• Journal of Korean Vacuum Science & Technology
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• 제4권4호
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• pp.102-106
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• 2000

We report scanning force microscope (SFM) observations of enhanced calcite dissolution in aqueous solution due to mechanical stimulation induced by the SFM tip. Images and mechanical treatment were performed in saturated ($\geq$ 60 ${\mu}{\textrm}{m}$) CaCO$_3$ solution adjusted to pH~9. Small area scans of monolayer steps significantly increased the step velocity in the scanned area (in the direction corresponding to dissolution) when the applied contact force is above about 160 nN fer the tips employed. The step velocity could be increased at least an order of magnitude by scanning at even higher contact forces (e.g.,270nN). This enhancement is a function of step orientation relative to the calcite lattice. Indentations near preexisting steps also locally enhance the step velocity. We present evidence that the higher dissolution rates are caused by stress-induced increases in the rate of double-kink nucleation.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2004년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.19-22
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• 2004

Two-dimensional modeling studies using TOUGHREACT were conducted to investigate the coupling between flow and transport developed as a consequence of differences in density, dissolution/ precipitation, and medium heterogeneity. The model includes equilibrium reactions for aqueous species, kinetic reactions between tile solid phases and aqueous constituents, and full coupling of porosity and permeability changes resulting from precipitation and dissolution reactions in porous media. Generally, the evolutions in the concentrations of the aqueous phase are intimately related to the reaction-front dynamics. Plugging of the medium contributed to significant transients in patterns of flow and mass transport.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2003년도 Proceedings of the international symposium on the fusion technology
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• pp.654-657
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• 2003

We obtained amorphous calcium carbonate through the carbonation reaction of $Ca(OH)_2$, and through this reaction, observed changes in particle shape and phase by electric conductivity, XRD and TEM analysis. According to the result of the analysis, in the first declining stage of electric conductivity, amorphous calcium carbonate that has formed is coated on the surface of $Ca(OH)_2$ and obstructs its dissolution, and in the first recovery stage of electric conductivity, amorphous calcium carbonate is dissolved and re-precipitated and forms chains of fine calcite particles linearly joined. In the second decline of conductivity, viscosity increases due to the growth of chains of calcite particles, and finally the calcite particles are dissolved and separated into colloidal crystalline calcite, thereby increasing electric conductivity again.

• 자원환경지질
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• 제30권4호
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• pp.327-340
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• 1997

Geochemical characteristics of groundwater, based on chemical analyses of 54 water samples, differ among main rocks of Haman formation, Panyawoel formation, andesite and granite in Daegu area in relation to mineralogical and chemical compositions of the rocks. Concentrations of most solutes are higher in groundwaters of Haman and Panyawoel formations than in those of andesite and granite. High concentrations of $Ca^{2+}$ and $Mg^{2+}$ in groundwaters of the sedimentary rocks result mainly from reaction of $CO_2$-charged water with calcite and weathered feldspars. Average groundwaters in the sedimentary rocks are oversaturated with respect to calcite. Major types of groundwaters are hard $Ca(HCO_3)_2$ and $CaSO_2-CaCl_2$ with hardness of 442 mg/l for Haman formation and 275 mg/l for Panyawoel formation whereas they are soft $Ca(HCO_3)_2$ with hardness 35 mg/I for andesite and 39 mg/I for granite. $Ca(HCO_3)_2$ type results mainly from calcite-dissolution and $CaSO_4-CaCl_2$ from pyrite and partly from domestic pollutants. $CaSO_4-CaCl_2$ type may indicate that groundwaters in the sedimentary rocks are more evolved geochemically than those in the igneous rocks, but it is not obvious because the type might be affected by pyrie dissolution and domestic pollutions. Acid rain is buffered by active calcite in the sedimentary rocks. In the igneous rocks acid rain might react with gibbsite and other forms of $Al(OH)_3$ that might have accumulated as weathering products of primary silicates, and is buffered.

• 한국광물학회지
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• 제17권1호
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• pp.23-35
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• 2004

울산시 사연댐 상류에 위치하여 주기적으로 침수되는 퇴적암의 풍화특징을 연구하였다. 현장조사, 전자현미분석기, Χ-선 회절분석기 및 Χ-선 형광분석기를 이용하여 암석의 풍화조직 및 광물의 조성변화 조사를 통해 주기적으로 침수되는 암석의 기계적 및 화학적 풍화양상을 연구하였다. 수장암석의 풍화작용은 퇴적층리와 수직방향으로 발달한 파쇄대 및 균열과 박리현상과 같은 기계적 풍화작용이 현저하다. 이러한 물리적인 풍화현상은 물과 암석과의 접촉면적을 넓혀 화학적 풍화작용을 가속화시킨 결과 풍화대와 약풍화대에서 석영을 제외한 거의 모든 광물이 용해작용 또는 변질작용을 받았으며, 특히, 탄산염광물의 용해작용이 현저하여 약풍화대에서 조차 방해석이 완전히 용해되어 빈 공간으로 남아있다. 그러나 점토광물과 같은 이차광물의 형성은 미약한 특징을 보인다. 이 지역의 암석은 일정기간 동안 물에 잠긴 상태로 유지되고, 동결과 해빙이 반복됨으로써 물리적 풍화작용이 상대적으로 빠르게 진행되어 물의 침투가 용이한 투수성 구조를 형성하였고, 그 결과 탄산염광물의 용해작용이 급속하게 일어났다. 자유로운 물의 순환으로 인하여 용해된 원소들이 점토광물과 같은 풍화광물로 침전되지 않고 용탈됨으로써 암석조직이 이완되어 풍화작용이 가속되었다. 퇴적암중 풍화에 극히 약한 탄산염광물의 높은 함량이 강한 화학적 풍화작용의 주 요인으로 보인다.

