• 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

• Economic and Environmental Geology
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• v.36 no.1
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• pp.1-8
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• 2003

This study was performed to measure expandabilities and coherent scattering domain sizes (CSDs) of bentonite samples from Campo and Yonil area, Korea, using X-ray powder diffraction (XRD), and to compare their experimental data with those of international standard bentonite samples (SAz-1, STx-1, and SWy-2). Most of Gampo and Yonil bentonite samples comprised randomly interstratified illite-smectite (R0 I-S), and their expandabilities ranged over 77-100%S$_{XRD}$ from the saddle/001 method. The interstratification deformed 001 peaks of EG-solvated samples (Mering's first principle), which prohibited us from adopting these peaks to measure CSDs using BWA (Bertaut-Warren-Averbach) method. CSDs of the bentonite samples with R0 I-S could be measured through dehydration at 30$0^{\circ}C$ after K-saturation, where the deformation originated from the interstratification could be removed effectively. Campo and Yonil bentonite samples showed that their mean CSDs ranged over 3.8-5.4 interlayers, and that their CSDs distributions were similar to those of Gonzales (STx-1) and Wyoming (SWy-2) bentonite samples.

• Journal of the Mineralogical Society of Korea
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• v.29 no.2
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• pp.79-87
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• 2016

Asian dust (Hwangsa) interacts with light, atmospheric gas, aerosol, and marine ecosystem, affecting Earth climate. Mineralogical properties are essential to understand the interaction between the dust and environments. In this study, we examined the mineralogical properties of Asian dust collected at Deokjeok Island, Incheon, Korea in February 22, 2015. X-ray diffraction (XRD) analyses showed that phyllosilicate minerals (62 wt%) dominate the Asian dust. Illite-smectite series clay minerals (55%) were common with minor chlorite (5%) and kaolinite (2%). Non-phyllosilicate minerals were quartz (18%), plagioclase (10%), K-feldspar (4%), calcite (4%), and gypsum (1%). Similar results were obtained by mineral quantification using scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive X-ray spectrometry (EDS). Transmission electron microscopy combined with EDS confirmed illite-smectite series clay minerals as the dominant phyllosilicate type. Morphological analyses using SEM showed clay agglomerates, clay-coated quartz, feldspars, and micas. Gypsum grains were common on the particle surface, while calcite nanofibers, previously reported as common on the surface, were rare, indicating the reaction of calcite and acidic atmospheric pollutants to form gypsum. The analytical result of 2015 Asian dust would contribute to the establishment of mineralogical base for the modeling of the interaction between Asian dust and environments.

• Journal of the Mineralogical Society of Korea
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• v.15 no.3
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• pp.183-194
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• 2002

Biotite and its weathering Products in the weathering Profile of Andong granite were examined using X-ray diffraction, chemical analysis, and electron microscopy. Major weathering product of biotite was oxidized biotite, which is decomposed into kaolinite in the upper part. Discrete vermiculite or hydrobiotite was not detected although minor vermiculite (5%) was randomly interstratified with oxidized biotite. Excess positive charge induced by iron oxidation was balanced by release of Fe (16%) and Mg (12%) from octahedral site and K (13%) from interlayer site. After slight chemical and structural modification induced by iron oxidation, oxidized biotite persists through the weathering profiles with partial decomposition in the upper part of the profile. Formation environments and dissolution experiments of oxidized biotite highly resistant to weathering are required to understand the elemental behavior in the surface environments on the biotite-bearing bedrocks.

• Journal of the Mineralogical Society of Korea
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• v.21 no.4
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• pp.349-354
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• 2008

Semiquantitative mineralogical analysis of clays in soils was performed to understand the distribution of clay minerals in relation to bedrock lithology on the northern basin of the Nakdong River. The soils developed on the granitic bedrocks have high contents of kaolinite and smectite. mite was the major clay mineral in the soils from sedimentary bedrocks, with minor kaolinite, smectite, and intergrade (interstratified chlorite-smectite or hydroxy-interlayed vermiculite) clay minerals. Illite and kaolinite contents of the soils from metamorphic and volcanic bedrocks fall between those of the soils from the granitic bedrocks and those of the soils from the sedimentary bedrocks. The clay mineralogy of the soils depends on the compositions of bedrock minerals and their susceptibility to chemical weathering. The weathering of plagioclase resulted in the high kaolinite content of the soils derived from granitic bedrocks, while the soils derived from sedimentary bedrocks are abundant in residual illite.

