• 한국지반공학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.113-125
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• 1999

부산시 남구 문현동 산사태 지역에 산출하는 점토광물에 대해 X-선회절분석, 주사전자현미경 관찰 및 화학분석 등의 조사를 행하여 산출상태 및 광물학적 특성을 검토하였다. 그 결과, 본 지역에는 할로이사이트, 버미큘라이트, 운모/버미큘라이트 혼합층광물, 버미큘라이트/스멕타이트 혼합층광물, 카오리나이트, 일라이트 등의 여러 점토광물이 다량 산출되는 것으로 나타났다. 산출상태로 보아 이들 점토광물은 기반암인 안산암의 풍화변질에 의해 형성된 것으로 나타났다. 즉, 안산암의 초기 풍화단계에서 할로이사이트가 형성되고, 그 후의 중간단계에서 버미큘라이트, 운모/버미큘라이트 혼합층광물 및 버미큘라이트/스멕타이트 혼합층광물이 형성되었으며, 최종의 풍화단계에서 카오리나이트가 주로 형성된 것으로 사료된다. 특히 산사태 발생지역의 중심부와 미끄러진 바닥면의 점토에서 할로이사이트, 버미큘라이트, 버미큘라이트/스멕타이트 혼합층광물 등의 팽윤성 점토광물이 다량 산출되었다. 따라서 이들 점토광물은 물을 흡수하여 팽창하게 되며, 이에 따라 사면의 전단저항을 급격히 약화시킬 수 있기 때문에 산사태 발생의 중요한 원인을 제공한 것으로 생각된다. 지질 및 구성광물 등의 검토 결과, 이 지역의 산사태는 급한 경사면, 집중호우, 절리의 발달, 암석의 변질작용, 그리고 팽윤성 점토광물 등의 요인이 복합적으로 작용되어 발생된 것으로 사료된다. 따라서 산사태의 조사 및 방지대책에 있어서 지질과 함께 점토광물에 대한 검토가 필요한 것으로 사료된다.

• 지질공학
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• 제15권2호
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• pp.185-199
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• 2005

토석류 산사태물질은 암석의 풍화 산물이므로 사태물질의 특성은 그 지역에 분포하는 기반암의 종류에 의존한다. 이 연구에서는 사태물질의 종류에 따른 이동특성에 대한 연구를 수행하기 위하여 암석의 풍화 특성과 지형 조건이 서로 다른 3개 지역에서 발생한 26개 산사태를 연구대상으로 하였다. 산사태 발생지점의 정밀야외 조사를 통하여 암석의 종류, 풍화 및 지형 특성 등을 분석하였고 사태물질의 입도분포와 체적에 따른 이동과 지형 특성과의 관계를 추적하였다 지형조건 중 사면의 경사변화는 사태물질 이동거리에 큰 영향을 미치는 것으로 판단되며, 이는 경사 변화가 많을 경우 사태물질의 확산속도와 에너지가 변화하기 때문에 일정한 경사를 따라 사태물질이 흘러내리는 것보다 더 큰 이동거리를 보이는 것으로 해석하였다. 사태물질의 이동거리는 사태물질의 체적과 입도에도 큰 영향을 받는 것으로 파악되었다. 특히 사태물질 체적은 지질특성에 확연히 구별되어 반려암 지역의 경우 화강암 지역에 비해 $4\~5$배 크다. 사태물질의 입도측면에서 중립질의 화강암 분포지역보다 대규모 핵석이 발달하고 풍화심도가 불규칙적인 반려암 지역에서 사태물질 규모 및 이동거리가 훨씬 크게 나타난다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2003년도 Proceedings of the international symposium on the fusion technology
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• pp.416-421
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• 2003

