The lower Permian jungseong Formation, Taebaegsan basin (Baegunsan Syncline), represents a coal-bearing siliciclastic succession which was later modified by the Songrim or Dabo orogeny. Sandstone perography and clay mineralogy were studied to understand the thermal history of the Jangseong Formation during basin evolution. Petrographic study indicates the Jangseong sandstones are composed of quartz, feldspar, lithic fragments (metamorphic and sedimetary), and varying proportions of matrix and cement. The dominance of quartz(<97%) over feldspar (<1%) and lithic fragments (<2%) classifies most Jangseong sandstones as quartz arenotes or quartzwackes, but lithic graywackes and sublithic arenite locally occur. The diagentic features of these sandstones include mechanical compaction, cemenation by quartz and clay minerals indentified in the Jangseong Formation by X-ray diffraction analysis are late-stage clay pore-filling. Clay minerals isdentified in the Jangseong Formation by X-ray diffaction analysis are illite, kaolinte, and pyrophyllite with a minor amount of chlorite and micas. The illite, kaolinite, and pyrophyllite appear to be largely autjigenic based on their well-crystallinity forms. There authigenic clay minerals form clay minerals form clay coats/rims and late-stage pore-filling cements, Illitecrystallinity shows that the Jangseong formation has been in late-diagenetic zone to early-epizone, which ranges in temperature from $200^{\circ}C$ to $300^{\circ}C$. In assition, kaolinite-pyrophyllite transition suggests that paleotemperature of the formation has reached at least $265^{\circ}C$. Such temperatureis likely to be consistent with homogenixation temperatures of fluid inclusions in quartz veins in the formation. Thus, the Jangseong Formation has been subjected to paleotemperature of about $265^{\circ}C$. The major heat source responsible for paleotemperature may be hydrothermal solutions. The passage of hydrothermal solutions was probably assisted by fractures created during the basin-modifying tectonism of the taebaegsan basin.
본 연구소는 소규모 유역에서 하천수와 지하수의 溶存이온 특성을 통하여 각종 이온들의 溶脫特性과 粘土鑛物의 형성환경, 化學的 風化量 등을 추정해 본 것이다. 필자는 본 연구를 위하여 1990년 10월 부터 1년간에 걸쳐 유량측정 및 수질분석을 실시하였고 야면의 4개 지점에서 점토광물을 분석하였다. 분석결과, 암석의 풍화에 의한 溶存物質은 전체의 약 39$%$ 미만이었고, 유역내의 풍화층에 집적되는 이온은 $H^+$, $K^+$, Fe, Mn 등이었다. 물질의 계절적인 收支特性과 水文學的 자료로 볼 때, 여름에는 Kaolinite가 열역학적 측면에서 안정된 점토광물이며, 2:1 점토광물도 Kaolinite로 변형될 가능성이 높다. 풍화에 유출되는 2차광물의 형성과 식생의 영향이 비교적 적은 $Na^+$를 사용하여 화학적 풍화량을 추정한 결과, 본 유역의 화강암이 1년에 화학적으로 풍화되는 양은 약 31.31g/$m^2$정도인 것으로 밝혀졌다.
