에서 진행되었음을 나타내고 있다. 특히 공존하는 흑운모와 백운모의 화학조성은 처마카이트(tschermakitic)와 펜자이트(phengitic) 치환에 의하여 조절되어졌다. 녹니석은 변질작용이나 화강암화작용에 의하여 주로 흑운모나 백운모로부터 생성되었으며 산상에 관계없이 화학조성은 비슷하다. 변성암류에 발달된 엽리와 절리, 그리고 석영맥의 방향성을 등적투영을 통하여 비교한 결과 절리와 석영맥은 거의 일치하고 있어 열수용액은 주로 절리를 따라 도입된 것임을 시사하고 있다.

• 자원환경지질
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• 제27권2호
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• pp.171-180
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• 1994

충남 예산군 및 청양군 일대에 분포하는 시대미상의 초염기성암의 기원을 규명하기 위하여 주성분, 미량성분 및 희토류원소(REE)의 전암분석의 결과를 이용하여 연구하였다. 전암분석결과에 의하면 주성분원소 중 $K_{2}O$와 $Na_{2}O$를 제외한 대부분의 원소들은 후기변질작용에 관계없이 일정한 상관관계를 보여주며, primitive 맨틀의 화학조성과 비교할 때 매우 낮은 $Al_{2}O_{3}$ (<1.5%), CaO (<1%), $TiO_{2}$의 값을 나타내며, 비슷한 Ni의 함량을 가진다. 이점으로 미루어 본역의 암석은 상당한 양의 부분용융 (large degree of partial melting)을 받은 맨틀의 잔여물(residues)로 사료된다. REE의 chondrite normalize value는 (La/Yb)c= 1.1-5.2, (Sm/Eu)c=0.6-1.5 및 (Sm/Yb)c= 1.2-1.6 (dunites=0.53-0.77)의 값을 나타낸다. 대부분의 초염기성암이 LREE가 빈화(depleted)된 $(LREE/HREE)_{c}$ < 1) 특징을 보이는데 반해 이 지역의 초염기성암들은 LREE가 약간 부화(enriched)된 ($(LREE/HREE)_{c}$ <1) REE pattern을 나타낸다. 또한, La-Sm-Yb의 ternary diagram을 살펴보면 이들은 chondrite 의 값과 유사한 primitive한 맨틀의 부분용융 후의 잔여물보다 상당히 La가 부화된 양상을 보이며, alkali basalt의 source가 되는 부화된 맨틀의 부분용융 후의 잔여물과 비슷한 화학조성을 나타내고 있다. 이와같은 현상은 사문암화와 같은 후기변질작용 (late stage alteration), pre-melting composition 이 LREE가 부화된 경우, 혹은 빈화된 mantle의 잔여물과 LREE가 부화되어 있는 어떤 component의 mixing에 의한 부화의 가능성 등을 생각해 보았다. 그 결과, 1) 본역의 암석들은 가장 덜 변질받은 암석들만 분석하였고, MgO와 FeO를 다른 oxides로 나눈값을 도시해본 결과 대부분의 oxide들이 매우 좋은 trend를 보여주므로 후기 변질작용에 의한 LREE의 부화가능성은 희박하다고 생각되며, 2) 본역의 암석을 alkali basalt의 source와 같은 LREE가 부화된 deep mantle source에서 부분용융 후의 잔여맨틀로 생각하기에는 이들이 지표 위로 나타날 수 있는 emplacement mechamism을 설명하기가 불가능하다. 따라서 이러한 점으로 마루어볼 때, 이 지역의 초염기성암의 LREE 부화는 두 가지 component의 mixing에 의한 가능성이 가장 높은것으로 사료된다. 상당한량의 부분용융을 받은, 즉 빈화된 맨틀과 LREE가 부화된 component의 mixing에 의하여 이와같이 LREE가 부화된 특성을 보여주고 있다고 사료된다. Component의 성분으로서는 고압에서 LREE를 많이 함유하는 $H_{2}O$나 $CO_{2}$-rich fluid, 혹은 부화된 맨틀의 low degree of partial melting에 의하여 LREE가 부화된 partial melt일 가능성이 높으며 이들이 올라오면서 빈화된 잔여맨틀과 mixing되면서 본역의 암석과 같이 LREE를 부화시켰다고 사료된다.