To develop an easy, low-cost method for evaluating the degree of weathering by radioactive prospecting, radioactive prospecting and the investigation of the degree of weathering were carried out in the southern Kitakami massif of Iwate Prefecture, Japan, in which weathering granitic rocks was distributed. Fifty outcrops in the study area were selected, and strength of the gamma-rays emitted from the weathering bedrock of $^{40}K,\;^{214}Bi,\;and\;^{208}Tl$ was measured for 15 minutes at each point. At the same points, soil hardness was measured on the surface of the outcrop with a Yamanaka soil penetration tester. In addition, 100cc samples of each outcrop were taken with the sampler. The samples were analyzed by XRD, and the kind of the rock-forming minerals containing K was identified. We then compared the degree of weathering and the radioactive prospecting results by using K as an indicator. The relation between $^{40}K/^{208}Tl$ gamma rays counting rate by the radioactive prospecting and the hardness index showed a positive correlation as a result of the investigation, and the correlation coefficient ($R^2$) was 0.67.Moreover, when $^{40}K/^{208}Tl$ gamma rays counting rate emitted from the bedrock was low, the number of rock-forming mineral species containing K was also low. Thus, it was found that $^{40}K/^{208}Tl$ gamma rays counting rate measured by the radioactive prospecting could be used as an indicator of the degree of weathering.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제37권
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• pp.285-307
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• 2004