• Proceedings of the Mineralogical Society of Korea Conference
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• 2003.05a
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• pp.10-10
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• 2003

일라이트-스멕타이트 혼합층광물(I-S)은 열역학적으로 상호 대립적인 두 가지 모델로 이해되고 있다. 첫째, MacEwan 결정자 모델은 I-S를 5-20개의 스멕타이트와 일라이트 층으로 구성된 결정자로 해석한다. 이러한 모델은 분산과 재응집 과정을 기초로 하는 X-선 회절분석(XRD)에서 기인한 것으로 Reynolds의 XRD 모델과 동일하다. 둘째, 기본입자 모델은 I-S를 물리적으로 분리될 수 있는 최소 입자인 기본입자가 $c^{*-}$축 방향으로 응집된 응집체로 해석한다. 이러한 모델은 분산 과정을 기초로 하는 주사전자현미경(TEM) 관찰에서 기인한 모델이다. 강일모 등(2002)은 이 두 가지 모델을 비교함으로써 1< $N_{F}$<100/% $S_{XRD}$ ( $N_{F}$=평균 기본입자 층개수, %$S_{XRD}$=XRD 분석을 통하여 측정된 팽창성)을 도출하였다. 이 식은 기본입자모델과 Eberl & Srodon(1988)이 제시한 최대 팽창성(%$S_{MAX}$)을 동시에 해석할 수 있게 해준다. %$S_{MAX}$는 XRD 모델에서는 고려하지 않는 I-S 결정자 상$\cdot$하부에 존재하는 두 개의 0.5nm 규산염층을 하나의 스멕타이트 층으로 간주하여 얻어진 팽창성이다. Srodon et al.(1992)은 %$S_{MAX}$=100/ $N_{F}$을 제시하였으며, 강일모 등(2002)은 %$S_{MAX}$는 기하학적으로 기본입자가 무한적층을 하였을 때 관찰되는 %$S_{XRD}$와 동일함을 밝힌 바 있다. 만약, XRD 분석을 위한 시료 준비과정에서 I-S 결정자가 분산되었다가 재응집을 한다면, XRD에서 관찰되는 결과는 일차적으로 기본입자의 적층성에 영향을 받게 된다. 따라서, 기본 입자의 적층성은 XRD 분석을 이용하여 I-S 구조를 해석하는데 매우 중요한 요인이다. 본 연구는 기본입자의 적층성을 정량화하기 위해 %$S_{XRD}$=A/ $N_{F}$ (0$S_{MAX}$=100/ $N_{F}$로부터 얼마나 벗어나 있는가는 지시해 준다 금성산화산암복합체에서 산출되는 11개 I-S 시료와 14개의 Drits et al.(1998) 자료로부터 1nA=-0.14 $N_{F}$+4.7의 실험식을 도출할 수 있었으며, 기본입자의 적층성은 일차적으로 기본입자의 두께에 의해 영향을 받는 것으로 관찰되었다. Nadeau(1985)는 기본입자두께분포로부터 I-S 결정자의 팽창성을 측정하기 위하여 Ps=$\Sigma$p(N)/N을 제시하였다(Ps=스멕타이트 층 비율, N=기본 입자 층개수, p(N)=N의 확율). 그러나 위식은 실질적으로 %$S_{MAX}$를 제공해주기 때문에 %$S_{XRD}$를 유추하는데는 부적합하다. 본 연구는 이를 변형하여 Ps=$\Sigma$p(N)A(N)/N을 제시하였다(A(N)=N에 대한 A값). 위의 실험식을 사용하여 헝가리산 Zempleni 시료(15%$S_{XRD}$)의 기본입자분포로부터 %$S_{XRD}$를 계산한 결과, 16%$S_{XRD}$의 결과값을 얻을 수 있었다. 따라서, 본 연구에서 도출한 관계식들이 유효함을 확인할 수 있었다.계식들이 유효함을 확인할 수 있었다.

• Economic and Environmental Geology
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• v.45 no.2
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• pp.71-78
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• 2012

Illite-smectite mixed layers (I-S) occurring authigenically in diagenetic and hydrothermal environments reacts toward more illite-rich phases as temperature and potassium ion concentration increase. For that reason, I-S is often used as geothermometry and/or geochronometry at the field of hydrocarbons or ore minerals exploration. Generally, I-S shows X-ray powder diffraction (XRD) patterns of ultra-thin lamellar structures, which consist of restricted numbers of sillicate layers (normally, 5 ~ 15 layers) stacked in parallel to a-b planes. This ultra-thinness is known to decrease I-S expandability (%S) rather than theoretically expected one (short-stacking effect). We attempt here to quantify the short stacking effect of I-S using the difference of two types of expandability: one type is a maximum expandability ($%S_{Max}$) of infinite stacks of fundamental particles (physically inseparable smallest units), and the other type is an expandability of finite particle stacks normally measured using X-ray powder diffraction (XRD) ($%S_{XRD}$). Eleven I-S samples from the Geumseongsan volcanic complex, Uiseong, Gyeongbuk, have been analyzed for measuring $%S_{XRD}$ and average coherent scattering thickness (CST) after size separation under 1 ${\mu}m$. Average fundamental particle thickness ($N_f$) and $%S_{Max}$ have been determined from $%S_{XRD}$ and CST using inter-parameter relationships of I-S layer structures. The discrepancy between $%S_{Max}$ and $%S_{XRD}$ (${\Delta}%S$) suggests that the maximum short-stacking effect happens approximately at 20 $%S_{XRD}$, of which point represents I-S layer structures consisting of ca. average 3-layered fundamental particles ($N_f{\approx}3$). As a result of inferring the $%S_{XRD}$ range of each Reichweite using the $%S_{XRD}$ vs. $N_f$ diagram of Kang et al. (2002), we can confirms that the fundamental particle thickness is a determinant factor for I-S Reichweite, and also that the short-stacking effect shifts the $%S_{XRD}$ range of each Reichweite toward smaller $%S_{XRD}$ values than those that can be theoretically prospected using junction probability.

