건설현장 절취사면 함황철석 암석시료의 X-선분말회절자료를 이용하여 매트릭스플러싱법(matrix-flushing method)과 ROCKJOCK 프로그램 두 가지 방법으로 구성광물을 정량분석하고 두 방법을 비교 평가하였다. 또한, 광물정량 분석결과를 이용하여 광물학적 중화능과 산발생능을 산출하여 전통적 방법으로 구한 산발생능과 비교함으로써 그 응용 가능성을 평가하였다. 광물학적 중화능과 산발생능을 좌우하는 물질인 방해석과 황철석에 대한 광물정량 분석결과, 두 방법 사이에는 약 0.95의 정의 상관관계를 보이고 있으나 매트릭스플러싱법으로 구한 값이 평균 약 1.45배 정도 크다. 총 황 분석값을 이용한 황철석 추정량과 XRD자료를 이용하여 정량적으로 계산된 황철석 함량 간의 관계는 KB 시료를 제외하였을 경우에 매트릭스플러싱법과 ROCKJOCK방법에서 각각 0.98과 0.92라는 높은 정의 상관관계를 보여주고 있으며 전통적인 acid-base accounting (ABA) 시험에서의 AP값에 대하여 이러한 상관관계가 그대로 반영된다. 방해석을 포함하는 유일한 시료인 YJ의 광물학적 NP는 매트릭스플러싱법과 ROCKJOCK 방법에 대하여 각각 23.0과 34.0(kg $CaCO_3$ equivalent per tonne)로 나타났다. 매트릭스플러싱법으로 산출된 AP값은 평균적으로 전통적인 산성배수 발생가능성 평가의 산발생능 값의 12%에 해당하며 ROCKJOCK 프로그램을 이용하여 산출된 산발생능 값의 47%에 해당한다. 따라서 황철석과 방해석 한 종에 대한 광물학적 AP와 NP 값의 산출만으로도 전통적인 산성배수 발생 가능성 평가 이전에 효율적인 예측이 가능함을 보여주었다. 자류철석(pyrrohtite), 백운석, 능철석, 앵커라이트, 능망간석 등의 기타 개별 광물에 대한 추가 연구를 통하여 실제 건설현장 절토사면 시료에 대한 광물학적 NP와 AP 계산의 완성도를 높일 수 있으며, 산성암반배수 발생가능성 평가의 예비 지표로 활용할 수 있을 것으로 기대한다.
Very limited studies have been accomplished concerning the historical structures around Harran area. Collected mortar samples from the historic structures in the area were tested to explore their mechanical, chemical and mineralogical properties. Mortar samples from three different points of each historical structure were taken and specified in accordance with the related standards taking into consideration their mechanical, chemical and mineralogical properties. By means of SEM-EDX the presence of organic fibres and calcite, quartz, plagioclase and muscovite minerals has been examined. Additionally, by means of XRF analysis, oxide ($SiO_2$, $Al_2O_3$, and $Fe_2O_3$) percentages of mortar ingredients have been specified, also. According to the test results obtained, it was confirmed that the mortars had densities ranging between $1.51-2.10g/cm^3$, porosity values ranging between 8.89-35.38% and compressive strengths ranging between 5.02-5.90 MPa. Specimen HU, which has the highest durability and lowest water absorption and porosity, was the mortar taken from the most intact building in the mosque complex. This result is most likely due to the very little fine aggregate content of HU. In contrast, HUC mortars with a small amount of fine particles and brick contents yielded slightly lower compressive strengths. The interesting point of this study is the mineralogical analysis results and especially the presence of ettringite in these historic mortars linked to the use of pozzolanic materials. Survival of these historic structures in Harran Area through centuries of use and, also, having been subjected to many earthquakes can probably be explained by these properties of the mortars.