• 한국석유지질학회지
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• 제3권1호
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• pp.16-27
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• 1995

전기마이오세의 템블러층은 캘리포니아의 케틀만노스돔 유전에서 중요한 사암의 저류층을 이루고 있다. 이 층의 사암은 대부분이 아코스의 성분을 가지나 최하부에는 많은 화산암의 암편이 함유되어 있다. 템블러층 사암에서 장석이 변질작용을 받기 이전에 일어난 속성작용의 단계를 순서대로 열거하면 초기의 방해석, 백운석, 석영, 알바이트, 녹니석과 스멕타이트의 혼합층 점토광물, 스멕타이트와 무수석고의 교질작용이 일어났다. 장석과 관련되어 일어난 속성작용으로는 사장석의 알바이트화작용, 후기의 방해석과 러몬타이트의 교질작용과 교대작용, 사장석의 용해, 카올리나이트의 교질작용이 있다. 사장석의 알바이트화작용과 후기의 방해석과 러몬타이트의 교질작용은 템블러층사암이 온도 약 130도 정도로 가장 깊이 매몰되었을 때 일어났다. 사장석 중 화산기원의 사장석이 선택적으로 알바이트화작용을 받았다. 이 사암층에 일어난 대부분의 속성작용은 약 1백만년 전에 일어난 이 층의 융기 이전에 일어났다. 융기를 할 때부터 석유가 배태되기 이전에 사장석의 용해와 카올리나이트의 교질작용이 일어났다. 이 때의 속성작용은 카올리나이트가 사장석이 용해되는 장소 바로 옆에 일어난 점으로 미루어 볼 때 아마도 지구화학적으로 폐쇄된 환경에서 일어났음을 짐작할 수 있다. 이 층이 가장 깊이 매몰이 일어났을 당시 알바이트화작용을 겪지 않았던, 화산기원 사장석의 변질을 받지 않은 부분과 약간의 심성암 기원의 사장석이 선택적으로 용해되어 사장석의 용해공극을 형성하였다. 사장석의 용해작용과 탄산염과 무수석고 교질물의 용해작용이 일어나 이차공극이 형성되었는데, 이차공극은 유기물의 카타제네시스동안 발생한 유기산이 함유되 어 있는 산성의 공극수에 의하여 형성된 것으로 해석된다.

• 대한지하수환경학회지
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• 제4권4호
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• pp.212-222
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• 1997

국내 화강암질암내 지하수와의 대수층 지질 및 온도에 따른 지구화학적 특징 차이를 살펴보기 위하여 변성퇴적암류내 지하수와 온천수를 택하였다. 변성퇴적암류를 대수층으로 하는 지하수 내의 $Na^+$ 함량은 화강암질암에 비하여 통계적으로 낮다. 또한 화강암질암의 지하수와는 달리 변성퇴적암류의 지하수는 심부에서도 방해석의 거동에 의해 지하수의 화학조성이 조절됨으로써 $Ca^{2+]$-${HCO_3}^-$ 유형에 속한다. 이는 변성퇴적암류의 대수층 암석에 사장석의 함유량이 극히 적은 것에 기인한다. 요인분석 결과, 변성퇴적암류의100~300 m 심도의 지하수는 1) 방해석 및 Mg-탄산염암의 용해, 2) 백운모의 용해에 의하여 kaolinite가 illite로 전환되는 반응, 3) 지표에서 유입된 형태로 존재하는 $Na^+$ 등의 세 가지 요인으로 압축된다. 화강암질암과 변성퇴적암류에 대하여 도출된 판별함수는 약 81.8%의 판별력을 보였으며 이 판별식에 사장석이 주구성광물로 존재하는 화산암질 지하수를 적용한 결과 모두 화강암질암 그룹에 속하였다. 한편 온천수는 상대적으로 심도가 낮음에도 불구하고 화강암질암의 심부지하수와 유사한 화학적 특징을 보임으로써 고온으로 인해 주변 광물과의 반응이 활성화되었음을 나타낸다.

