• 보존과학회지
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• 제8권1호
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• pp.1-9
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• 1999

석굴암은 해체, 복원 및 수차례에 걸친 보수과정을 거쳐 지금에 이르렀다. 현재와 같은 비교적 안정된 환경이 이루어지기 전 까지 오랜 시간에 걸친 자연적인 풍화와 사람에 의한 영향 등에 의해 많은 변화를 겪어 왔다. 석굴암을 이루는 암석은 중립 내지 조립질의 화강섬록암으로 대체로 갈색에서 암갈색에 이르는 풍화면을 보이는데 이는 이 암석의 주구성광물인 장석류의 화학적 풍화에 기인한다. 또한 콘크리트돔이나 균열된 곳에 사용된 시멘트의 풍화물에 의한 표백 및 백화 현상 등에 의해 부분적으로 우백색을 띠거나 때로는 매우 검게 변색되어 있기도 한다. 여러 곳에 크고 작은 균열들이 발달되어 있으며 이는 주로 오랜 풍화작용에 의한 영향과 해체-복원 및 보수 과정중의 충격등에 기인하는 것으로 생각된다. 이러한 일반적인 현상들은 대부분이 현재와 같은 비교적 안정된 환경이 갖추어지기 전에 이루어진 것으로 생각된다. 그러나 앞으로의 더 나은 보전을 위해서는 내부 공기의 온도와 습도, 특히 위치에 따른 상대습도의 지속적인 평형유지, 구조적 균형유지, 그리고 진동 등에 의한 영향을 체계적이고 계속적으로 측정하여 대책을 수립하여야 할 것으로 생각된다.

• 보존과학회지
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• 제19권
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• pp.57-66
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• 2006

나주동문외석당간(보물 제49호)은 심한 풍화에 의해 많이 훼손되어 있다. 이 연구의 목적은 풍화양상을 분석하여 그 요인을 파악하여 보존대책 수립의 기본 자료를 구축하는데 있다. 이 석당간을 이루고 있는 암석은 중립 내지 조립질의 흑운모화강암이며, 이 암석은 주위에 비교적 넓게 분포하고 있는 중생대의 흑운모화강암체로부터 채취한 것으로 판단된다. 이 암석을 이루고 있는 주 구성광물은 석영, 사장석, 알칼리 장석 및 흑운모 등이다. 이 암석의 표면은 심한 풍화에 의해 전체적으로 입자박락과 표면박리가 잘 발달되어 있다. 또한 풍화, 오염물 그리고 철띠의 산화물 등의 영향에 의해 붉게 또는 검게 변색되어 있는 곳이 많다. 암석 표면은 전체적으로 유기물에 의해 피복되어 있다. 띠로 사용된 철의 부식물은 부분적으로 산화철 또는 수산화철로 재침전되어 표면을 피복하기도 한다. 훼손양상으로 중요한 것들은 입자박락, 표면박리, 균열, 흑화현상 및 부재들의 모서리 부분의 파손 등을 들 수 있다. 이들은 주로 풍화, 철 부식물의 영향, 유기물의 피복, 구조적 불안정 및 충격 등의 요인에 의한 것으로 판단된다. 전체적으로 볼 때 구조적으로 약간 불안정하며 풍화에 의한 균열이 계속 진행되고 있는 것으로 판단되어 이에 대한 대책이 필요하다고 생각된다.

• 대한지리학회지
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• 제50권5호
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• pp.505-514
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• 2015

본 연구는 경상북도 구미시 천생산 지역의 조립질 퇴적암을 대상으로 수분값과 풍화지수를 측정하여 상관관계를 분석하고 있다. 암석시료 20개를 대상으로 함수율과 흡수율, 수분측정기를 이용한 계측값 등 다양한 수분값을 구하였으며, 이를 XRF 분석을 통해 얻은 화학적 풍화지수(CIA)와 비교분석함으로써 각각의 상관성을 검토하였다. 분석 결과, 퇴적암의 경우 역의 함유량이 많거나 치밀도가 낮은 암석일수록 함수율과 흡수율은 높게 나타나며 흡수율이 증가할수록 $SiO_2$와 $Al_2O_3$는 증가하는 경향을 보이는 반면 CaO와 $Na_2O$는 장석류의 풍화로 인해 감소하는 경향이 확인된다. 이는 흡수율이 증가함에 따라 화학적 풍화지수도 함께 증가하는 사실을 보여주는 것으로 화강암을 대상으로 한 기존의 연구들과 유사한 결과를 보여주고 있다.