This study entails establishing reference standard sand in Nigeria for engineering and geoenvironmental research work. Sands from four geographical locations in southwestern Nigeria were examined for baseline geotechnical and mineralogical properties. A total of sixteen sand samples were collected. The samples were air dried and subjected to tests in accordance with standard specifications. The tests carried out were: specific gravity, grain size analysis, moisture content, bulk density, porosity, void ratio, chemical analysis, X-ray diffraction and Differential Thermal Analysis. The properties of the samples were compared with a standard (Ottawa sand in Illinois of the United States) in order to find out which of the four samples selected from southwestern Nigeria could serve as standard baseline sand. The results show that Igbokoda sand has geotechnical and mineralogical characteristics closest to Ottawa sand. It was therefore concluded that Igbokoda sand could be used as a standard baseline sand for research work in southwestern Nigeria and other parts of Nigeria since it needs little processing to bring it to the same level as standard baseline sand, like the Ottawa sand.
본 연구에서는 경상남도 창녕군 창녕읍 교리 고분군 일대에서 발견된 5세기~6세기 초반 무렵의 삼국시대 토기를 대상으로 암석학적 연구방법을 적용하여 광물학적 특징과 소성온도 및 환경을 추정하였다. 이를 위하여 광물학적 동정과 미세조직관찰, 화학성분 분석 등의 다양한 기법을 적용하여 암석광물학적 분석을 시행하였다. 편광현미경 하에서 토기 시료들을 관찰한 결과 석영, 장석류가 주구성 광물이었으며, 그 외에도 규장질 화산암(felsic volcanics), 비짐(temper), 저급점토에 주로 함유되는 불투명광물 등이 관찰되었다. XRD와 FTIR을 통해 현미경으로 볼 수 없었던 멀라이트, 적철석, 스피넬 등이 관찰되었다. 조사된 토기시편에서 보이는 흐름선과 색이 다른 기질이 혼재는 두 가지 이상의 점토를 사용하였거나 반죽과정에서 생긴 것으로 보인다. 소성온도가 $1,200-1,300^{\circ}C$로 제작된 토기에서 관찰되는 일반적인 석기의 특징은 보이지 않으나 다소의 기공이 존재하고 석영을 비롯한 특정 광물들의 결정이 남아 있는 것으로 보아 소성온도는 $1,000^{\circ}C$ 정도에서 소성되었을 것이라 추정된다. 고온광물인 멀라이트가 토기의 내부보다는 외곽부나 균열 부근에서 주로 관찰되며 토기 내외부의 산화정도가 다른 것은 균질한 소성환경이 조성되지 않았음을 의미한다. 대부분의 시료에서 규장질 화산암편이 관찰되고 일부 시료에서 크리스토발라이트가 관찰되는데, 크리스토발라이트의 형성온도가 일반적으로 1,470^{\circ}C$ 이상임을 감안하면 소성 시 생성된 것이 아니라 원래의 태토 내에 포함되어 있던 것으로 추정된다.
본 연구는 상업용 영동 일라이트 분말 제품의 판매 규격, 즉 메쉬(mesh)에 따른 구성광물, 입도, 화학조성의 차이를 조사하여, 일라이트 분말 제품의 특성을 이해하고 다양한 활용 분야를 개척하기 위한 광물학적 데이터베이스로 활용하고자 하였다. 충청북도 영동군의 광산을 보유한 두 곳의 회사에서 제공받은 상업용 일라이트 분말 시료를 X-선 회절 분석, 레이저 회절 입도 분석, 주사전자현미경 분석, X-선 형광 분석을 이용해 조사하였다. X-선 회절 분석 결과, 두 광산의 일라이트 분말 제품에는 주로 일라이트 및 백운모, 석영, 사장석이 존재하며, 이는 각 광산의 광석의 구성광물과 일치하는 경향을 보인다. 레이저 회절 입도 분석에서는 제품 규격에 따라 입자 크기의 차이가 나타났으며, 입도의 균일성은 메쉬가 높아질수록 증가하는 경향을 보였다. 주사전자현미경 분석에서는 입자의 형태와 크기가 규격에 따라 다르게 나타났다. 일라이트 입자의 크기는 제품의 규격 메쉬에 따른 차이가 크게 없으며, 주로 장석 및 석영의 입자 크기에 변화가 발생하는 것으로 나타났다. 또한, 시료의 화학 조성은 광산마다 다소의 차이가 있으나, 규격별로 큰 차이는 나타나지 않았다. 이러한 결과를 토대로, 상업용 일라이트 분말의 활용 분야를 고려할 때 규격에 따른 특성 변화를 고려하여 선택하는 것이 중요하다. 본 연구 결과는 상업용 일라이트 분말의 다양한 응용 가능성을 제시하며, 산업적 활용 및 새로운 기술 개발에 기여할 것으로 기대된다.
