• 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)

• Journal of the Korean Geosynthetics Society
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• v.20 no.4
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• pp.33-41
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• 2021

Feldspar, along with Quartz, are the most frequently produced minerals in Korea; however, the potential value is estimated to be significantly low because of the scarce research on the development and application of material properties, except for their limited use in manufacturing minerals, glass, and paints. In this study, we analyzed the eco-friendly material and reactivity improvement characteristics of weathered feldspar through activation technique. The joint structural features observed on the surface of the weathered feldspar show that the joint arrangements are irregularly distributed, and the cavities are interconnected. Due to the irregularly connected cavities on the surface of weathered feldspar, the reaction area of the weathered feldspar is increased; hence the weathered feldspar is considered as a highly reactive pozzolan material when combined with cement. As a result of applying the thermal, mechanical, and chemical activation techniques to improve the functionality of the weathered feldspar, the cation exchange capacity, density, and uniaxial compression strength characteristics were improved. It is considered that weathered feldspar by these porous characteristics can be used as an eco-friendly construction material with excellent physical and chemical properties.

• Journal of the Mineralogical Society of Korea
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• v.18 no.2
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• pp.83-92
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• 2005

Dissolution rate of minerals may differ from climates configuration, but weathering rate of feldspars is generally proved to be relatively higher The result of geochemical reaction modeling indicates the acid water of pH 4.5 excluding any other variables, was 2.3 times higher than that in ordinary rain of pH 5.7. This result proved that pH is very important factor in preservation of granite cultural properties. To prevent the weathering of stone cultural properties, weathering characteristics of stones should be studied first and constitution of dry environments, using water repellent or oil coating, isolating water which cause chemical weathering reaction like hydration and oxidization should be considered. Considering the long-term reactions between granite and rain, selection of materials, which can bring neutralization and non-oxidization conditions, are very important in using cleaning agents and biological controls.

• Journal of the Mineralogical Society of Korea
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• v.23 no.2
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• pp.125-139
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• 2010

Behavior of heavy metals and arsenic in the tailings of Songcheon Au-Ag mine was characterized via both mineralogical and geochemical methods. Mineral composition of the tailings was investigated by X-ray diffractometry, energy-dispersive spectroscopy, and electron probe micro-analyzer (EPMA) and total concentrations of heavy metals and arsenic and their chemical forms were analyzed by total digestion of aqua regia and sequential extraction method, respectively. The results of mineralogical study indicate that the tailings included mineral particles of resinous shape mainly consisting of galena, sphalerite, pyrite, quartz, and scorodite, and specifically socordite was identified in the form of matrix. EPMA quantitative analyses were performed to evaluate the weatherability of each mineral, and the results suggest that it decreased in the sequence of arsenopyrite > galena > sphalerite > pyrite. The weathering pattern of galena was observed to show distinctive zonal structure consisting of secondary minerals such as anglesite and beudantite. In addition, almost all of arsenopyrite has been altered to scorodite existing asmatrix and galena, sphalerite, and pyrite which have lower weatherability than arsenopyrite were identified within the matrix of scorodite. During the process of alteration of arsenopyrite into scorodite, it is likely that a portion of arsenic was lixiviated and caused a great deal of detrimental effects to surrounding environment. The results of EPMA quantitative analyses verify that the stability of scorodite was relatively high and this stable scorodite has restrained the weathering of other primary minerals within tailings as a result of its coating of mineral surfaces. For this reason, Songcheon tailings show the characteristics of the first weathering stage, although they have been exposed to the surface environment for a long time. Based on the overall results of mineralogical and geochemical studies undertaken in this research, if the tailings are kept to be exposed to the surface environment and the weathering process is continuous, not only hazardous heavy metals, such as lead and arsenic seem to be significantly leached out because their larger portions are being partitioned in weakly-bound (highly-mobile) fractions, but the potential of arsenic leaching is likely to be high as the stability of scorodite is gradually decreased. Consequently, it is speculated that the environmental hazard of Songcheon mine is significantly high.

• Journal of the Korean GEO-environmental Society
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• v.14 no.10
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• pp.59-64
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• 2013

Effects of weathering intensity on the adsorption of heavy metals such as lead(Pb) and copper(Cu) onto decomposed granite soils were investigated by a series of batch tests. The chemical components such as $SiO_2$, $K_2O$ and $Na_2O$ having relatively high solubility were reduced and the oxidized $Fe_2O_3$ content was increased with the increase of weathering intensity. Weathering of granite soils increased the ignition loss and specific surface area, while it decreased the permeability. The lead and copper adsorptions onto the decomposed granites were enhanced with the increase of weathering intensity, mainly due to the increase of specific surface area and clayed contents. Adsorption of lead and copper onto the weathered granites could be more adequately described by the pseudo-second-order kinetic model than the pseudo-first-order model.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.14 no.3
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• pp.583-594
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• 1994

One of the major elements of a natural landslide is the increase of the pore water pressure in a weakened layer. Therefore, the measurement of the pore water pressure in the layer is important. This work is a laboratory model study of the measurement of the pore water pressure with regard to the confined groundwater level, the permeability of the crack zone and the weathering degree of the weakened layer. By the model of the Tertiary period failure type and the Colluvium failure type, the reactions of the pore air pressure and the pore water pressure were measured in the weakened layer according to the permeability of the filter on the condition of the confined groundwater states. On the reaction phase of the pore pressure according to the during time, the Tertiary period failure type proved to be a step type and the Colluvium failure type turned out to be a wave type. The reaction ratios of the pore water pressure in the Tertiary period failure type are higher than the Colluvium failure type, decrease according to increasing of the weathering degree of the weakened layer.