• 자원환경지질
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• 제40권1호
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• pp.47-66
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• 2007

봉화 북지리 마애여래좌상(국보 201호)은 흑운모 화강암으로 구성되고 NE-SW EW 및 NS 방향의 3개 절리조가 규칙적으로 나타난다. 이들은 마애여래좌상의 여러 부분을 심각하게 파손하는 기계적 풍화를 일으켰다. 이 화강암의 풍화암에서 주원소의 화학조성을 이용한 풍화지수는 토양층에서 $59{\sim}61$로 사장석이 용해되고 흑운모가 변질되어 카올린 광물의 생성이 활발한 방향으로 풍화작용이 진행되었다. 풍화도가 커질수록 주원소의 $SiO_2$, MnO는 약간 증가하는 반면에 $TiO_2,\;{Fe_2O_3}^t,\;MgO,\;CaO,\;K_2O$는 감소하는 경향을 보인다. $Al_2O_3$에 대한 미량원소의 변화량을 보면 모든 전이원소와 Rb, Y는 풍화도가 커질수록 증가하며, 반면에 Li, Sr, Ba은 감소를 나타낸다. REE의 패턴은 LREE에서 거의 일정하게 나타나지만 HREE에서 풍화도가 커질수록 증가하는 경향을 보인다. 특히 CaO, $K_2O$, Sr과 Ba의 감소는 장석들이 지하수에 용해되면서 유출된 결과이다. 마애여래좌상에서 훼손은 풍화에 의해 3방향의 절리, 착색현상, 입상분해, 미생물서식 등으로 나타난다. 풍화의 윈인은 주로 변형작용, 수분, 기온변화, 생물서식 등이다. 이 중에 수분이 화강암 내의 절리를 따라 스며들어 광물을 용해하고 분해할 뿐만 아니라 식물을 서식케 하고 결빙을 일으킨다. 북동 및 남북 절리조는 외곽부에서 내부로 연결되기 때문에 이 절리들은 빗물이 쉽게 마애여래좌상 내부로 스며들게 하여 앞으로 문화재를 훼손하는데 큰 영향을 미칠 것으로 생각된다.

• 한국광물학회지
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• 제21권4호
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• pp.331-339
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• 2008

경상북도 봉화군 일대 낙동강 상류에는 과거 십여 년전에 홍수로 이동되어 강변에 퇴적, 풍화된 광미퇴적층이 일부 장소에서 발견된다. 본 논문에서는 하천에서 심하게 풍화되어진 광미퇴적물에 대하여 광물학적 분석을 통하여 이차광물의 형성 및 특징, 그리고 이들과 연관된 중금속 유출특성에 대하여 연구하였다. XRD를 통하여 일차광물로는 석영, 장석, 운모류, 녹니석, 각섬석류, 활석, 휘석(요한세나이트), 황철석, 방해석이 동정되었다. 규산염 광물인 캐올리나이트의 경우 광미가 풍화되면서 추가로 생성될 수도 있지만 퇴적된 기간을 고려하면 원래 광미에 있던 것이나 토양에 있던 것이 이동된 것으로 추정된다. 또한 광미가 풍화되면서 생성된 광물인 이차광물로 침철석, 석고, 바사나이트, 자로사이트가 XRD를 통하여 동정되었다. 이차광물의 형성은 일차광물의 종류 및 pH 환경 등에 주로 영향을 받으며 황철석의 풍화에 의하여 황산염인 석고, 바사나이트, 자로사이트가 형성이 되었으며 또한 침철석의 경우도 황철석의 풍화와 밀접한 연관이 있다. Mn 산화물의 경우 SEM에 의하여 동정이 되었는데 침철석과 함께 석영 등 일차광물의 표면을 코팅하고 있는 것으로 나타났다. Mn 산화물의 경우 비정질에 가까우며 Mn을 함유하고 있는 요한세나이트의 풍화에 의하여 형성된 것으로 사료된다. 이 두 산화물들은 각각 검은색, 갈색 또는 붉은색의 광미 풍화물 색깔을 나타내는 주원인 광물로 추정된다. EDS 연구결과 침철석과 같은 Fe 산화물과, Mn 산화물의 경우 높은 농도의 Pb, Zn, As를 함유하고 있는데 이는 이들 산화물에 풍화에 의하여 유출된 중금속이 공침되거나 흡착된 결과로 실제하천에서 이들의 형성은 중금속의 거동을 어느 정도 제어하여 하천으로의 유출을 막을 수 있음을 보여준다.