이 연구에서는 전남 화순군에 위치한 운주사의 석조문화재를 중심으로 암석의 풍화대 형성과 풍화의 진행에 따른 암석학적 특성과 지화학적 특성을 종합 검토하였다. 이 결과를 중심으로 석조물을 이루는 암석의 기계적, 화학적, 광물학적 및 물리적 풍화에 영향을 미치는 풍화요소를 규명하였고, 이들을 정량화하여 석조문화재의 보존방안 강구를 위한 기초자료로 활용하고자 한다. 이 연구를 위하여 야외 정밀조사 및 총 18개의 시료(화산력 응회암 7점, 화산회 응회암 4점, 화강암류 4점, 화강편마암 3점)에 대한 전암분석과 암석의 특성 및 광물감정을 실시하였다. 또한 각각의 석조물에 대한 훼손현황을 반정량적으로 기재하였다. 운주사 일대의 지질을 이루는 암석은 화산력 응회암이며 대체로 N30-40W의 주향과 10~20NE의 경사를 갖고 있다. 이 화산력 응회암은 운주사를 중심으로 매우 넓게 분포하고 있으며 운주사 경내에 분포하는 석조물은 모두 화산력 응회암으로 조형되어 있다. 현재 운주 사 경내의 석조물들은 대부분 심한 균열의 발달과 함께 구조적 불균형을 이루고 있으며, 생물학적 오염 및 암석의 풍화가 상당히 진행되어 각력이 탈락하고 광물의 입상분해가 발생하는 등 풍화와 훼손양상이 아주 심각하다. 또한 석조물 곳곳의 철편과 시멘트 몰탈은 산화되어 적갈색의 침전물과 회백색의 침전물을 형성하고 있다. 이들 석조물에 대해 육안 훼손정도를 기재한 결과 대부분의 석조물들이 MD(moderate damage)에서 SD(severe damage) 등급의 훼손정도를 보이고 있다. 각 암석의 X선 회절분석 결과, 대부분의 시료들은 석영, 정장석, 사장석, 방해석 및 자철석 등의 광물로 구성되어 있다. 현미경하에서는 석영과 장석류가 심하게 변질되었으며, 타형의 결정형을 보이는 흑운모는 풍화되어 이차 풍화광물인 녹니석으로 변질되어 있다. 또한 응회암 곳곳의 열극대에 적갈색의 철분 침전물이 관찰되는 것으로 보아 암석의 내부까지 풍화가 진행되고 있음을 알 수 있다. 연구지역의 석조물을 이루는 응회암류는 Subalkaline, Peraluminous의 영역에 도시되며, 시료의 $SiO_2$(wt.%) 범위는 화산력 응회암이 70.08~73.69, 화산회 응회암은 70.26~78.42 의 범위를 보이고 있다. 또한 주성분원소에 대한 화학적풍화지수(CIA)와 풍화잠재지수(WPI) 계산치에서 CIA의 범위는 화산력 응회암은 55.05~60.75, 화산회 응회암은 52.10~58.70, 화강암은 49.49~51.06 화강편마암은 53.25~67.14의 범위를 보이며 이들은 편마암류와 응회암류에서 큰 값을 갖는다. WPI는 응회암류와 편마암류의 시료에서 0선 이하에 있거나 0선에 근접되어 도시되는 것으로 보아 상위 CIA에서와 같이, 이들 응회암류와 편마암류가 화학적인 풍화 작용을 쉽게 받고 있음을 시사한다. 암석의 분말시료와 석조물의 피복시료를 채취하여 전자현미경(SEM)으로 관찰한 결과 암석의 이차적인 풍화산물인 스멕타이트, 불석군의 점토광물이 관찰된다. 그리고 암석의 생물학적 풍화 요소인 하등식물의 균사류 및 지의류의 모근과 포자가 함께 관찰된다. 이는 암석의 내부까지 생물체가 압력을 가하고 있어 석조물의 기계적 풍화작용을 가중시키고 있으며, 이와 함께 석조물 내에 점토광물화가 상당히 진행된 것으로 판단된다. 암석의 풍화가 상당히 진행되어 비, 바람, 수목, 지반 등 자연환경 의해 훼손이 가속화 되고 있는 상태이다. 이에 대한 방안으로 1차 수목 제거 등 주변 환경정비와 배수로 설치 등 물 침투 방지에 대한 지반환경 조성이 필요하고, 2차 지의류 제거 등 생물학적 처리와 합성수지를 사용한 균열부분 접착복원과 암석 재질을 강하게 하는 경화 및 발수처리를 실시한다. 그리고 풍화의 원인인 바람, 햇빛, 비 등을 차단시킬 수 있고 주변경관과 어울리는 보호시설을 건립하여 보존하는 것이 좋을 것으로 판단된다.