• 한국문화재보존과학회:학술대회논문집
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• 2004.03a
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• pp.78-91
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• 2004

염(Salts)은 일반적으로 가장 강력한 풍화요인 물질 중 하나이다. 염의 결정화(crystallization) 및 수화(hydration)작용은 석재의 화학적 풍화 뿐만이 아니라 물리적 풍화를 가속화 시킨다. 감은사지 석탑은 오랜 세월 대기 중에 노출되어 대기환경오염으로 인한 화학적 풍화 뿐만이 아니라 지리적으로 바다에 인접해 있어 바다에서 기원한 염화나트륨(NaCl)의 영향으로 다른 석조물에 비해 심한 물리적 풍화현상을 보이고 있다. 편광 현미경 및 SEM, XRD, XRF를 이용하여 석탑의 구성석재 및 염(salts)에 대한분석을 실시하였으며, 용출실험을 통해 얻은 용액에 대해서는 IC와 ICP-AES를 이용하여 분석하였고, 염류와 석재의 반응산물로 만들어진 염에 대해서는 정방위시료와 부정방위시료를 제작하여 분석하였다. 감은사지 석탑을 이루는 암석은 결정응회암으로 주 구성 광물은 사장석 및 정장석이며 소량의 석영 및 흑운모 등이 함유되어 있고 소량의 유리질 석기로 구성되어 있다. 석재의 표면에는 주 구성 광물들의 화학적 풍화로 인해서 생성된 2차 광물로 팽창성 점토광물인 스멕타이트가 존재하며, 대기오염물질과의 결합에 의해 생성된 대표적인 황산염인 석고$(gypsum,\;CaSO_4{\cdot}2H_2O)$, 소금(halite, NaCl), 해양기원 염류인 소금성분과 대기오염물질이 만들어낸 테나다이트$(thenardite,\;Na_2SO_4)$가 존재한다. 이들 염류는 일차적으로 암석의 표면에 백화현상을 초래하기도 하고, 대기 중의 오염물질과 결합하여 일부는 흑화현상을 보이기도 한다. 또한 암석 내 수분이 증가할 경우 이들 염들이 암석의 공극이나 열극을 따라 내부로 이동하여 subflorescence를 발생시켜 박락 및 박탈의 원인이 되었으며, 온도와 수분의 변화에 따른 이들 염(salts)의 수화 및 결정 작용 그리고 새로운 염(salts)의 침전작용을 반복하면서 석재 내부와 외부의 암석 및 결정에 균열과 미세열극 등이 생성되어 석재 자체의 구조적 안정성에 영향을 주고 있다. 따라서 감은사지 석탑은 지리적 환경 차이로 인해 일반적인 환경의 석조물들과는 다른 형태의 풍화양상을 보이고 있어서 풍화양상 및 풍화형태에 대한 정확한 연구와 이해를 바탕으로 보존대책이 마련되어야 한다.

• Tunnel and Underground Space
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• v.19 no.3
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• pp.213-225
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• 2009

The purpose of the study is to evaluate the effects of chemical weathering on the granite and orthogneiss in Wonju area based on accelerated artificial chemical weathering. The rock samples were scrutinized the variation of index properties and ion exchanges caused by artificial chemical weathering which was implemented with leaching test for 170 days using double soxhlet extractor. The differential weathering and decrease of p wave velocity were obtained by weathering process without significant changes of porosity. In case of granite samples, the uniaxial compression strength was reduced by 20% and 16% for the F-grade and SW-grade, respectively. For MW-grade granite, however, was not able to examine the effect of strength reduction due to lack of sample number. Also, for orthogneiss, it is difficult to compare the values of uniaxial compressive strength between before and after the test because of its strong anisotropy.

• Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT)
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• v.7 no.1
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• pp.33-38
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• 2009

An experiment for uranium sorption onto fresh and weathered biotites was performed. After centrifugation, concentrations of uranium in the supernatants were analyzed using ICP-MS, and biotite samples were investigated using XRD and SEM. With powdered biotites (<3 mm in size), we have conducted uranium sorption experiments about fresh and weathered biotites to obtain uranium sorption amounts in various pH conditions. The uranium sorption was not high at a low pH (e.g., pH 3), but increased with increasing pH. There were lower uranium sorption by the weathered biotites than by the fresh ones, and the difference was much larger at higher pH (e.g., pH 11). The lower sorption values of uranium by the weathered biotites may be caused by a change of mineral surfaces and a chemical behavior of surrounding dissolved elements. It seems that the uranium-mineral interaction has been diminished, especially, in the weathered biotite by a destruction and dissolution of preferential sorption sites on the mineral surfaces and by the colloidal formation from dissolved elements.

