• 자원환경지질
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• 제35권6호
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• pp.491-508
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• 2002

화산 쇄설물을 모재로 하여 발달한 제주도 토양은 많은 양의 비정질 물질을 포함하는 Andisols이 대부분을 차지하고 있으나, 강수량이 상대적으로 적은 제주도 서부 지역에서는 Andisols의 특징을 보이지 않는 토양이 발달하고 있다. 서부 해안에 접해 있는 당산봉에는 이와 같이 층상규산염광물이 우세한 non-Andic토양이 나타난다 본 연구는 당산봉 토양에 나타나는 층상 규산염 광물의 조성 및 풍화에 따른 이들 점토광물의 진화 과정을 밝히는데 그 목적이 있다. 연구 지역 토양은 A층과 C층이 발달해 있으며 B층은 나타나지 않는다. pH(($H_{2}0$)는 일반적인 화산 쇄설물 기원 토양(<6.0)보다 높은 6.6-7.3으로 하부로 갈수록 증가한다. pH(NaF)는 9.49-9.81로 비정질 물질의 존재를 지시하는 9.4보다 높게 나타나며, 선택적 용해법을 이용하여 구한 비정질 물질의 양은 0.55-1.02 wt%로 매우 낮다. 유기물 함량은 표토에서 2.00wt%로 Andisol에 비해 매우 낮다. 주 구성 광물은 석영, 장석, 감람석이며, 점토 입도를 구성하는 층상규산염 광물은 입도와 풍화정도에 따라 차이를 보인다. <0.2$\mu\textrm{m}$ 입도의 주 구성 점토 광물은 스멕타이트, 카올리나이트/스멕타이트 혼합층광물, 일라이트이다. 카올리나이트/스리타이트 혼합층광물의 카올리나이트의 비율은 85-86%로 깊이에 관계없이 일정하다. 풍화가 진행될수록 스멕타이트의 함량은 감소하며, 카올리나이트/스멕타이트 혼합층광물의 함량은 증가한다. 2-0.2$\mu\textrm{m}$ 입도의 주 구성 점토 광물은 질석, 스멕타이트, 일라이트, 카올리나이트, 녹니석이다. 녹니석은 표토에서만 나타나며, 하부에서는 나타나지 않는다. 녹니석/스멕타이트 혼합층광물 내의 녹니석 함량은 59-70%이며 풍화가 진행될수록 양은 증가한다. 그러나 풍화의 정도가 낮은 제일 하부에서는 녹니석/스멕타이드 혼합층광물이 나타나지 않는다. 질석과 스멕타이트의 일부는 층간이 hydroxy-Al/Mg/Fe으로 채워진 hydroxy-interlayered vermiculite(HIV)와 hydroxy-interlayered smectite(HIS)의 형태로 나타난다. HIV는 A층과 C층 모두에서 나타나며, 층간 물질은 hydroxy-Fe/Al이다. 층간의 hydroxy-Fe/Al의 양은 표토로 갈수록 증가하며, HIV를 형성하는 질석의 층 전하도 표토에서 높게 나타난다. HIS는 C층에서만 나타나며, 층간 물질은 hydroxy-Mg/Al이며, hydroxy-Mg가 우세하다. 본 지역의 토양에서는 풍화가 진행될수록 스멕타이트는 카올리나이트와 질석, HIS로 진화하였으며, 질석은 HIV를 거쳐 녹니석으로 진화하였을 것으로 사료된다.

• 자원환경지질
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• 제30권6호
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• pp.567-586
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• 1997

