• 제목/요약/키워드: weathering indices

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화강암의 풍화현상에 수반되는 물성변화의 특성 (A study on the variation of rock properties of weathered granites)

  • 김영화;장보안
    • 지질공학
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    • 제2권1호
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    • pp.36-46
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    • 1992
  • 암석의 풍화 등급 정량화의 한 시도로써 각종 물리적 특성치의 변화 양상을 추적하고 이를 기존의 육안이나 현미경 관찰에 의한 풍화등급과 상호 비교 분석하였다. 이용된 물리적 특성치는 비중, 공극율, 초음파 종파속도 및 일축압축 강도였으며, 암석 관찰에 의한 풍화등급과의 상관은 공극율과 종파속도가 비중과 일축압축 강도에 비하여 상대적으로 좋은 상관도를 보여 심한 암상 차이만 조정된다면 공극율과 종파속도가 알려지고 있는 이상으로 효과적인 퐁화기준이 될 수 있을 것으로 나타났다.

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Maturity of the Crater Rim Walls as a function of the Crater Size

  • SIM, Chae Kyung;Kim, Sungsoo S.;Jeong, Minsup
    • 천문학회보
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    • 제40권2호
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    • pp.45.3-46
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    • 2015
  • Space weathering agents such as micrometeoroids and solar wind particles continuously age the uppermost regolith of the lunar surface by comminuting as well as darkening and reddening. Among several maturity indices, we investigate median grain size () and optical maturity (OMAT) of the crater rim walls. Crater rim wall is the most immature place among the impact crater features because the vertical mixing process by mass-movement can enhance the gardening of regolith and the supply of immature materials in the deeper layer to the surface. More than 140 simple and complex craters were considered. Both and OMAT values of the inner rim wall initially increase as the crater size increases until ~10-20 km, then decrease. This transition crater size happens to correspond to the transition diameter from simple to complex craters. For larger craters, i.e., complex craters, it is clear that the inner rim wall of the craters formed in recent eras tend to remain fresh and become mature along with time. For the simple crater case, smaller craters are more mature, which is opposite to the case of complex craters. This is thought to be because smaller craters become flattened more quickly, thus have smaller vertical mixing in the regolith due to mass-movement. We will also discuss on the maturity indices of the crater rim walls at high latitudes as a function of the position angle to see the latitude dependence of the space weathering process.

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풍화진행에 따른 한라산조면암의 역학적 특성변화 (Variations of Mechanical Properties of Hallasan Trachyte with respect to the Degree of Weathering)

  • 조태진;이상배;황택진;원경식
    • 터널과지하공간
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    • 제19권4호
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    • pp.287-303
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    • 2009
  • 한라산 정상부의 백록담 암체는 백록담조면현무암이 분포하는 동측구역과 한라산조면암이 분포하는 서측구역으로 구분된다. 백록담에서 진행되는 풍화, 암벽붕괴, 낙반은 전반적으로 백록담 서측구역에 분포하는 한라산 조면암의 풍화작용과 밀접한 연관성을 가지며, 동측구역에서는 개별 암석 블록들의 국지적 붕락현상이 발생한다. 본 연구에서는 한라산조면암 분포지역의 지질학적 특성을 조사하였으며, 풍화단계별로 조면암 시료를 채취하여 편광현미경분석, X-선 회절분석, 지화학적 분석, 공학적 특성시험을 수행하였다. SEM, XRD, XRF 분석을 통하여 2차 변질광물의 종류와 함량 및 광물조성 변화를 관찰한 결과 점토광물이 확인될 정도의 심한 화학적풍화작용은 발생하지 않았지만 풍화에 따른 화학적풍화지수와 주요원소의 함량 변화에 대한 분석 결과에 의거할때 화학성분의 용탈에 의한 미약한 화학적풍화작용이 발생한 것으로 판단된다. 풍화에 기인된 암석의 공학적특성변화를 고찰하기 위하여 밀도, 비중, 흡수율, 공극률, 탄성파속도, 일축압축강도, 슬레이크내구성지수, 동결-융해시험을 수행하였다. 인공풍화시험을 통한 균열발현 양상과 물리적 특성 측정 결과 기계적풍화작용은 미세균열 및 공극을 발달시켜 암반의 역학적 강도 저하를 야기하고 있으며, 기계적풍화 진행에 의한 추가적인 공극률 저하 양상을 고려할 때 $D_B$ = 1.5 또는 공극률 = $20{\sim}21%$ 범위에서 한라산조면암의 공학적 강도 특성이 소멸될 것으로 분석되었다.

