• 지질공학
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• 제16권2호
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• pp.125-134
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• 2006

대수층 저류 특성을 이용하는 대수층 저장 및 회수(ASR) 기술의 현장 적용성 평가를 위해 화산암 지대인 울릉도 내에 다공성 매질인 부석층으로 이루어진 대수층을 대상으로 양수시험 및 인공수압파쇄시험을 실시하였다. 공내TV검층에서 확인된 GL-13 m와 GL-21 m의 주파쇄대 구간에서 수압파쇄실험을 각각 실시하였고, 또한 수압파쇄 전과 후로 나누어 양수시험을 수행하였다. 사전/사후 양수시험 결과, 충적층이 위치한 GL-13 m 하부에서는 수리적 연결성을 확인할 수 있었으나, 암반층 구간인 GL-21 m 하부에서는 파쇄대의 연결 상태가 다소 불량한 것으로 판단된다. 현장시험 결과를 종합해 보면, 조사지역내 인공함양 적용은 불리한 조건을 가지는 것으로 판단되나, 현장 실험이 특정한 지역에서 이루어져 있기 때문에 울릉도 전반적인 지역 내에 ASR 적용성 평가를 대표할 수 없다. 따라서 울릉도내 전반적인 ASR 적용성 평가를 위해서는 보다 광역적인 실험이 수행되어야 할 것으로 판단된다.

• 한국광물학회지
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• 제15권2호
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• pp.122-131
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• 2002

옥천대 변성 이질암에 분포하는 백운모, 녹니석 및 흑운모는 각기 다른 크기에서 intergrowth와 interlayer 된 것을 전자현미분석(EPMA) 배면 산란 전자상(BEI) 관찰 및 투과 전자현미경(TEM)을 이용한 lattice fringe 상 관찰을 통한 연구에서 밝혔다. 이들 세 광물은 편광현미경 관찰에서도 intergrow된 것이 관찰되며 EPMA 분해능 이하의 크기에서는 interlayer된 것으로 보인다. 다시 말하면, EPMA 분석 자료는 흔히 백운모/녹니석(M/C), 흑운모/녹니 석(B/C), 백운모/파이로필라이트/녹니석(M/Py/C), 흑운모/파이로필라이트/녹니석(B/Py/C) 또는 흑운모/백운모/녹니석(B/M/C)과 같이 두 개 이상의 phyllosilicate 광물의 혼합 형태로 나타난다. BEI 관찰에서는 세 광물(백운모, 녹니석 및 흑운모)이 하나의 입자 안에서 다양한 크기로 섞여 있는 것으로 나타나며, TEM lattice fringe 상 관찰과 제한 시야 전자 회절상 관찰에 의하면 이들 세 광물 사이의 interlayering은 석류석대 변성암에서까지 관찰된다. TEM 관찰 결과 녹니석대 변성암에서는 M/C와 함께 7-$\AA$ layer(사문석, 녹니석의 전신)가 -$10\AA$ layer(백운모) 내에 100~200 $\AA$ 크기로 inter-layer된 것이 밝혀졌다. 흑운모대 변성암으로 가면 7-$\AA$ layer는 크기와 발견 횟수가 감소하고 10-$\AA$ layer는 녹니석(14 $\AA$)과 개별 layer 수준에서 interlayer된다. 석류석대 변성암에서는 7-$\AA$ layer는 더 이상 관찰되지 않으며 10-$\AA$ layer(흑운모)가 녹니석과 50~100 $\AA$ 크기로 interlayer된다.(BEI, TEM). 석류석대 변성암에서는 비교적 큰 크기(1000~2000 $\AA$)의 intergrowth가 흔히 관찰된다. 그러나 세 개의 변성대 암석은 모두 TEM 관찰에서 7-, 10-, 또는 14-$\AA$ layer들이 몇 개의 layer 단위에서 서로 interlayer된 것을 보여준다. 이와 같은 결과는 백운모, 녹니석 및 흑운모와 같은 변성 광물들이 비평형 광물 반응으로 만들어 졌으며 그 결과 불균질한 광물로 되었다는 것을 암시한다.