• 한국지형학회지
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• 제25권3호
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• pp.19-42
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• 2018

In this study, we surveyed weathering progressing aspect by major elements variation and rock hardness by using XRF analysis, schmidt hammer, and thin section analysis. This observation suggested that the weathering process is likely to develop differently according to microstructural characteristics. R-value on the inside wall are lower than those on the outside. Also, the shadier the environment was, the closer it was to inshore areas, the R-value appeared to be lower. The movement of the elements such as Ca, Na and K shows that feldspar is hydrolyzed and can form salt crystallization like a gypsum or halite when they combine with the elements such as S or Cl. It proved a high CaO, $Na_2O$ and $K_2O$ content on flaking inside wall and rock meal. The exfoliation was mainly observed along the shady backwall and ceiling of tafoni. This helped in predicting the growth of tafoni as well as the direction of its progress.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권5호
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• pp.41-54
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• 2012

암석이 풍화되어 감에 따라 지반 지지력이 감소되는 것은 잘 알려진 사실이다. 토목 구조물의 시공과 설계에서는 암석의 풍화에 의한 지반정수의 변화가 많이 인용되고 있는데 본 연구는 우리나라 면적의 45.5%에 해당되는 화성암을 대상으로 풍화정도에 따른 화학적 변질지수의 값의 범위와 풍화에 따른 광물조성의 변화를 분석하였다. 대상 시료에 대하여 현재까지 제안된 풍화지수들을 산정하였으며, 유의성 분석을 통해서 지수간의 높은 상관성을 확인하였다. 각각의 풍화지수들은 풍화가 진행될수록 값이 증가 또는 감소하는 경향을 보이는데, 화학적 변질지수(CIA)는 암종이나 광물에 따른 값이 기존연구에서 제시되어 있어 풍화의 정도를 판별하기 용이하므로 본 연구에서는 이를 이용하여 풍화정도를 평가하였다. 풍화에 따른 광물학적 변화는 산성질의 영역에 포함되는 암석은 풍화가 진행되어 감에 따라 기반암-일라이트-녹니석-카올린의 경로를 따르나 고철질의 영역에 포함되는 암석은 풍화 진행에 따라 기반암-스멕타이트-녹니석-카올린의 경로를 주로 따르게 된다. 즉 고철질의 암석에서는 풍화과정에서 양이온교환능이 높은 팽윤성의 점토광물인 스멕타이트의 함량이 증가하는 경향을 보인다. 화학적 풍화지수는 화학성분의 상대적인 변화와 비율을 근거로 작성된 지수이므로 암종별로 값의 범위가 넓게 나타나며, 특정 암종의 대표값을 결정하기 어렵다. 그러나 화학적 풍화지수는 다른 풍화정도를 판별하는 기준들과 마찬가지로 정성적인 기준이 아닌 정량적인 기준으로 풍화도를 평가하는 데 활용이 가능한 것으로 판단된다. 또한 특정지역의 풍화정도를 평가하기 위해서는 화학적 변질지수와 함께 풍화광물의 함량비, 풍화에 따른 강도 특성 등을 함께 고려하는 것이 좋을것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제55권5호
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• pp.429-438
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• 2022

본 연구는 골재 생산과정에서 화감암 파쇄시 풍화정도가 골재의 입도분포 및 미석분 발생량에 미치는 영향을 평가하였다. 경북 거창의 골재 채석장에서 슈미스 햄머 측정값으로 강도 차가 있는 3개 지역에서 암석 시료를 채취하였다. 실내에서 동일 조건에서 죠크러셔로 파쇄를 한 후 입도분석, 광물 분석, 화학분석과 풍화지수를 산출했다. 슈미트 햄머 측정값은 56, 28, <10로 나타났고 풍화지수인 CIA 및 CIW 값도 차이가 나타나 시료들을 풍화도에 따라서 경암, 연암 및 풍화암으로 구분했다. 경하에서 풍화암으로 갈수록 작은 입도분포를 보이며, 변질광물로 견운모와 같은 점토광물의 비율이 높아졌다. 경암은 장석 및 석영 비율이 높았고 백운모 및 고령석(kaolinite)의 비가 작았다. 죠크러셔 파쇄 결과 경암은 굵은 파쇄물(13.2mm)을 많이 생산한 반면 풍화가 진행된 연암 및 풍화암은 가는 파쇄물(4.75mm)을 생산했다. 전자는 베타분포 곡선 특징을 보였고 후자는 쌍봉 분포 곡선을 보였다. 미석분(0.71mm 체 이하; 중량 %) 발생은 경암, 연암, 풍화암에서 13%<21%<22%로 증가하여 풍화도가 클수록 미석분이 많이 발생했다. 미석분은 습식 골재 생산 공정에서 샌드 유닛(모래탈수장치)의 운전으로 회수된다. 따라서 골재생산 공정에서 슬러지 발생량을 최소화하기 위해 사이클론의 최적 운전에 대한 연구가 필요할 것으로 판단되었다.

• 보존과학회지
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• 제5권1호
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• pp.20-40
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• 1996