Concentrations of several heavy metals in soils derived from black shale and slate have been reported to be higher than the average concentrations in non-polluted soils. This study describes and characterizes soil minerals, and investigates the distribution of heavy metals in soils, and then examines their relationship. Soils in the study area are mainly consist of guartz and feldspars with minor amount of kaolin, illite, vermiculite, chlorite and illite-vermiculite interstratified minerals. Mineral compositions are similar in mountain-, farmland-, and paddy-soils. The residual soils derived from sandy phyllites contain less illites than those from black shale and black slate. Heavy metals appear to be more concentrated in soils than in rocks. The concentrate ratios in soils to rocks ranges 1.1 times for Cr, 2 for Cu, 1.4 for Ni. The contour maps of Cd, Zn, Pb, Cu contents using 0.43N $HNO_3$-extraction imply that these elements are highly concentrated in the soils near the past uranium exploration region, coal seams, black slate beds and tailings than other parts of the study area. The proportions of the day in most soils are less than 10%. In spite of small proportions of the clay, the concentrations of heavy metals from clay fractions to the total concentrations are high: 1~2.4 times for Co, 1.4~2.5 for Cu, 1.2~2.6 for Ni, 1~5 for Pb, 1~2.7 for Zn and 1.6~1.8 for Cr and V. The contents of organic carbons in clay fractions are also 1.5~3.9 times higher than in silt and sand fractions. Cu, Pb and organic carbons show positive relationship in all size fractions. In the size-fractionated soil profile samples, the contents of heavy metals and organic carbons show analogous trends with depth. For the clay fractions of soil profile samples, the contents of heavy metals with depth have analogous trends to abundances of vermiculites, which have the high CEC in main clay minerals.

• 자원환경지질
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• 제29권2호
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• pp.129-138
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• 1996

보배광산의 광석광물은 주로 석영과 견운모로 구성되어 있다. 견운모는 이 광상의 각 변질대에서 산출되나, 그 정상에 의하여 조립질과 세립질로 구분된다. 각 변질대별 대표시료에 대한 결정광학적 특징은 유사하며, 단지 조립질 견운모의 경우 세립질 보다 $b^*$ 값이 약간 크다. 세립질 및 조립질 견운모의 평균구조식은 $K_{1.44}Al_{3.86}(Si_{6.35}Al_{1.65})O_{20}(OH)_4$과 $K_{1.71}Al_{3.82}(Si_{6.20}Al_{1.80})O_{20}(OH)_4$이며 조립질의 경우 백운모의 조성에 더욱 가깝다. 본 광산의 견운모는 혼합 층광물을 거의 함유하지 않으며(5% 미만), 이는 Ir와 DTA-TG 결과로 확인된다. 적외선흡광분석결과, 흥주석-납석대에서 산출되는 견운모의 $540{\sim}530cm^{-1}$ 영역의 Si-O 진동이 변질대 외곽에서 산출되는 견운모로 갈수록 낮은 진동수 쪽으로 이동하는 특징을 보인다. 변질대간 광석광물의 특징이 확실히 구별되지 않는 것은 은미정질 견운모가 기존에 고온에서 형성된 완정질 견운모를 치환하기 때문이며, 이는 석영 : 견운모간 몰비를 통해서도 알 수 있다. 두 광물의 존재비가 넓은 분포를 보이는 것은 변질의 정점을 지난 불규칙적이고 부분적인 반응이 계속 일어났음을 의미한다.

• 한국광물학회지
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• 제13권3호
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• pp.121-137
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• 2000

공주군 유구 일대의 화강암질편마암은 온대습윤기후의 지형적 영향에 기인한 산성환경 및 양호한 배수조건에서의 풍화작용으로 두께가 8m인 깊은 saprolite층과 50cm 이상의 두꺼운 토양층을 형성하였다. 풍화단면에서는 흑운모/질석혼합층 광물, 삼팔면체, 할로이사이트, 캐올리나이트, 일라이트, 이팔면체질식, 스백타이트, 깁사이트, 침철석 등의 풍화광물이 확인되었다. 흑운모의 변질은 질석화작용이 미약한 반면에 풍화단면 전반에서 고령토화작용이 매우 현저한 풍화양상을 보여주며, 흑운모-흑운모/질석 혼합층 광물-질석, 흑운모-할로이사이트, 캐올리나이트, 깁사이트 및 흑운모-일 라이트의 풍화과정을 나타낸다. 흑운모의 풍화작용으로 생성된 고령토광물은 주로 할로이사이트이며, 고령토화작용으로 방출된 Fe는 변질된 흑운모 주변에서 침철석을 형성한다 사장석은 용해-침전작용으로 관상의 할로이사이트를 형성한다. 할로이사이트의 산출양상은 사장석의 용해유형에 따라 방향성이 강한 할로이사이트 집합체와 매우 구불구불한 할로이사이트 집합체로 나타난다. 모암에서 철을 함유하고 있던 광물은 용해되어 모암광물의 가상을 유지한 채 또는 그 주변에서 침철석을 형성한다. 연구지역 화강암질편마암의 단면은 풍화도가 증가할수록 모암 구성광물이 감소하는 반면에 점토광물의 양이 증가하는 전형적인 풍화 양상을 보여주며, 광물의 풍화작용은 산성환경과 양호한 배수환경과 같은 지역적인 조건에 영향을 받아 복잡하고 다양한 풍화광물을 형성하였다.