본 연구는 황토와 황토에서 분리한 점토(clay fraction)를 이용하여 수용액 내 양이온의 종류와 농도에 따른 점토광물의 분산과 응집의 변화를 알아보고자 하였다. 본 연구를 위하여 사용한 황토는 전남 나주시 동강면 장동리 황토로 지표면으로 부터 90~130 cm 깊이에서 채취하였다. 황토와 황토에서 분리한 점토(< $2\;{\mu}m$) 그리고 이들 시료로부터 결정질 철과 비결정질 철을 제거한 황토와 점토시료를 이용하여 실험을 실시하였다. 이온의 종류와 농도에 따른 점토광물의 저면간격과 물리적 성질의 변화를 알아보기 위하여 4가지 양이온($Na^+$, $K^+$, $Mg^{2+}$, $Ca^{2+}$)과 이들 이온의 농도(0.001 M~1 M)를 변화시켰을 때 광물의 침강속도와 점토광물의 저면간격의 변화를 연구하였다. 장동리 황토의 주 구성광물은 석영이며, 황토로부터 분리한 점토는 카올리나이트, 일라이트, 버미큘라이트로 이루어져 있다. 장동리 황토의 비결정질 철과 결정질 철의 함량은 각각 16.3 mg/kg과 436 mg/kg으로 주로 결정질 철로 이루어져 있다. 이온농도가 다른 4가지 이온을 추가한 수용액에서 구성 입자의 크기가 작은 점토가 황토에 비하여 분산이 더 잘되었다. 황토광물을 코팅하고 있는 결정질 철과 비결정질 철을 제거하기 전과 제거한 후 광물의 분산실험 결과에서 철을 제거한 시료가 분산이 더 잘 일어났으며 이는 코팅된 철 산화물이 광물입자들의 분산을 방해하는 것으로 사료된다. 수용액 중 이온의 종류와 농도가 광물의 분산에 미치는 영향 실험결과에 따르면 첨가한 이온의 농도가 클수록 그리고 양이온 전하량이 클수록 침강속도가 빨랐다. X-선 회절 분석 결과에 따르면 카올리나이트와 일라이트는 양이온의 종류와 농도에 따른 저면 간격의 변화가 없었다. 하지만 버미큘라이트는 일반적으로 +2가 양이온을 첨가한 경우 저면간격이 $14.04\;{\AA}$으로 +1가 양이온의 $13.9\;{\AA}$보다 크게 나타났다. 이는 +2가 양이온들의 수화반경이 +1가 양이온보다 크기 때문으로 사료된다. 따라서 광물에 코팅된 철과 수용에 내의 이온의 종류와 농도가 광물의 분산 및 버미큘라이트와 같은 팽창성 점토광물의 저면간격에 영향을 줄 수 있음을 시사한다.
단층비지의 주성분인 점토광물은 K-Ar 연대측정법으로 단층활동 시기를 구하는데 이용되어 왔다. 이 논문은 울산 단층대의 주요 단층활동에 수반된 열수변질작용 시기를 연구하기 위하여 단층비지 세 시료를 각각 5-2 $\mu$m , 2-1 $\mu$m, 1-0.35 $\mu$m, 0.35-0.05 $\mu$m 입자 크기로 분리하여 각각의 시료에 대해 X선 회절분석과 K-Ar 연대측정을 하였다. 연구결과 단층비지는 석영, 장석류로 구성되며, 점토광물은 스멕타이트, 일라이트, 녹니석, 카올리나이트가 확인된다. 운모점토광물의 일라이트 곁정도지수는 작은 입자 크기에서 큰 값(0.58-1.08)을 보이고 저온에서 안정한 일라이트(IM)가 우세하게 나타내는 것으로 보아 열수변질작용을 수반한 단층활동 동안에 생성된 운모점토광물이 작은 입자 크기에 농집되었을 가능성이 높음을 시사한다. 각 시료의 K-Ar 연령은 46-35 Ma(330-2), 45-39 Ma(16Ww) 및 32-15 Ma(102Ws)이며, 작은 입자 크기로 갈수록 연대값이 젊어진다. 이 결과는 울산단층대의 주요 단층활동에 수반된 열수변질작용이 39-35 Ma와 15 Ma에 있었던 것으로 나타난다.
국내산 점토광물들의 식품 잠재적 가치를 알아보고, 그 활용 특성에 대해 알아보기 위해 점토광물에 대한 항산화성, 항균성, 물성에 대한 영향, 고미취 흡착능력 등을 측정하였다. 전자 공여능에 의한 항산화력 측정 결과 bentonite가 20.6%로 가장 우수하였다. 과산화물가에 의한 항산화력 측정결과 저장 7일째의 POV가는 control 310 meq/kg이었으며, vermiculite가 100 meq/kg로 가장 우수한 산패 지연 효과를 나타내었고, TBA가에 의한 항산화력은 zeolite가 가장 우수하였다. 향균활성 측정결과 illite, vermiculite, zeolite를 첨가한 배지에서 E. coli, .S. aureus의 균주에 대해 증식 지연 효과를 나타내었으며, 농도가 높아질수록 증식 속도가 지연되었다. 응력완화와 파손강도 측정으로부터 각 점토광물은 무의 조직과 물성에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 쌀의 취반시 kaolin, vermiculite를 첨가하였을 때 pentanol, hexanal, nonanal, linoleate, stearic acid, oleic acid 등 고미취의 원인이 되는 대부분 화합물의 peak area는 감소하였다. 이러한 결과로부터 국내산 여러 점토광물은 항산화력 및 유지 산패 지연능력을 가지고 있으며, 향균활성 및 물성 변화 억제 그리고 고미취의 원인이 되는 여러 화합물들을 흡착하는 등 여러 가지 각종 부수적인 효과가 있음을 확인할 수 있었다.