화학적 풍화에 의한 결정질 암석내의 미세조직 발달특징과 암반공학적 의미 (Characterization of Microtextures formed by Chemical Weathering in Crystalline Rocks and Implications for Rock Mechanics)

  • 추창오;정교철
    • 지질공학
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    • 제21권4호
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    • pp.381-391
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    • 2011
  • 암석의 풍화작용은 암석의 강도를 약화시키고 궁극적으로는 지질공학적 대상물의 안정성을 저하시키게 된다. 화학적 풍화지수와 같이 암석의 풍화등급을 이용하여 암반의 안정성을 평가하는 여러 가지 지표가 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 편광현미경 관찰, XRF 전암분석에 의한 화학적 풍화지수, X-선회절 (XRD)분석에 의한 광물의 종류와 함량분석, 전자현미경(SEM/EDS)에 의한 미세조직 분석, BET측정법에 의한 기공크기와 비표면적 분석, 미소촛점 X-선 CT 등을 이용하여 결정질 암석(편마암, 화강암)의 풍화정도와 미세조직, 공극의 특성을 분석하였다. 이차광물의 생성과 미세구조의 발달특정은 광물의 용해, 침전, 파쇄반응과 같이 복합적인 요소에 의하여 영향을 받게 된다. 그러므로 단순히 전암분석치를 이용하여 계산하는 풍화지수(CIA, CWI 등)와 같은 기존의 화학적 풍화지표들은 암석의 풍화정도를 제대로 반영하지 못함이 밝혀졌다. 따라서 이 외에도 광물조성비, 미세조직, 미세공극의 특성을 고려한 새로운 평가기법이 요구된다.

압축강도와 풍화도에 관련된 퇴적암의 공학적 특성 (Engineering Characteristics of the Sedimentary Rocks on Compressive Strength and Weathering Grade)

  • 이영휘;김영준;박준규
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제16권1호
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    • pp.5-17
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    • 2000
  • 본 연구에서는 대구ㆍ경북지역에 분포하는 셰일, 이암, 실트스톤, 사암에 대한 물리ㆍ역학적 특성을 실험실과 현장에서 측정하였다. 절리와 층리가 잘 발달한 퇴적암에서 일축압축 시험을 위한 암석코어 시료를 확보하기가 어렵다. 그래서 퇴적암에 대해서 점하중강도, 슈미트해머 반발치, 압열인장강도, p-파속도, 흡수율등의 특성값들과 일축압축강도의 상관성을 분석하였다. 그 결과 퇴적암의 일축압축강도를 제반지수를 이용하여 평가할 때 기존의 상관식은 일축압축강도를 크게 평가하는 것으로 나타났다. 또한 암석의 화학성분과 광물성분을 XRF와 XRD분석을 통해 조사하였다. 추가적으로 육안식별에 의한 풍화등급 구분은 주관적인 경향에 따라 다르게 분류되는 혼란이 야기되므로 점하중강도, 슈미트해머 반발치, 흡수율과 같은 지수들을 이용하여 암석의 풍화도를 정량적으로 나타내었다.

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Determination of Kinetic Parameters in Coal Weathering Processes

  • Yun, Yongseung
    • 한국에너지공학회:학술대회논문집
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    • 한국에너지공학회 1993년도 추계학술발표회 초록집
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    • pp.31-36
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    • 1993
  • Three different methods were employed to measure the degree of aerial oxidation in coal and the resulting oxidation/weathering indices were applied to obtain kinetic parameters of aerial oxidation processes, The index (i.e., slurry pH, Free Swelling Index, weight gain) values were subjected to kinetic analysis based on power-law Arrhenius type reaction model. The results show that activation energy of the aerial oxidation in 20-29$0^{\circ}C$ is in the range of 12-16 ㎉/㏖ and the agreement among three techniques is remarkable. The first order kinetic model is suitable in describing low temperature aerial oxidation process, except in the FSI case where the zero order expression is the best one.