• 자원환경지질
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• 제36권1호
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• pp.1-8
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• 2003

본 연구는 X-선분말회절(XRD)을 이용하여 감포와 연일에서 산출되는 벤토나이트에 대한 팽창성과 부합성산란영역크기(CSDs)를 측정하고, 이를 세계표준 벤토나이트(SAz-1, STx-1, SWy-2사 비교해 보고자 하였다. 에틸렌글리콜(EG)포화 시료에서 측정한 001 피크의 저각도 쪽 굴곡과 001 피크의 강도비(saddle/001 강도비)를 이용하여 감포와 연일 벤토나이트의 팽창성을 측정한 결과, 77-100% S$_{XRD}$를 보였으며, GP-56을 제외한 대부분은 무질서형 일라이트-스멕타이트 혼합층광물(RO I-S)로 구성되어 있었다. BWA(Bertaut-Warren-Averbach) 방법으로 CSDs를 측정한 결과, EG-포화시료의 001 피크는 혼합층에 의한 피크의 변형(Mering의 제 1 원칙)이 관찰되었으며, CSDs측정에 부적절하였다. 반면에, 300^{\circ}C$ 열-처리 시료의 001 피크는 혼합층에 의한 변형이 발생하지 않았으며 CSDs측정에 적합하였다. 열-처리 시료로부터 측정한 감포와 연일 벤토나이트의 평균 CSDs는 3.8-5.4층간으로 측정되었으며, 세계표준 벤토나이트와 비교하였을 때, CSDs 분포는 곤잘레스(STx-1)와 와이오밍(SWy-2) 벤토나이트와 유사하였다

• 한국광물학회지
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• 제6권1호
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• pp.17-26
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• 1993

성산광산과 법수광산에서 산출되는 토수다이트의 광물학적 특성을 X선회절분석, 화학분석 및 전자현미경분석에 의하여 수행한 후, 이들을 비교 연구하였다. 두 광산에서 토수다이트는 백악기의 화산쇄설성암이 열수변질작용을 받아 형성된 광물로서, 미정질의 석영, 딕카이트, 일라이트/스멕타이트 또는 운모/스맥타이트 혼합층광물과 함꼐 산출된다. 토수다이트는 극미립의 엽편상집합체로서 발견되며, 입자의 크기는 성산토수다이트가 법수다이트 보다 더 크다. X선회절분석 결과는 토수다이트가 이팔면체형 스멕타이트와 이팔면체형 녹니석이 1:1로 규칙적으로 혼합층을 이루는 광물임을 지시한다. 법수토수다이트는 성산토수다이트에 비하여(00ℓ ) 회절선의 수가 더 많으며, 적층순서가 더 규칙적이다. 화학분석 결과, 토수다이트는 리튬을 포함하며, 바이델라이트형 스멕타이트와 돈바사이트의 혼합층광물이며, 층간이온은 칼륨이 주를 이루며, 쿠카이트 성분이 녹니석층 내에 약간 존재한다는 것이 밝혀졌다. 법수토수다이트는 성산토수다이트 보다 사면체자리에 더 많은 Al을, 팔면체자리에는 더 적은 Al을 가지며, 층간이온으로 더 많은 Ca를 가지고 있다. 토수다이트는 백운모에서 일라이트/스멕타이트나 운모/스멕타이트 혼합층광물로 변질되는 중간 단계의 산물로서 형성된 것으로 생각되며, 형성 온도는 100 $^{\circ}C$부터 300 ~ 480 $^{\circ}C$ 범위인 것으로 추정된다. 열수변질을 일으킨 열수용액은 산성이고, 열수용액 내 Si와 Al의 농도는 높았고, K의 농도는 낮았던 것으로 생각된다.