For obtaining the basic data for establishing plan on the conservation of the Gameunsa 3-story and Naweonri 5-story Pagodas located at the Kyeongju city, the characteristics of the rock and weathering phenomena have been investigated. The former consists of quartz-rlch granite containing small amount of biotite, and the latter of alkali granite with abundant perthite, These rock phases are nearly identical to the marginal phase of medium-grained hornblende-biotite granodiorite and alkali granite respectively, which are distributed around the Kyeongju city. The rock weathering may be governed mainly by chemical weathering of feldspar following physical segregation of quartz grains and pervasive moss. The feldspar easily dissolve In the solution with pH<7 to precipitate clay mineral such as a kaolinite as a secondary phase on the feldspar surface. However, the chemical weathering of feldspar may continue when the surface is washed by the rain according to removal of the reprecipitated phase. On forwarding, the weathering may be greatly Influenced by the acid rain. Exfoliation and weathering along igneous lineation resulting in exfoliating along the structural line are the characteristic weathering phenomena. Also the secondary small cracks are irregularly developed on the rocks due to different strain on places by the overall structural unbalance of the pagodas. Along these cracks, the rain water intrudes deeply into the rocks and weathering occurs intensively compared to other parts. Weathering may be artificially promoted by the grinding or sculpturing when the pagodas were made. Because it may influence on the physical properties of the rocks as well as destruct the surface of the feldspar crystals, the major constituents of the rocks, it results in providing the environment of easy chemical weathering along time. For conservation, the pagodas must be structurally balanced by compacting the soil basement and supplementing rocks on the destroyed part. On the exfoliated part it is better not to be artifically treated as using cementing material. But the cracks may be filled up by cementing material to avoid the intrusion of acidic water. To supplement the rocks on the destroyed part, it may be better to use similar rock phases from identical biotite granite and alkali granite masses around the Kyeongju city.

• 한국광물학회지
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• 제18권2호
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• pp.135-144
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• 2005

하부 조선누층군의 풍촌층 고품위 석회석 광체에서는 그 상위의 지층인 화절층으로부터 유래된 극미립의 적갈색 변질물이 열극을 따라 충진 및 피복하는 양상을 보이며 산출된다. 표성기원을 시사하는 산출상태와 광물조성을 이루는 이 침전물은 석회석 광체를 오염시킴으로써, 품위와 품질을 저하시키는 결과를 초래한다. 이 풍화산물은 옥수질 석영, 고령석, 일라이트, 침철석 및 적철석이 주요 자생광물을 이루며 곳에 따라 스멕타이트가 소량 수반된다. 그밖에 원지성 광물편들인 운모와 정장석들이 드물게 상대적으로 큰 입도를 이루며 함유된다. 고령석, 일라이트 및 스멕타이트로 구성되는 이 풍화산물의 다소 복잡한 점토광물상은 석회암 풍화잔류토의 전형에 해당되는 것으로 여겨진다. 이 극미립 풍화물은 곳에 따라 열수에 의해서 재차 변질되어 스틸바이트 같은 열수 기원의 제올라이트 광물을 수반하기도 한다. 이 표성변질물의 생성 및 침투 시기는 풍촌층의 고품위 석회석을 형성시킨 천열수 변질작용의 시기 직후, 즉 쥬라기 초기에 해당되는 것으로 해석된다. 조선 누층군의 응기 및 풍화${\cdot}$ 침식의 시점을 시사하는 이 같은 표성변질 양상은 산소가 풍부한 표층수가 하강하는 환경 하에서 석회질 모암 내에서 화학적 용탈과 확산 방식으로 작용한 것으로 여겨진다.

• 한국지형학회지
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• 제18권1호
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• pp.57-71
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• 2011

남해안의 고성에 위치하는 월치고개 단면은 10m 두께의 화강암 풍화층으로써, 10YR 4/4에 가까운 적색을 띠고 있어서 고온다습했던 고기후의 산물로 판단되기 쉬운 단면이다. 그러나 단면관찰과 박편분석, XRD 동정과 지화학적 분석을 통해 살펴본 결과, 열수변성의 대표광물인 할로이사이트가 단면 전체에서 보편적으로 나타나고 있으며, 한반도의 일반적 화강암 풍화층의 화학적 풍화율인 60~70%보다 훨씬 높은 97%에 달하였다. 이는 기후지형학적 풍화에 의해 형성된 적색풍화층이 아니라, 지열수에 의한 열수변성 가능성이 매우 높게 단면으로 판단된다.