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Major Element Changes in the Upper Quaternary Sediment of the East Sea (Sea of Japan): Their Implications for the Onset of Holocene

  • Hyun, Sang-Min;Han, Sang-Joon;Bahk, Jang-Jun
    • Journal of the korean society of oceanography
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    • 제33권4호
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    • pp.185-195
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    • 1998
  • Two piston cores (94PC-2 and 95PC-4) taken from the East Sea (Sea of Japan) are studied to evaluate the paleoceanographic changes and its interaction with climatic variation. The bulk geochemistry of the non-biogenic fractions of 54 sediment samples is determined using X-ray fluorescence. Four geochemical stratigraphic units at both core sediments are recognized based on the variations in major element concentration. These chemical stratigraphic units correspond well with the sedimentological and paleontological facies. Source materials are considered as basic and/or intermediate rocks judging from silica content. A distinctive boundary around 11 kyr may correspond to Younger Dryas event. The switch of most major elements at this level and the distinctive changes in concentration of typical terrigenous elements (TiO$_2$ and Al$_2$O$_3$) are the strong evidence for the difference in sources of terrigenous materials. The weathering indices exhibit high degree in Core 94PC-2 and low degree in Core 95PC-4. The changes in weathering degree can be distinguished by the lowest value occurred at 11 kyr in Core 94PC-2 and by a gradual decrease from top to bottom in Core 95PC-4. The profiles of potassium and sodium exhibit specific excursions between the Holocene and the late Pleistocene. This implies that sediments of the two cores originating from different sources with different weathering degrees. The distinct two-group distributions in K$_2$O/CaO vs. Na$_2$O/K$_2$O also support the difference in provenance of aluminosilicate materials at the boundary of 11 kyr. Thus, supply patterns of terrigenous materials are stable in Holocene and more complicated in the last glacial period.

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2차산불피해저감기술개발을 위한 강원도 산불지토양 중 Fe-Mn원소의 분포특성 (Properties of the Variation of Fe and Mn in the Vicinity of Soil Affected by Forest Fire for the Development of Technics that Reduces Forest Fire-induced 2nd Damage from Gangwon Provinces, Korea)

  • 오근창;양동윤;김주영;남욱현;윤정한
    • 자원환경지질
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    • 제35권3호
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    • pp.285-297
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    • 2002
  • 본 연구는 물리화학적 분석을 토대로 산불지 토양에 영향을 미치는 중요한 인자의 특성을 파악하려 하였으며, 산불지 2차피해저감기법의 개발에 획득한 결과를 활용하는데 그 목적이 있다. 연구대상지는 강원도 강릉시와 동해시에 소재한 임야이며, 산불발생시기는 2000년 12월경이다. 토양시료는 산불발생후 약 1년이 지난 2001년 11월에 산불지와 비산불지, 표토와 심토를 대상으로 구분하여 채취하였다. 산불지 표토 (0-5 cm)중의 pH는 비교지에 비하여 높은 특성을 보였으며, 심토 (5-40 cm)중의 pH는 비교지에 비하여 낮은 특성을 보였다. 토성분류 결과, 산불로 소실된 초목류의 잔류물이 산불지 토성에 영향을 주었으며, 지질적 특성에 따라서도 토성의 차이가 있음을 확인하였다. 유기물함량은 산불지에서 높게 나타났지만 예외적으로 탄질셰일이 많이 분포하는 산불지에서는 비교지에 비하여 유기물함량이 낮은 것으로 나타났다. 풍화지수는 산불지에서 낮게 나타났으며 이는 산불지 표토의 유실과 관련이 있다. Fe(Fe$^{2+}$ or Fe$^{3+}$ )이온은 강우나 강설등에 의하여 산불지 표토로부터 쉽게 용탈되는 반면에 Mn이온은 콜로이드의 물리화학적 흡착작용에 의하여 산불지 토양 중에 그대로 잔류하는 특성을 확인하였다. 연속추출법을 통하여 산불지에서 Fe이온의 용탈이 있음을 확인하였으며, Mn이온의 용출특성이 교란되었음을 확인하였다. 요인분석결과에서도 산불로 인하여 인자들간의 수반특성이 교란되었음을 확인하였다.

침식저항도 차이에 따른 지형발달 및 지형인자에 대한 연구 - 2차원 수치지형발달모형을 이용하여 - (A Theoretical Study on the Landscape Development by Different Erosion Resistance Using a 2d Numerical Landscape Evolution Model)