• 한국광물학회:학술대회논문집
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• 한국광물학회.한국암석학회 2003년도 공동학술발표회 논문집
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• pp.66-66
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• 2003

King George island, Antarctica, is mostly covered by ice sheet and glaciers, but the land area is focally exposed for several thousand years after deglaciation. For a mineralogical study of chemical weathering in the polar environment, glacial debris was sampled at the well-developed patterned ground which was formed by long periglaclal process. As fresh equivalents, recently exposed tills were sampled at the base of ice cliff of outlet glaciers and at the melting margin of ice cap together with fresh bedrock samples. Fresh tills are mostly composed of quartz, plagioclase, chlorite, and illite, but those derived from hydrothermal alteration zone contain smectite and illite-smectite. In bedrocks, chlorite was the major clay minerals in most samples with minor illite near hydrothermal alteration zone and interstratified chlorite-smectite in some samples. Smectite closely associated with eolian volcanic glass was assigned to alteration in their source region. Blocks with rough surface due to chemical disintegration showed weathering rinds of several millimeter thick. Comparision between inner fresh and outer altered zones did not show notable change in clay mineralogy except dissolution of calcite and some plagioclase. Most significant weathering was observed in the biotite flakes, eolian volcanic glass, sulfides, and carbonates in the debris. Biotite flakes derived from granodiorite were altered to hydrobiotite and vermiculite of yellow brown color. Minor epitactic kaolinite and gibbsite were formed in the cleaved flakes of weathered biotite. Pyrite was replaced by iron oxides. Calcite was congruently dissolved. Volcanic glass of basaltic andesite composition showed alteration rim of several micrometer thick or completely dissolved leaving mesh of plagioclase laths. In the alteration rim, Si, Na, Mg, and Ca were depleted, whereas Al, Ti, and Fe were relatively enriched. Mineralization of lichen and moss debris is of much interest. They are rich of A3 and Si roughly in the ratio of 2:1 to 3:1 typical of allophane. In some case, Fe and Ti are enriched in addition to Al and Si. Transmission electron microscopy of the samples rich of volcanic glass showed abundant amorphous aluminosilicates, which are interpreted as allophane. Chemical weathering in the King George Island is dominated by the leaching of primary phyllosilicates, carbonates, eolian volcanic glass, and minor sulfides. Authigenesls of clay minerals is less active. Absence of a positive evidence of significant authigenic smectite formation suggests that its contribution to the clay mineralogy of marine sediments are doubtful even near the maritime Antarctica undergoing a more rapid and intenser chemical weathering under more humid and milder climate.

• 자원환경지질
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• 제53권6호
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• pp.645-654
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• 2020

본 연구에서는 영해지역 양산단층의 단층암의 <0.1㎛ 입도시료를 대상으로 수행한 K-Ar 연대측정 결과를 제시하였다. 광물학적 분석결과 <0.1㎛ 입도를 갖는 광물상이 대부분 1Md type의 일라이트, 혹은 I-S 혼합층광물로 이루어진 단일 상에 가까우며, 단층활동의 산물임을 확인하였고, 이 입도시료에 대한 K-Ar 연대측정을 통해 단층활동연대를 결정하였다. 연대측정 결과, 영해지역 양산단층의 활동연대는 45.5±1.1Ma, 50.9±1.2Ma, 58.2±1.3Ma, 60.8±1.4Ma, 65.3±1.6Ma, 66.8±1.5Ma, 67.1±1.5Ma, 75.1±1.7Ma로 결정되었다. 이는 백악기말부터 신생대 초 기간 중에 최소 5번의 단층활동이 있었음을 지시한다. 가장 오래된 활동연대(75.1±1.7 Ma)를 보이는 시료의 위치를 기준으로, 단층활동연대가 동측과 서측으로 갈수록 젊어지는 경향성을 보인다. 이는 단층의 생성 이후 여러 번의 재활동 과정을 통해 단층대가 점진적으로 확대되었음을 지시한다. 각 단층활동연대는 동아시아의 지구조활동 시기와 유사한 것으로 보이며, 따라서 본 연구에서 제시한 양산단층대에 대한 복수의 단층활동연대 결정은 한반도 동남부 지역의 지구조 진화모델 확립에 결정적인 정보로 활용될 것이다.