Textures of claystones of the Cheonunsan Formation in the Hwasoon area have been studied using optical microscope and electron microprobe. Microscopic images were observed under the optical microscope using the transmitted polarizing light from thin sections and under the electron microprobe using the back-scattered electron beam from the polished sections. Identification of minerals were made using X-ray diffraction analysis and chemical analysis by electon microprobe. Textural analyses show that the original sedimentary claystones rich in aluminium were subjected to metamorphism by which they changed to the metamorphosed claystone consisting mainly of chloritoid, quartz, andalusite and illite. Later intensive hydrothermal kaolinization of this metamorhosed claystones resulted in the formation of high-aluminous claystones rich in kaolinite exhibiting various complicated replacement textures.
산청지역 회장암에 함유된 녹니석이 풍화되면서 겪는 광물학적, 조직학적, 화학적 변화를 X선 회절분석, 주사전자현미경 및 전자현미분석을 이용하여 연구하였다. 회장암에 함유된 녹색의 녹니석은 함철단사녹니석으로서 구조상 IIb형에 속한다. 단사녹니석은 $Fe^{2+}$의 산화와 층간 수화물층의 선택적인 용탈에 의해 버미큘라이트화하여 녹니석/버미큘라이트 규칙 혼합층을 형성하며 이 광물은 별개의 버미큘라이트 단계를 거치지 않고 곧바로 할로이사이트로 풍화된다. 녹니석 패킷은 녹니석/버미큘라이트 규칙혼합층으로 변하면서 보다 얇은 패킷들로 갈라지며 할로이사이트화 과정에서는 큰 체적 증가와 함께 특징적인 부채 구조가 형성된다. 녹니석/버미큘라이트 규칙혼합층의 직접적인 할로이사이트화는 이 지역 회장암의 빠른 풍화속도에 기인한다.
입실 단층 파쇄대에는 다양한 종류의 단층점토가 산출된다. 이들 단층점토에 대한 X-선회절분석, 고해상도분말회절분석, 전자현미경 관찰 등을 통하여 단층점토의 광물조성에 대한 연구를 하였다. 입실 단층 파쇄대에서 나타나는 단층점토는 색깔에 따라 광물 조성의 차이가 나타난다. 입실단층에서 나타나는 단층점토의 특징적인 광물은 로몬타이트이며, 주변암석에서 이 광물이 나타나지 않는 것으로 보아 풍화 변질 산물인 것으로 추정된다. 입실 단층의 단층점토의 주 구성광물은 스멕타이트이다.
본 연구의 목적은 금풍광산 광물찌꺼기 내 중금속의 광물학적 특성을 조사하고, 중금속 제거를 위한 부유선별 실험을 하였다. 광물학적 분석 결과, 휘동석, 유비철석, 황철석, 섬아연석, 방연석 등 황화광물이 존재하였다. 카드뮴과 다른 중금속(Cu, Pb, Zn)의 상관관계를 살펴보면 Cd는 Zn과 좋은 양의 상관관계를 가졌다. K.A.X.(Potassium Amyl Xanthate)와 Aerofloat 211을 포수제로 사용한 부유선별 실험 결과 광물찌꺼기 내 잔류 중금속(As, Cd, Cu, Pb, Zn)의 농도가 토양오염기준치를 만족하는 결과를 얻었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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