• 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.

• 자원환경지질
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• 제47권2호
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• pp.87-96
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• 2014

본 연구는 전라남도 나주지역 황토의 토양학적 및 광물학적 특성을 확인하고 주변 모암과의 상관관계를 통해 그 기원 및 형성과정을 알아보고자 하였다. 연구지역은 전라남도 나주시 동강면 장동리이며, 토양단면(약 150 cm 깊이)의 황토를 깊이별로 상부, 중부, 하부층으로 나누어 토양학적 특성(색, pH, 입도분리)과 광물학적 특성(광물조성, 입자의 크기, 모양, 화학조성)을 연구하였다. 모암시료는 박편제작 및 현미경관찰을 통해 구성광물을 기재하고 황토의 구성광물과 연관성을 알아보았다. 연구 결과 황토는 pH 4.3~5.1 범위를 갖는 산성토이며 미사와 점토가 주로 구성된(약 95%) 미사질양토와 미사질식양토였다. 모래와 미사의 주 구성광물은 석영, 운모, 장석이며 점토는 침철석, 수산화층간 버미큘라이트, 일라이트, 카올리나이트, 할로이사이트, 질석과 소량의 석영이 포함되어 있었다. 모래와 미사의 SEM-EDX 분석을 통해 구성광물의 형태를 확인한 결과, 풍화작용으로 인해 부식되어 표면이 거칠고 산화철로 피복되어 있는 장석이 관찰되었고 하부층으로 갈수록 그 양은 증가했다. 점토는 TEM 분석을 통해 다양한 형태의 층상규산염광물이 확인되었으며, 상부에서 하부층으로 갈수록 침철석의 양이 증가했는데 이는 상부 층에서 용탈된 산화철이 하부층으로 이동되어 집적된 것으로 사료된다. 황토의 모암으로 사료되는 주변의 암석은 석영, 사장석, 흑운모, 녹니석 등으로 이루어진 화강반암이었다. 즉, 화강암류의 모암에서 장석과 운모 등이 풍화작용을 받아 일라이트, 질석, 수산화층간버미큘라이트 및 카올리나이트로 변하였으며 침철석은 흑운모 풍화에 의해 형성된 것으로서, 본 연구지역의 황토는 오랜 기간 풍화작용에 의해 형성된 풍화잔류토로 판단된다.

• 보존과학회지
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• 제17권
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• pp.39-56
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• 2005