• Proceedings of the Mineralogical Society of Korea Conference
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• 2001.06a
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• pp.115-115
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• 2001

경주시 양남면의 4기 단층으로 추정되는 수렴단층에 의해 절단되는 해안단구 퇴적층 풍화단면에서 저결정질 광물인 앨로패인 교결층을 기재하였다. 이들은 자갈퇴적층 내에 협재하는 수조의 모래층에 한정되어 형성되어 있으며, 3-17 cm 두께로 연장성이 매우 좋다. 편광현미경 관찰에 의하면 모래층에는 사장석편들이 다량 함유되어 있으며 앨로패인은 광학적 등방성의 치밀한 점토집합체들로서 사장석 입자를 선택적으로 교대하거나 자갈과 모래입자들을 피복하고 있다. 앨로패인은 광학적 이방성인 상하위층의 고령토질 점토피복물과 명확히 구분된다. 앨로패인의 전자현미분석에 의하면, Al/Si 원자비가 1.3-1.7 범위이고 평균값은 1.5이다. X선회절분석 결과 3.49$\AA$과 2.26$\AA$에서 두 개의 넓은 회절대가 관찰된다. 주사 및 투과전자현미경관찰에 의하면 앨로패인을 특정한 입자형태 없이 치밀한 겔상태를 이루고 있다. 열분석에 의하면 96$^{\circ}C$에서 큰 흡열피크와 992$^{\circ}C$에서 발열피크가 관찰되며, 총 45% 정도의 중량감소를 보인다. 사장석의 평균조성은 An$_{87}$이며, 사장석내 유리포유물의 전자현미분석결과는 화산암 화학분류도에서 현무암 영역에 도시된다. 이 지역의 기반암은 현무암질 라필리응회암이나 사장석편을 제외하고 벤토나이트화되어 있다. 따라서 해빈환경에서 사장석이 벤토나이트에서 분리되어 퇴적한 것으로 보인다. 앨로패인 교결층은 해수면 강하로 단구퇴적층이 지표로 노출된 후, Al의 함량이 높고 비교적 풍화에 약한 사장석이 선택적으로 풍화되어 생성되었다. 앨로패인으로 피복된 모래층 내의 자갈은 풍화반응이 지체되어 상하위층의 자갈과 비교하여 풍화도에 있어서 현저한 차이를 보인다.. 파이프 중심에서 외곽부로 갈수록 전기석의 함량은 줄어들고 있고 장석들이 알바이트ㆍ칼스베드 쌍정을 보이며, 흑운모가 각섬석보다는 우세하게 나타나고 있다. 전기석은 주상 결정, 자형 내지 반자형의 입자로 다색성을 보이며, 결정 중심에서 가장자리로 갈수록 파란색과 황갈색의 광학적 누대구조를 관찰할 수 있다. 일광광산에서 산출되는 전기석에 대한 현미경 관찰은 열수기원임을 지시하고 있다. 야외조사와 현미경 관찰의 예비조사에 의하면 일광광산의 전기석이 형성된 환경은 다른2가지 화학적인 저장소의 혼합 효과의 결과로 생성되어진 것으로 예상된다. 일광의 화강암류를 만든 마그마는 전기석을 형성할 만큼의 Fe-Mg성분이 충분하지 않았을 것이다. 화강암 내에 흑운모와 각섬석의 결정작용에 의해 마그마의 Fe-Mg성분이 고갈되어지고 이로 인해 그 함량이 감소하며 상대적으로 마그마 내에 남은 붕소(B$_2$O$_3$)는 열수로 용리되고 흑운모, 각섬석과 평형을 유지하며 열수에 남아있게 된다. 잔류용융체에 남은 붕소의 함량은 전기석을 만들기에 충분함에도 불구하고, Fe-Mg 함량이 부족하여 마그마 기원의 전기석 결정을 만들 수가 없다가 광맥이 형성된 시기에 또 다른 열수가 공급되면서 이전의 평형이 깨지고 기존의 흑운모와 같은 염기성 광물이 붕소(B)를 함유한 새로운 열수와 반응하여 전기석을 형성한 것으로 예상한다. 앞으로 전암과 광물에 대해 지화학적 연구를 통해 화강암류와 전기석과의 지화학적 연관성, 주성분 원소와 열수의 특성과의 상관관계, 전기석의 기원(마그마 기원인지 열수기원인지)이 보다 정확하게 파악될 것이다. 마그마 진화에 따른 전기석의 성분변화와 기원을 이용하여 일광광산의 동광화대를 형성한 마그마 계에서 열수계로 이어지는 지질학적 과정을 이해할 수 있을 것이며, 암석 성인론적 지시자로서