  • 김동은
    • 자원환경지질
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    • 제55권5호
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    • pp.541-550
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    • 2022
  • 구조지형은 기반암 단층과 암석의 경연차와 같은 약대를 따라 풍화, 침식의 프로세스의 영향을 받아 만들어진 지형이다. 지구 조지형은 현재 활동하고 있는 지진, 화산, 단층과 같은 지구조운동으로 인해 만들어진 지형이다. 우리나라와 같이 판의 내부에 위치하여 지구조운동의 영향이 상대적으로 적고 기후적 특성을 고려하면 실제 현장에서 이 둘을 명확하게 구분하는 것은 어렵다. 최근 활성단층 연구의 증가에 따라 지구조지형에 초점을 맞추어 연구가 진행되고 있으나 더 명확한 지구조지형을 분류하기 위해서는 기반암의 특성에 따른 구조지형의 발달 양상에 대한 이해가 필요하며 기반암의 특성만을 따로 비교분석하기에는 현재 지형은 지구조운동과 기후의 영향을 동시에 받았기 때문에 구조적 요인만을 대상으로 하기에는 한계가 있다. 본 연구는 2차원 수치지형발달모형을 이용하여 기후와 지구조운동에 의한 요인을 제한하고, 기반암의 차이에 따른 지형의 시공간적 발달특성에 대해 연구하였다. 기반암 차이에 따른 지형특성을 구분하기 위해 사면·하천과 관련된 지형분석을 하였다. 연구결과 침식가능성이 높은 지형은 평균고도, 기복량, 경사도, 하천차수, 하천경사도지수 모두 낮게 나왔다. 또한 기반암 하천분석 결과 기반암 경계부분에서 천이점이 나왔다. 실제 지형을 연구할 때 지금까지는 지구조운동으로 인한 것인지, 구조적 요인을 받은 것인지 구분할 때 천이점에 있는 기반암의 차이만 고려하였다. 본 연구는 지구조지형과 구조지형을 분류할 때 구조지형으로 분류하기 위해서는 기반암의 차이뿐만 아니라 다양한 지형인자들을 고려하여 종합적으로 판단하여야 할 것임을 시사한다.

Geochemistry of cordierite-bearing motasedimentary rocks, northern Yeongnam Massif: implications for provenance and tectonic setting

  • Kim, Jeongmin;Moonsup Cho
    • 한국광물학회:학술대회논문집
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    • 한국광물학회.한국암석학회 2003년도 공동학술발표회 논문집
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    • pp.54-54
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    • 2003
  • The metasedimentary rocks together with various granitoids are the main constituents in Taebaeksan gneiss complex, northern Yeongnam Massif. Chemical compositions of sedimentary rocks may reflect the nature of the provenance and could be crucial for understanding the evolution of early continental crust. Previous workers have suggested that the provenance and tectonic studies based on the geochemistry of sediments are applicable to the Precambrian samples. In this study we analyzed the major, trace and REE elements of metasedimentary rocks to understand their provenance and tectonic setting during sedimentation. The overall geochemical characteristics of metasedimentary rocks are similar to those of average shale of the post-Archean. Major element chemistry indicates mature and sorted nature of the sediments. The degree of weathering in the source rocks the is not uniform, as inferred from a large scatter in chemical indices of weathering (CIW). The immobile trace elements such as Th, Sc, and REE can be used to discriminate various sedimentary processes. The Th/sc ratios (0.9 - 4.4) are larger than those of the upper crust and average shale, suggesting that the felsic source predominates. The contents of Ni and Cr and the variations in the ratio of compatible to incompatible elements are similar to the average post-Archean shale. Uniform chondrite-normalized REE pattern with the LREE enrichment (LaN/SmN = 4.9 ${\pm}$ 0.4) and slight negative Eu anomalies (Eu/Eu$\^$*/ = 0.7 ${\pm}$ 0.1) also support this observation. The presence of negative Eu anomaly indicates that intracrustal igneous processes involving plagioclase separation have affected the provenance rocks. The LREE enrichment implies the major role of felsic rocks in source rocks. The eNd (1.9 Ga) values of metasediment rocks vary from 9.4 to 6.7, corresponding to TDM of 2.9 - 2.7 Ga. On the other hand, the 147Sm/144Nd ratios are 0.1079 - 0.1101, corresponding to typical tettigenous sediments. The geochemical features of metasedimentary rocks such as high abundances of large ion lithophile elements, high ratios of Th/Sc and La/Sm, commonly high Th/U ratios, negative Eu anomalies, and negative eNd, suggest a provenance consisting virtually entirely of recycled upper continental crust in passive margin environment. Tectonic discrimination diagrams based upon major element compositions also support this suggestion. In conjunction with igneous activity and metamorphism in the convergent margin setting at 1.8 - 1. 9 Ga, the transition from passive margin to active margin characterize the Paleoproterozoic crustal evolution in northern Yeongnam Massif.

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