청계천의 광통교를 이루고 있는 주 구성 암석은 조립질의 흑운모화강암으로 대부분 홍색을 띠나 후기에 보수할 때 사용된 것으로 생각되는 것들은 회색을 띠는 것도 있다. 이 암석의 주 구성광물은 석영, 사장석, 미사장석, 정장석, 그리고 흑운모 등이며 백운모와 견운모는 장석류의 변질물로, 그리고 녹니석은 흑운모의 변질물로 소량 산출된다. 이러한 변질작용에는 풍화작용도 포함되어진다. 이들 암석들은 심한 풍화작용, 오염된 하수, 그리고 차량통행에 의한 진동과 하중의 영향에 의해 심하게 훼손되어 있다. 훼손양상 중 중요한 것들을 보면 표면박리, 입자박락, 변색, 유기물 및 중금속 원소들의 오염 그리고 균열과 파손 등을 들 수 있다. 풍화와 오염에 의한 암석의 지화학적 특징의 변화를 알기 위하여 XRD와 SEM/EDX보를 이용하여 분석하였다. 이러한 분석 결과는 풍화와 오염물질들에 의해 점토광물, 석고 및 인회석 등이 2차적으로 주로 생성되어 있으며 매우 드물게 소금(NaCl)과 방해석 결정도 생성되어 있음을 보여 주고 있다. 이들은 Ca, P, S 및 Cl과 F 등이 오염물질로 도입되어 2차 생성광물들을 형성시킨 것으로 판단된다. 또한 Cr, Pb, Pd, W, La, Zn 및 Nd등과 같은 중금속 원소들도 부분적으로 오염물질로 암석표면에 흡착되어 있음을 나타내고 있다. 부재들 간의 접촉부들은 많은 경우 가장자리들이 작게 깨어져 나가거나 파손 또는 균열들이 발달되어 있는데 이들은 주로 차량 통행에 의한 하중과 진동의 영향에 의한 것으로 판단된다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제4권4호
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• pp.321-328
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• 2006

한국원자력연구소 내 부지에 건설된 지하처분연구시설(KURT, KAERI Underground Research Tunnel)에 대한 기초적인 광물 풍화 및 지화학적 특성을 살펴보았다. 분석 대상 시료는 건설 과정중에 노출된 암석에 대해서 화학적 풍화에 따른 암석의 미시적인 변화를 현미경 및 화학성분 분석 등을 통해 관찰하였다. 풍화가 진행된 화강암의 경우 암석을 구성하고 있는 광물들 주변에 미세하고 작은 균열들이 발달하였다. 특히, 장석 광물의 풍화가 특징적으로 관찰되었고 광물 용해에 따른 Ca 성분의 선택적 용출 현상이 심하였다. 또한, $Fe^{2+}$를 함유한 흑운모의 용해에 의한 $Fe^{2+}$성분의 용출에 의해 주변 광물의 미세균열에 이차생성물로 철산화물 침전이 두드러졌다. 광물내부로 부터 발생된 미세균열은 풍화가 진행되면서 점차 그 규모가 커지고 grain boundary를 따라 매우 먼 거리까지 확장되는 특성을 보여 주었다. 신선한 암석 이 풍화됨에 따라 암석 내에 존재하거나 용출된 화학 성분들은 이러한 미세 균열들을 통해 새로운 이차광물 생성에 관여하거나 그들과 상호 반응하면서 이동하는 것으로 추정된다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제12권6호
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• pp.115-126
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• 1996

삼축압축시험의 결과를 이용해 2차광물성분을 많이 포함하고 있는 모앙이 편마암인 풍화잔적토의 압축 및 강도특성을 분석하여, 모암 및 광물성분비가 다른 기존의 연구결과와 비교하여 풍화잔적토의 모암과 광물성부네 따른 강도정수의 차이 및 거동특성을 파악하기 위한 근간을 제시하고자 본 연구를 수행하였으며, 치를 위하여 CIV, CID, CKoU, CKoD 등의 삼축압축시험을 실시하였다. 기원 및 광물성분이 다른 풍화잔적토라도 정규압축곡선(NCL)의 기울기는 유사한 양상을 보이며, 압축시 입자파쇄효과로 인하여 약 85%의 소성변형량을 나타냈다. 전단시 또이동 시료는 김천 및 안동 시료와는 다르게 응력연화현상을 나타내 기원 및 구성광물에 따라 다른 거동을 보여줌을 알 수 있었다. 펀단저항각은 시료가 석영과 장석성분 등의 1차 광물과 2차광물의 구성성 분에 따라 달라짐을 알 수 있었으며, 반면에 간극수압계수는 기원 및 광물성분을 막론하고 1 이상의 큰 값을 나타냈다.