• 한국세라믹학회지
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• 제39권4호
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• pp.327-335
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• 2002

Experiments were conducted to investigate the synthesis characteristics of Precipitated Calcium Carbonate(for short PCC) in Ca(OH)$_2-CO_2-H_2O$ system by the continuous drop method of Ca(OH)$_2$ slurry into the solution containing $CO_2$(aq). When the flow rate of $CO_2$(g) increases and the concentration of Ca(OH)$_2$ slurry become low, the absorption rate of $CO_2$(g) become faster than the dissolution rate of Ca(OH)$_2$. Consequently, the growth of the calcite crystal plane is facilitated resulting in synthesis of $1.0{\mu}m$ of rhombohedral calcite. On the other hand, when the flow rate of $CO_2$(g) decreases and the concentration of Ca(OH)$_2-CO_2-H_2O$ slurry become high, new nuclei is created along with the crystal growth resulting in synthesis of $0.1{\mu}m$ of prismatic calcite. Maintaining 1.0wt% of Ca(OH)$_2-CO_2-H_2O$ slurry, 120 drops/min of drop rate and $25^{circ}C$ of temperature, the shape of PCC shows colloidal and spherical agglomerate at 100 mL/min of the flow rate of $CO_2$(g); the mixture of rhombohedral and plate-shaped calcite, at 200∼500 mL/min. Therefore, as the flow rate of $CO_2$(g) increases, the shape of PCC changes from colloidal and rhombohedral calcite to plate-shaped calcite. Maintaining 500 mL/min of the flow rate of $CO_2$(g), 120 drops/min of the drop rate of Ca(OH)$_2$ slurry, and $25^{circ}C$ of temperature, the shape of PCC shows the plate-shaped calcite at 1.0∼3.0 wt% of Ca(OH)$_2$ slurry; the hexagonal plate-shape calcite of the thickness of $0.1{\mu}m$ and the width of $1.0{\mu}m$, at 4.0 wt%.

• 지질공학
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• 제13권1호
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• pp.1-16
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• 2003

대구시에 분포하는 함안층, 반야월층, 주산 안산암질암, 팔공산화강암 지역의 지하수는 암석의 광물 및 화학조성에 따라 지화학적 특성이 구분된다. 대부분의 용존물질 함량은 안산암과 화강암보다 함안층과 반야월층에서 높게 나타나며 특히 $HCO_3^{-}$와${\;}SO_4^{2-}$의 함량이 매우 높은 분포를 보여준다. 퇴적암 지대의 지하수에서 $Ca^{2+},{\;}Mg^{2+},{\;}HCO_3^{-}$의 함량이 높다는 것은 탄산기를 포함하는 물이 방해석과 반응하거나 장석류의 풍화와 같은 화학적 반응의 결과이다. 파이퍼도에 의하면 함안층은 $CaSO_4-CaC2$형에 우세하게 점시되고 반야월층은 $CaSO_4-CaCl_2$형과,${\;}Ca(HCO_3)_2$형에 같이 점시된다. $Ca(HCO_3)_2$형은 주로 방해석의 용해에 의해서 형성되고, $CaSO_4-CaCl_2$ 형은 황석의 산화에 기인하는데, 일부는 인위적인 오염원의 영향을 받기도 한다. 요인분석 결과에 의하면 3개의 요인으로 추출 및 계산된다. $SO_4^{2-},{\;}Na_+,{\;}Ca^{2+},{\;}Fe$의 규제를 받는 요인 1은 방해석, 사장석의 용해 및 황철석의 산화로 설명되고, $HCO_3^{-},{\;}Mg^{2+}$의 규제를 받는 요인 2는 Mg-탄산염광물의 용해와 돌로마이트화 작용을 설명한다. $Cl^{-},{\;}K^{+},{\;}NO_3^{-}$의 규제를 받는 요인 3은 공장폐수를 포함하는 인위적인 오염원의 영향으로 추측되며 금호강 주변의 공업단지 및 주거지역은 요인 3에 대한 점수가 높은 분포를 나타낸다.

• 대한지하수환경학회지
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• 제5권3호
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• pp.162-170
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• 1998

고령지역 지하수의 지화학적 특징은 34개 지하수 시료의 분석결과 낙동층, 하산동층, 진주층 및 고령화강암의 광물조성에 따라 다르고 대부분 용질의 농도는 퇴적암층의 지하수가 화강암의 지하수보다 현저히 높다. $Ca^{2＋}$ 농도는 주로 탄산수와 방해석 및 풍화된 사장석과의 반응의 결과이며 진주층의 평균 지하수는 방해석에 대하여 과포되어 있다. 지하수의 주요 형은 낙동층, 하산동층, 진주층의 지하수는 경도가 각각 155 mg/1,150 mg/1,140 mg/1인 경수질의 Ca(HCO$_3$)$_2$내지 CaSO$_4$형이며 고령화강암의 지하수는 경도가 90 mg/l의 연수질의 Ca(HCO$_3$)$_2$형이다. Ca(HCO$_3$)$_2$형은 방해석과 사장석의 분해와 관련되고 CaSO$_4$형은 황철석의 분해 및 일부 생활오수의 영향이 있을 것으로 사료된다. CaSO$_4$형은 퇴적층 지하수가 화강암 지하수보다 지화학적으로 더 진화되었음을 지시할 수 있으나 황철석의 분해와 생활오수의 영향 때문에 확실치는 않다. 황철석은 환원환경의 회색 내지 흑회색 알코스 사암 중에서 안정한 황화물로서 산출될 것으로 기대된다.