• 자원환경지질
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• 제47권6호
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• pp.563-569
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• 2014

루비는 유색보석 중에서 가장 선호도가 높은 보석인 동시에 열처리에 의해 부가가치를 높일 수 있어 학문적인 연구 대상으로서도 그 관심이 높다. 세계적으로 많은 지역에서 루비가 산출되고 있음에도 불구하고, 고품질의 천연 루비는 미얀마, 스리랑카, 태국, 탄자니아 등 일부 제한된 국가에서만 산출되며, 오랜 기간 채광으로 인해 고품질의 원석이 고갈되어가고 있는 실정이다. 이 연구에서는 최근 새로운 산지가 확인되어 관심이 높은 탄자니아산 루비 원석을 사용하여 전통적인 단순 열처리방법과 화학적 열처리 방법에 의한 광물학적 및 보석학적 특성을 파악하고, 열처리에 의한 탄자니아산 루비의 품질개선 효과를 검토하였다. 미얀마의 Mogok산과 Mong Hsu산 루비에 효과적인 방법으로 알려진 전통적인 단순 열처리 실험은 T=$1,600^{\circ}C$에서 6시간 동안 실시하였다. 그 결과, 비교적 균일한 암적색을 지닌 탄자니아산 루비의 색상과 투명도는 색채 색차계와 자외선-가시광선 분광분석(UV-Vis Spectrometry) 결과, CIE 1931 color space 상의 적색과 청색의 좌표값(X, Y)이 원시료 (0.365, 0.321) 및 (0.346, 0.363)에서 (0.337, 0.322)로 감소함이 확인되어, 전통적인 단순 열처리 방법이 탄자니아산 루비의 품질개선에 적합하지 않은 것으로 판단되었다. 단순 열처리를 수행한 탄자니아산 루비의 X-선형광분석(XRF) 결과, 루비의 적색을 발현 시키는 $Cr^{3+}$함량이 0.72~1.04 wt.%로 증가 되었으나, 갈색의 보조색상을 발현시키는 Fe의 함량이 함께 증가되어 순수한 적색이 아닌 어두운 적색을 띄는 것으로 확인되었다. 이러한 결과는 단순 열처리에 의해 루비에 함유되어 있는 $Fe_2O_3$의 응집현상으로 어두운 색으로 변한 것이라 판단된다. 또한 열처리에 의해 $SiO_2$의 함량이 특징적으로 높게 나타났는데, 이는 열처리 과정동안 용융되었다가 다시 재결정화 되면서 생기는 현상으로 투명도의 개선에 효과적이지 않음을 알 수 있었다. 탄자니아산 루비 중 표면에 균열이 있는 시료를 선별하여 납(Pb)을 주성분으로 하는 화학적 첨가제를 사용한 열처리 실험 결과, 색상 뿐 만아니라, 투명도가 현저하게 개선되었다. CIE 1931 color space 상의 적색과 청색의 좌표값이 원시료 (0.386, 0.304) 및 (0.395, 0.313)에서 (0.405, 0.308)로 적색영역에 도시되었다. 이는 첨가제가 열처리 과정동안 용융되어 루비의 균열부분을 채워준 것으로 확대경으로도 관찰이 가능하다. 또한 루비의 표면과 균열부분에 대한 전자현미분석(EPMA)의 선분석(line scanning)에 의해서도 확인되었다. 이 첨가제는 균열부분을 충진함으로써 내구성과 투명도가 개선되었다. 첨가제의 용융체는 루비와 굴절률이 매우 비슷하기 때문에 입사된 빛이 루비 내부로 더 쉽게 통과하여 전반적으로 색상이 향상된 것으로 판단된다. 이 연구에서 화학적 열처리가 탄자니아산 루비의 품질향상에 적합한 방법임을 확인할 수 있었으며, 사파이어 등 강옥군 광물의 유색보석에 대한 색과 투명도 개선에 매우 유용할 것으로 생각된다.