Park, Chan Woo;Kim, Ilgook;Yoon, In-Ho;Yang, Hee-Man;Seo, Bum-Kyung
방사성폐기물학회지
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제19권1호
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pp.39-49
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2021
The behaviors of various desorption agents were investigated during the desorption of cesium (Cs) from samples of clay minerals and actual soil. Results showed that polymeric cation exchange agents (polyethyleneimine (PEI)) efficiently desorbed Cs from expandable montmorillonite, whereas acidic desorption solutions containing HCl or PEI removed considerable Cs from hydrobiotite. However, most desorption agents could desorb only 54% of Cs from illite because of Cs's specific adsorption to selective adsorption sites. Cs desorption from an actual soil sample containing Cs-selective clay mineral illite (< 200 ㎛) and extracted from near South Korea's Kori Nuclear Power Plant was also investigated. Considerable adsorbed 137Cs was expected to be located at Cs-selective sites when the 137Cs loading was much lower than the sample's cation exchange capacity. At this low 137Cs loading, the total Cs amount desorbed by repeated washing varied by desorption agent in the order HCl > PEI > NH4+, and the highest Cs desorption amount achieved using HCl was 83%. Unlike other desorption agents with only cation exchange capabilities, HCl can attack minerals and induce dissolution of metallic elements. HCl's ability to both alter minerals and induce H+/Cs+ ion exchange is expected to promote Cs desorption from actual soil samples.
Ever since man learnt to build homes and cities around 10,000 years ago, clay materials has undoubtedly been one of the most widely-used construction materials in the world. However, the clay has poor strength, water resistance and durability, thus being limitedly used as calcined clay after being calcined. Pozzolan materials is to improve the strength and the durability of concrete as a result of the pozzolanic reaction. Therefore, the purpose of this study is to analyzes ingredient about clay mineral about Chung-buk area 10 places and to examine the application of clay minerals for the concrete admixtures.
Mineralogy of sand, silt and clay fractions from the five chronosequence soils of Jeju Island is studied with the X-ray, TEM and SEM techniques. Soils of Songag and Donghong situated at lower elevations are generally developed on relatively of ash or alluvial deposits and contain mainly ferromagnesian minerals and feldspars, with some quartz, mica and volcanic glass. Crystalline minerals are dominant in the clay fraction; halloysite and vermiculite are abundant but small amounts of allophane are present. Clay migration results in well developed ferrigargillan, Soils of Pyeongdae and Heugag located at higher elevations are developed on relatively young volcanic ash with some contamination of continental aeolian dust probably containing quartz which may be come from acid ash shower. The absence of clay illuivation is due to the dominance of allophane. This clay mineral is associated with some gibbsite, imogolite and halloysite.
Hina Miura;Yoko Akiyama;Yuichiro Manabe;Fuminobu Sato
한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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제26권3호
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pp.9-16
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2024
A large amount of cesium-contaminated soil was generated as a result of the decontamination work following the accident at the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant. To reduce the final disposal volume of contaminated soil, it is necessary to separate the contaminated soil into low- and high-dose soil components and reuse the low-dose soil under 8000 Bq/kg. We have investigated a magnetic separation technique to reduce the volume of the contaminated soil. Magnetic separation is a volume reduction technology that utilizes these differences in magnetic properties. However, the high-gradient magnetic separation technique (HGMS) we have been studied has problems such as clogging of filters and low separation accuracy due to the passage of 2:1 type clay minerals with small particle diameters. In this study, we propose a new separation method using a cyclone-type magnetic separator that focuses not only on magnetic susceptibility but also on differences in particle size. The cyclone-type magnetic separator can separate 2:1 type clay minerals from 1:1 type clay minerals by inducing 1:1 type clay minerals with large particle diameters to the outside of the cylinder and 2:1 type clay minerals with small and large particle diameters to the inside of the cylinder through the difference in the combined magnetic and centrifugal forces acting on soil particles. Separation accuracy was evaluated using simulated soil consisting of vermiculite and kaolinite. Based on these results, the reduction rate of the radioactivity concentration was estimated, and the design guidelines of the device for practical use were discussed.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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