• Journal of the Mineralogical Society of Korea
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• v.15 no.2
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• pp.95-103
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• 2002

The object of this study was to interpret the ralationship between expandability (% $S_{XRD}$), MacEwan crystallite thickness ( $N_{CSD}$), and mean fundamental particle thickness ( $N_{F}$ ) in illite-semctite mixed layer (I-S), quantitatively. This interpretation was extracted from comparison of two structural models (MacEwan crystallite model and fundamental particle model) of I-S mixed layers. In I-S structure, % $S_{XRD}$, $N_{CSD}$, and $N_{F}$ are not independent parameters but are related to each others by particular geometric relations. % $S_{XRD}$ is dependent on $N_{CSD}$ by short-stack effect, whereas, % $S_{XRD}$ and $N_{F}$ have relation to smectite interlayer number (Ns)=( $N_{F-}$1)/(100%/% $S_{XRD-}$ $N_{F}$ . Therefore, % $S_{XRD}$ and $N_{F}$ should satisfy a specific physical condition, 1< $N_{F}$ <100%/% $S_{XRD}$, because $N_{s}$ is positive. Based on this condition, this study suggested % $S_{XRD}$ vs $N_{F}$ diagram which can be used to interpret % $S_{XRD}$, $N_{F}$ , $N_{S}$ , and ordering, quantitatively. The diagram was examined by XRD data for I-S samples from Ceumseongsan volcanic complex, Korea. I-S samples showed that $N_{F}$ departs from the physical upper-limit ( $N_{F}$ =100%/% $S_{XRD}$) with decrease in % $S_{XRD}$. This phenomenon may happen due to decrease of stacking-capability of fundamental particles with their thickening.g.s with their thickening.g.

• Journal of the Mineralogical Society of Korea
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• v.16 no.2
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• pp.181-189
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• 2003

Diverse microtextures and secondary minerals formed by chemical weathering were observed in the glacial debris of King George Island. Weathering rind was observed in the block of basaltic andesite tuff due to dissolution of calcite producing voids. Eolian volcanic glass altered to mixtrure of allophane-like materials and iron oxyhydroxides at grain edges with relative concentration of Al. Fe, and Ti. Biotite in granodiorite area was transfarmed to vermiculite and interstratified biotite-vermiculite or very rarely to kaolinite and gibbsite. Pyrite in the hydrothermal alteration zone was repalced by iron oxides, resulting in sulfuric acid which locally accelerated alteration of chlorite to expandable clay minerals. Weathering of plagiociase and K-feldspar was negligible. Although glacial debris of the Barton Peninsula has undergone weak chemical weathering with formation of some secondary minerals, massive formation of smectite, abundant in nearby marine sediments, didn't occur.

• Journal of the Mineralogical Society of Korea
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• v.5 no.2
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• pp.79-92
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• 1992

The Sarisan clay deposits of hydrothermal origin are found in the intensely weathered wto-mica granite in Yeoju area. The major clay minerals of the Sarisan mine are illite and montmorillonite with minor disordered kaolinite, vermiculite, and some interstratified mineral. Clay minerals were studied using various methods including X-ray diffraction, infrared absorption spectroscopy, electron microscopy, and thermal and chemical analyses. Illites occur as discrete illite or highly illitic interstratified mineral. They are of 1M and $2M_1$ polytypes and characterized by a low lattice charge (1.768-0.926 per unit formula), low $K^+$ content (0.741-0.902 per unit formula), and high Si/Al ratio (1.154-1.293) as compared with muscovite. Montmorillonites are highly negative charged and occasionally random-interstratified as I/S with 80-98% smectite. Hydrothermal alteration is more important than later weathering alteration for the formation of illite and montmorillonite clay minerals. The hydrothermal alteration took place through two stages; the formation of illite in the early stage and the formation of montmorillonite in the late stage. Disordered kaolinite and vermiculite are the weathering products of plagioclase and biotite, respectively.