• 한국광물학회지
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• 제6권2호
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• pp.122-144
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• 1993

김해납석광상의 기원과 광물의 산상 및 광물의 안정성에 관하여 연구하였다. 이 지역의 지질은 제3기 화산암류와 이를 관입한 화강섬록암으로 구성되는데, 화산암류의 암질은 안산암질응회암, 석영안산암질응회암, 그리고 안산암질응회암과 혼재하는 응회질셰일 등이다. 광체는 2.4-4 m 두께로 안산암질응회암에 배태되는데, 주향과 경사는 각각 $N70^{\circ}E-N85^{\circ}E$, $16^{\circ}NW-32^{\circ}NW$이다. 모암변질대는 propylitic, advanced argillic 변질대로 구분되며, 이들은 각기 고유한 광물조합과 화학조성을 가진다. propylitic 변질대는 albite-epidote-chlorite-quartz가 특징이며, advanced argillic 변질대는 pyrophyllite-deckite-alunite-diaspore가 특징적인 광물조합을 이룬다. propylitic 변질대의 경우 알루미나와 실리카는 뚜렷한 관계를 보여주지 않는다. 그러나 advanced argillic 변질대의 경우 알루미나와 실리카는 역비례 관계를 가진다. pyrophyllite는 advanced argillic 변질대에서 가장 풍부하며 dickite, diaspore, alunite와 밀접히 수반되어 산출하는데, 이는 저온성인 2M다형으로 산출된다. dickite는 Hinckley 지수가 0.83으로 중간 정도의 결정도를 보인다. alunite는 K를 치환하는 Na가 53.2-71.6 몰퍼센트를 보인다. 그리고 R자리의 양이온의 함량이 커질수록 보다 많은 Na가 M자리에 들어간다. diaspore는 용해조직을 보이는데 여기서 pyrophyllite가 흔히 생성된다. 사장석은 Ca가 빠져 나감으로 해서 알바이트화작용을 겪었다. sulfide와 sulfate의 분해작용으로 인하여 열수용액의 pH가 저하되었으며 이로 인하여 Si의 용탈이 우세하게 일어났다. 점토광상의 형성에 필요한 알루미나의 주 공급원으로는 화산암류의 사장석으로부터 공급되는 알루미나와 안산암질응회암에 박층으로 혼재하는 응회질셰일로부터 공급되는 알루미나를 들 수 있다. propylitic 변질대에서 advanced argillic 변질대로 갈수록 pH의 감소가 일어났다. 보고된 실험자료와 광물조합을 통하여 추정한 광상의 생성온도는 $270-320^{\circ}C$ 범위이다.

• 자원환경지질
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• 제36권5호
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• pp.321-328
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• 2003

인도네시아 반둥시(Bandung)의 남서부에 위치하는 땅긍(Tanggueng)지역의 금 및 비철금속(base-metal)의 광화작용은 Jampang Formation(올리고신-마이오신)의 결정질 및 암편질 응회암의 열극을 충진한 천열수성 맥상광체로 Celak, Cilangkap, Cigodobras 및 Pasirbedil 등의 주요 4개 석영맥으로 구성된다. 주요 광석광물로는 황철석, 황동석, 섬아연석, 방연석 및 반동석 등이 산출된다. 광화작용과 관련된 열수변질작용은 규화작용이 지배적이며, 견운모화(phyllic), 점토화(argillic) 및 산점상의 황철석을 포함하는 프로필리틱화작용(Propylitic)이 관찰된다. 관찰되는 맥석광물은 스멕타이트-일라이트의 혼합층광물, 녹니석, 견운모 및 카올리나이트 등이다. 광석광물의 침전은 0.0∼8.3 wt.%의 상당염농도를 갖는 광화유체로부터 약 34$0^{\circ}C$에서 약 19$0^{\circ}C$에 걸쳐 진행되었다. 상대적인 고염농도의 유체는 (1)기상 유체포유물의 존재로부터 확인된 비등현상과 (2)황동위원소연구 결과로부터 열수 유체내 마그마 유체의 혼합으로 기인된 것으로 사료된다. 광화작용시의 압력은 약 120∼200 bar로 추정되며, 이는 열수계가 정암압에서 정수압 환경으로 전이되었음을 지시하여 주고 광화심도가 약 750∼1,200 m에 해당됨을 나타낸다. 유체포유물의 균질화온도와 공생관계로부터 추정된 온도를 적용하여 계산된 열수 유체내 $H_2S$의 ${\gamma}^{34}$값은 -0.2∼l.8$\textperthousand$로서, 이는 광화유체내 황의 기원이 마그마임을 지시한다.